（课标专用 5年高考3年模拟A版）高考化学 专题十四 无机非金属材料的主角-碳和硅试题-人教版高三化学试题

专题十四无机非金属材料的主角——碳和硅挖命题【考情探究】考点内容解读5年考情预测热度考题示例难度关联考点碳的单质及其重要化合物的性质1.掌握碳及其重要化合物的主要性质及其应用2.了解碳的氧化物对环境的影响2014课标Ⅱ,7,6分易油脂的水解、氧化还原反应★★硅及无机非金属材料了解硅及其重要化合物的主要性质及其应用2017课标Ⅱ,26,14分中氧化还原滴定★★分析解读课标卷对碳和硅单质及它们的化合物的性质进行单独考查的频率较低,主要是以碳、硅的化合物的性质和应用为载体,综合考查化学基本概念、基本理论等。本专题知识与新材料的研发和应用有一定的相关性,预计高考对本专题的考查频率会有所提高。【真题典例】破考点【考点集训】考点一碳的单质及其重要化合物的性质1.(2018吉林四盟校期中联考,18)已知甲、乙、丙和X是四种中学化学中常见的物质,其转化关系如图所示,则甲和X不可能是()A.C、O2 B.NaOH溶液、SO2C.Cl2、Fe D.Al、NaOH溶液答案D2.(2018广东佛山教学质量检测一,7)2017年国产大飞机C919试飞成功,化学工作者研发的新材料发挥了重要作用。下列关于C919的说法中错误的是()A.机身涂料中的氢氧化铝有阻燃作用B.发动机使用的高温陶瓷材料氮化硅属于硅酸盐产品C.使用的碳纤维复合材料能经受许多由温差带来的“冷冻热蒸”的考验D.使用的第三代铝锂合金具有低密度、高比强度、优良的耐低温等性能答案B3.(2019届甘肃顶级名校月考,20)下列叙述中正确的是()A.向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解,再向溶液中加入NaHCO3饱和溶液,又有CaCO3沉淀生成B.向Na2CO3溶液中滴加等体积、等物质的量浓度的稀盐酸,生成的CO2与原溶液中Na2CO3的物质的量之比为1∶2C.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,在同温同压下,生成的CO2体积相同D.向Na2CO3饱和溶液中通入CO2,有NaHCO3结晶析出答案D4.(2019届湖北襄阳四中二调,5)将X气体通入BaCl2溶液,未见沉淀生成,然后通入Y气体,有沉淀生成,X、Y不可能是()A.SO2和H2S B.Cl2和CO2C.NH3和CO2 D.SO2和Cl2答案B5.(2018江西西路片七校一联,15)由氧化铜、氧化铁组成的混合物mg,加入0.8mol·L-1的盐酸500mL时固体恰好完全溶解。若将mg该混合物在足量的一氧化碳中加热完全反应,冷却后固体质量为()A.3.2g B.(m-1.6)gC.(m-3.2)g D.无法计算答案C6.(2017河北唐山一中调研,8)气体X可能由NH3、Cl2、HBr、CO2中的一种或几种组成,已知气体X通入AgNO3溶液中产生浅黄色沉淀,该沉淀不溶于稀硝酸,若将气体X通入澄清石灰水中,无沉淀产生。则下列有关气体X的说法中正确的是()①一定含有HBr,可能含有CO2②一定不含CO2③一定不含NH3、Cl2④可能含有Cl2、CO2A.只有①B.只有③C.①和③D.②③答案C考点二硅及无机非金属材料1.(2019届湖南、湖北八市十二校一联,1)中华文化源远流长、博大精深。从化学的视角看,下列理解不正确的是()A.“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金”中“淘”“漉”相当于分离提纯操作中的“过滤”B.后母戊鼎属青铜制品,是我国古代科技光辉成就的代表之一C.瓷器(China)属硅酸盐产品,“China”一词又指“中国”,这反映了在西方人眼中中国作为“瓷器故乡”的形象D.侯德榜是我国化学工业的奠基人,主要成就是发明侯氏制碱法,该碱指的是烧碱答案D2.(2019届辽宁顶级名校一模,5)化学与生产、生活密切相关。下列叙述正确的是()A.明矾水解时产生具有吸附性的胶体粒子,可杀菌消毒B.根据分散质粒子的直径大小,分散系可分为溶液、浊液和胶体,浊液的分散质粒子的直径介于溶液与胶体之间C.碳素钢和光导纤维都属于新型无机非金属材料D.葡萄糖注射液不能产生丁达尔效应,不属于胶体答案D3.(2019届河南豫北名校调研,1)下列叙述正确的是()A.因为Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑,所以硅酸的酸性比碳酸强B.碳和硅都是ⅣA族的元素,所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似C.二氧化硅既能溶于氢氧化钠溶液又能溶于氢氟酸,所以二氧化硅是两性氧化物D.二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物,但二氧化硅不能和水反应生成硅酸答案D4.(2018晋豫省际大联考,1)山西博物院是太原地标性建筑之一,下列相关说法正确的是()A.展柜使用的钢化玻璃,其主要成分只有SiO2B.墙体使用的砖瓦、水泥都是硅酸盐制品C.陈列的元青花瓷的原料有高岭土[Al2Si2O5(OH)4],也可以表示为Al2O3·SiO2·H2OD.展示的青铜器上有一层绿色物质可能是碱式碳酸铜,此绿色物质不溶于盐酸答案B5.(2018吉林四盟校期中联考,4)下列说法错误的是()A.硅太阳能电池、计算机芯片、光导纤维都用到硅单质B.水晶镜片、石英钟表、玛瑙手镯都含有SiO2C.水泥路桥、门窗玻璃、砖瓦、陶瓷餐具所用材料都为硅酸盐D.熔融烧碱时不能使用普通玻璃坩埚、石英坩埚和陶瓷坩埚答案A6.(2018河南开封一模,8)化学与社会、生活密切相关,下列说法中正确的是()A.焚烧废旧塑料以防止“白色污染”B.牛奶中加入果汁会产生沉淀,是因为发生了酸碱中和反应C.聚氯乙烯化学稳定性好,可用于生产药品包装盒、快餐盒等D.由我国自行研制的新型“连续纤维增韧”航空材料,其主要由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成,它是一种新型无机非金属材料答案D7.(2019届湖北襄阳四中二调,2)下列有关物质的性质或应用的说法不正确的是()A.二氧化硅是生产光纤制品的基本原料B.水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂C.盐析可提纯蛋白质并保持其生理活性D.石油分馏可获得乙烯、丙烯和丁二烯答案D过专题【五年高考】A组统一命题·课标卷题组考点一碳的单质及其重要化合物的性质1.(2014课标Ⅱ,7,6分)下列过程没有··A.用活性炭去除冰箱中的异味B.用热碱水清除炊具上残留的油污C.用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果D.用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装答案A2.(2014课标Ⅱ,27,15分)铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料等。回答下列问题:(1)铅是碳的同族元素,比碳多4个电子层。铅在元素周期表的位置为第周期、第族;PbO2的酸性比CO2的酸性(填“强”或“弱”)。

(2)PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,反应的化学方程式为。

(3)PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得,反应的离子方程式为;PbO2也可以通过石墨为电极,Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生的电极反应式为,阴极上观察到的现象是;若电解液中不加入Cu(NO3)2,阴极发生的电极反应式为,这样做的主要缺点是。

(4)PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示,已知失重曲线上的a点为样品失重4.0%(即样品起始质量-a点固体质量样品起始质量×100%)的残留固体。若a点固体组成表示为PbOx或mPbO。答案(1)六ⅣA弱(每空1分,共3分)(2)PbO2+4HCl(浓)PbCl2+Cl2↑+2H2O(2分)(3)PbO+ClO-PbO2+Cl-Pb2++2H2O-2e-PbO2+4H+石墨上包上铜镀层Pb2++2e-Pb不能有效利用Pb2+(1分,2分,1分,1分,1分,共6分)(4)根据PbO2PbOx+2-x2O2↑,有x=2-239×4.根据mPbO2·nPbO,2m+nm+n=1.4,考点二硅及无机非金属材料B组自主命题·省(区、市)卷题组考点一碳的单质及其重要化合物的性质1.(2016江苏单科,1,2分)大气中CO2含量的增加会加剧“温室效应”。下列活动会导致大气中CO2含量增加的是()A.燃烧煤炭供热 B.利用风力发电C.增加植被面积 D.节约用水用电答案A2.(2016四川理综,2,6分)根据下列实验操作和现象得出的结论正确的是()选项实验操作现象结论A将某溶液与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水石灰水变浑浊该溶液中一定含有COB常温下,将铁片浸入足量浓硫酸中铁片不溶解常温下,铁与浓硫酸一定没有发生化学反应C向某食盐溶液中滴加淀粉溶液溶液颜色不变该食盐中一定没有添加KIO3D向苯酚钠溶液中滴加乙酸溶液溶液变浑浊相同条件下,乙酸的酸性一定比苯酚强答案D3.(2015江苏单科,4,2分)在CO2中,Mg燃烧生成MgO和C。下列说法正确的是()A.元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体B.Mg、MgO中镁元素微粒的半径:r(Mg2+)>r(Mg)C.在该反应条件下,Mg的还原性强于C的还原性D.该反应中化学能全部转化为热能答案C4.(2017北京理综,26,13分)TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物,制备纯TiCl4的流程示意图如下:资料:TiCl4及所含杂质氯化物的性质化合物SiCl4TiCl4AlCl3FeCl3MgCl2沸点/℃58136181(升华)3161412熔点/℃-69-25193304714在TiCl4中的溶解性互溶——微溶难溶(1)氯化过程:TiO2与Cl2难以直接反应,加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。已知:TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g)ΔH1=+175.4kJ·mol-12C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH2=-220.9kJ·mol-1①沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式:

。

②氯化过程中CO和CO2可以相互转化,根据右图判断:CO2生成CO反应的ΔH0(填“>”“<”或“=”),判断依据:

。

③氯化反应的尾气须处理后排放,尾气中的HCl和Cl2经吸收可得粗盐酸、FeCl3溶液,则尾气的吸收液依次是。

④氯化产物冷却至室温,经过滤得到粗TiCl4混合液,则滤渣中含有。

(2)精制过程:粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4。示意图如下:物质a是,T2应控制在。

答案(13分)(1)①TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(g)+2CO(g)ΔH=-45.5kJ·mol-1②>随温度升高,CO含量增大,说明生成CO的反应是吸热反应③H2O、FeCl2溶液、NaOH溶液④MgCl2、AlCl3、FeCl3(2)SiCl4高于136℃,低于181℃考点二硅及无机非金属材料5.(2017北京理综,6,6分)古丝绸之路贸易中的下列商品,主要成分属于无机物的是()A.瓷器B.丝绸C.茶叶D.中草药答案A6.(2015江苏单科,8,2分)在给定条件下,下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是()A.粗硅SiCl4SiB.Mg(OH)2MgCl2(aq)MgC.Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3D.AgNO3(aq)[Ag(NH3)2]OH(aq)Ag答案A7.(2014重庆理综,1,6分)下列物质的使用不涉及化学变化的是()A.明矾用作净水剂 B.液氨用作制冷剂C.氢氟酸刻蚀玻璃 D.生石灰作干燥剂答案B8.(2014福建理综,9,6分)常温下,下列各组物质中,Y既能与X反应又能与Z反应的是()XYZ①NaOH溶液Al(OH)3稀硫酸②KOH溶液SiO2浓盐酸③O2N2H2④FeCl3溶液Cu浓硝酸A.①③ B.①④ C.②④ D.②③答案B9.(2014安徽理综,27,14分)LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质。某工厂用LiF、PCl5为原料,低温反应制备LiPF6,其流程如下:已知:HCl的沸点是-85.0℃,HF的沸点是19.5℃。(1)第①步反应中无水HF的作用是、。反应设备不能用玻璃材质的原因是(用化学方程式表示)。无水HF有腐蚀性和毒性,工厂安全手册提示:如果不小心将HF沾到皮肤上,可立即用2%的溶液冲洗。

(2)该流程需在无水条件下进行,第③步反应中PF5极易水解,其产物为两种酸,写出PF5水解的化学方程式:。

(3)第④步分离采用的方法是;第⑤步分离尾气中HF、HCl采用的方法是。

(4)LiPF6产品中通常混有少量LiF。取样品wg,测得Li的物质的量为nmol,则该样品中LiPF6的物质的量为mol(用含w、n的代数式表示)。

答案(1)反应物溶剂SiO2+4HFSiF4↑+2H2ONaHCO3(2)PF5+4H2OH3PO4+5HF(3)过滤冷凝(4)w(本题部分小题属于开放试题,合理答案均给分)C组教师专用题组考点一碳的单质及其重要化合物的性质1.(2013浙江理综,7,6分)下列说法不正确的是()A.多孔碳可用作氢氧燃料电池的电极材料B.pH计不能用于酸碱中和滴定终点的判断C.科学家发现一种新细菌的DNA链中有砷(As)元素,该As元素最有可能取代了普通DNA链中的P元素D.和CO2反应生成可降解聚合物,该反应符合绿色化学的原则答案B2.(2013浙江理综,27,14分)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应:反应Ⅰ:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq)ΔH1反应Ⅱ:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq)ΔH2反应Ⅲ:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq)ΔH3请回答下列问题:(1)ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是:ΔH3=。

(2)为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响,在某温度T1下,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂),在t时刻,测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得CO2气体浓度,得到趋势图(见图1)。则:①ΔH30(填“>”“=”或“<”)。

②在T1-T2及T4-T5二个温度区间,容器内CO2气体浓度呈现如图1所示的变化趋势,其原因是

。

③反应Ⅲ在温度为T1时,溶液pH随时间变化的趋势曲线如图2所示。当时间到达t1时,将该反应体系温度迅速上升到T2,并维持该温度。请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化总趋势曲线。(3)利用反应Ⅲ捕获CO2,在(NH4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下,提高CO2吸收量的措施有(写出2个)。

(4)下列物质中也可能作为CO2捕获剂的是。

A.NH4Cl B.Na2CO3C.HOCH2CH2OH D.HOCH2CH2NH2答案(共14分)(1)2ΔH2-ΔH1(2)①<②T1-T2区间,化学反应未达到平衡,温度越高,化学反应速率越快,所以CO2被捕获的量随温度升高而提高。T4-T5区间,化学反应已达到平衡,由于正反应是放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,所以不利于CO2捕获③(3)降低温度;增加CO2浓度(或分压)(4)B、D考点二硅及无机非金属材料3.(2013江苏单科,4,2分)下列有关物质性质的应用正确的是()A.液氨汽化时要吸收大量的热,可用作制冷剂B.二氧化硅不与强酸反应,可用石英器皿盛放氢氟酸C.生石灰能与水反应,可用来干燥氯气D.氯化铝是一种电解质,可用于电解法制铝答案A4.(2014重庆理综,8,15分)月球含有H、He、N、Na、Mg、Si等元素,是人类未来的资源宝库。(1)3He是高效核能原料,其原子核内中子数为。

(2)Na的原子结构示意图为,Na在氧气中完全燃烧所得产物的电子式为。

(3)MgCl2在工业上应用广泛,可由MgO制备。①MgO的熔点比BaO的熔点(填“高”或“低”)。

②月球上某矿石经处理得到的MgO中含有少量SiO2,除去SiO2的离子方程式为;SiO2的晶体类型为。

③MgO与碳粉和氯气在一定条件下反应可制备MgCl2。若尾气可用足量NaOH溶液完全吸收,则生成的盐为(写化学式)。

(4)月壤中含有丰富的3He,从月壤中提炼1kg3He,同时可得6000kgH2和700kgN2,若以所得H2和N2为原料经一系列反应最多可生产碳酸氢铵kg。

答案(1)1(2)Na+[：O····：O····：](3)①高②SiO2+2OH-SiO32-+H③NaCl,NaClO,Na2CO3(4)3950【三年模拟】一、选择题(每题6分,共42分)1.(2019届辽宁顶级名校一模,3)CO2是自然界碳循环中的重要物质。下列过程会引起大气中CO2含量上升的是()A.光合作用 B.自然降雨C.化石燃料的燃烧 D.碳酸盐的沉积答案C2.(2018江西西路片七校一联,1)化学与生产、生活密切相关。下列说法正确的是()A.常用的食品保鲜膜、保鲜袋的成分是聚氯乙烯B.在食品袋中放入盛有硅胶和铁粉的透气小袋,可防止食物受潮、氧化变质C.单质铜制成“纳米铜”时具有非常强的化学活性,在空气中可以燃烧,说明“纳米铜”的还原性比铜片更强D.现代科技已经能够拍到氢键的“照片”,直观地证实了水分子间的氢键是一个水分子中的氢原子与另一个水分子中的氧原子间形成的化学键答案B3.(2017四川成都五校联考,2)化学与环境、材料、信息、能源关系密切。下列说法中不正确的是()A.高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂,既能杀菌消毒又能净水B.“光化学烟雾”“臭氧空洞”的形成都与氮氧化物有关C.尽量使用含12C的产品,减少使用含13C或14C的产品符合“促进低碳经济”宗旨D.高纯度的二氧化硅广泛应用于制作光导纤维,光导纤维遇强碱会“断路”答案C4.(2018河南、河北重点高中一联,8)实验室用H2还原SiHCl3(沸点:31.85℃)制备纯硅的装置如图所示(夹持仪器和尾气处理装置略去)。下列说法正确的是()A.装置Ⅱ、Ⅲ中依次盛装的是浓H2SO4、冰水B.实验时,应先加热管式炉,再打开盛装稀硫酸的分液漏斗活塞C.为鉴定制得的硅中是否含微量铁单质,需要用到的试剂为盐酸、双氧水、硫氰化钾溶液D.该实验中制备氢气的装置也可用于氢氧化钠稀溶液与氯化铵固体反应制备氨气答案C5.(2018河北武邑中学三调,20)球墨铸铁中含有一种铁碳化合物X。实验小组为测定化合物X的组成设计实验如下:下列说法不正确的是()A.固体2是氧化铁B.X的化学式可表示为Fe3C2C.溶液甲加热、蒸发、灼烧也可得到24.0g固体D.X与足量的热浓硝酸反应有NO2和CO2生成答案B6.(2018广东清远教学质量检测,7)化学点亮生活,下列对生活中的化学理解正确的是()A.节日燃放的烟花,是碱金属、锶、钡、铂、铁等金属元素焰色反应呈现的B.古代合成颜料中国蓝的化学式为BaCuSi4O10,可改写成BaO·CuO·4SiO2C.MnO2有较强的氧化性,可作H2O2分解的氧化剂D.赏心悦目的雕花玻璃是使用烧碱对玻璃蚀刻而成的答案B7.(2018安徽合肥第一次教学质量检测,9)甲、乙、丙、丁四种物质之间的转化关系如图所示,下列选项正确的是()选项甲乙丙丁ASSO2SO3O2BCOHCOCO2H+CCl2FeCl3FeCl2FeDAl3+Al(OH)3AlONH3·H2O答案B二、非选择题(共58分)8.(2019届湖北襄阳四中二调,19)(12分)中国传统文化是人类文明的瑰宝,古代文献中记载了大量古代化学的研究成果。回答下列问题:(1)我国最原始的陶瓷约出现在距今12000年前,制作瓷器所用的原料是高岭土,其晶体化学式是Al4[Si4O10](OH)8,用氧化物表示其组成为。

(2)《本草纲目》中记载:“(火药)乃焰消(KNO3)、硫黄、杉木炭所合,以为烽燧铳机诸药者。”反应原理为:S+2KNO3+3CK2S+N2↑+3CO2↑,该反应的氧化剂是,反应转移4mol电子时,被S氧化的C有mol。

(3)我国古代中药学著作《新修本草》记载的药物有844种,其中有关“青矾”的描述为:“本来绿色,新出窟未见风者,正如琉璃……烧之赤色……”我国早期科技丛书《物理小适·金石类》记载有加热青矾时的景象:“青矾厂气熏人,衣服当之易烂,载木不盛。”青矾就是绿矾(FeSO4·7H2O)。根据以上信息,写出“青矾”受热分解的化学方程式。

(4)中国古代第一部药物学专著《神农本草经》记载:“石硫黄(S)……主阴蚀疽痔恶血,坚筋骨,除头秃,能化金银铜铁奇物。”根据以上信息,得出硫黄(S)具有的性质和用途分别是,。

答案(1)Al2O3·2SiO2·2H2O(2分)(2)S,KNO3(2分)1/6或0.17或0.167(2分)(3)2FeSO4·7H2OFe2O3+SO3↑+SO2↑+14H2O(2分)(4)氧化性(2分)杀菌(剂)或消毒(剂)(2分)9.(2017江西南昌一模,26)(16分)二氯二氢硅(SiH2Cl2)常用于外延法工艺中作重要的硅源。易燃、有毒,与水接触易水解,沸点为8.2℃。在铜催化作用下,HCl与硅在250~260℃反应可以制得SiH2Cl2。(1)以浓硫酸、浓盐酸为原料,选用A装置制取HCl,利用了浓硫酸的性。

(2)D装置中生成二氯二氢硅的化学方程式为。

(3)按照气体从左到右的方向,制取SiH2Cl2的装置(h处用止水夹夹好)连接次序为a→()→()→()→()→()→()→()(填仪器接口的字母,其中装置C用到2次)。(4)按从左到右的顺序,前面装置C中装的药品为,后面装置C的作用为。

(5)反应除生成二氯二氢硅之外,还会生成H2和、等。

(6)新的制取SiH2Cl2的方法是:往硅粉中先通入Cl2,在300~350℃反应生成SiCl4,然后再与HCl在250~260℃反应,可以大大提高产率。如果通入气体次序相反,结果会(用化学方程式表示)。

答案(1)吸水(2分)(2)Si+2HClSiH2Cl2(2分)(3)defgbcd(共2分)(4)P2O5或CaCl2(2分)尾气处理和防止空气中的水进入B中(2分)(5)SiCl4(2分)SiHCl3(2分)(6)SiH2Cl2+2Cl2SiCl4+2HCl(或SiH2Cl2+Cl2SiHCl3+HCl)(2分)10.(2017吉林通化一检,21)(14分)在浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2,可以制得纳米级碳酸钙(粒子直径在1~100nm之间)。下图所示A~E为实验室常见的装置(部分固定夹持装置略去),请根据要求回答问题。(1)实验室制取、收集干燥的NH3,需选用上述装置,接口连接顺序是(选