2023届新高考化学一轮复习碳、硅及其化合物和无机非金属材料提能力

课练9碳、硅及其化合物和无机非金属材料————————————综合测评·提能力————————————一、选择题1．[2022·陕西西安模拟]化学与科学、技术、社会、环境密切相关。下列说法正确的是（）A.计算机的芯片材料是高纯度二氧化硅B.战国所著《周礼》中记载沿海古人“煤饼烧蛎房成灰”（“蛎房”即牡蛎壳），并把这种灰称为“蜃”，“蜃”的主要成分为Ca（OH）2C.“绿水青山就是金山银山”，矿物燃料经过脱硫脱硝处理，可以减少SO2、NO2的排放D.2M＋N=2P＋2Q，2P＋M=Q（M、N为原料，Q为期望产品），不符合“绿色化学”的理念2．下列叙述正确的是（）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溶液中逐滴加入与Na2CO3等物质的量HCl的稀盐酸，生成的CO2与原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.向饱和BaCl2溶液中先通入CO2，再通入NH3，有BaCO3沉淀析出3．[2022·河北承德二模]部分含碳物质的分类与相应碳元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是（）A.a中可能含有非极性键B.b存在多种同素异形体C.c不属于酸性氧化物D.d转化为e可通过化合反应实现4．下列说法中不正确的是（）A.SiO2能与HF反应，因此可用HF刻蚀玻璃B.向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶C.氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，其化学式为Si3N4D.石英是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能5．下列除杂方法正确的是（）A.SiO2中含Al2O3杂质，可以加入足量NaOH溶液，然后过滤除去B.CO2中含有CO杂质，可以通入盛有灼热CuO的玻璃管C.CO2中含有HCl杂质，可以通过盛有饱和Na2CO3溶液的洗气瓶D.Na2CO3溶液中含有Na2SiO3杂质，可以通入足量的CO2，然后过滤6．下表各组物质之间通过一步反应不可以实现如图所示转化关系的是（）选项XYZANH3NO2HNO3BSiO2Na2SiO3H2SiO3CAl2O3NaAlO2Al（OH）3DCO2Na2CO3NaHCO37．利用氯化氢和氢气生产高纯硅的工艺流程如图所示：容器①中发生的反应①为Si（粗）＋3HCl（g）=SiHCl3（l）＋H2（g）；容器②中发生的反应②为SiHCl3（l）＋H2（g）=Si（纯）＋3HCl（g）。下列说法正确的是（）A．该工艺流程的优点是部分反应物可循环使用B.最好用分液的方法分离Si和SiHCl3C．反应①和②中HCl均作氧化剂D．反应①和②均属于可逆反应8．Ca3SiO5是硅酸盐水泥的重要成分之一，其相关性质的说法不正确的是（）A．可发生反应：Ca3SiO5＋4NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))CaSiO3＋2CaCl2＋4NH3↑＋2H2OB．具有吸水性，需要密封保存C．能与SO2反应生成新盐D．与足量盐酸作用，所得固体产物主要为SiO2二、非选择题9．[2022·宁夏石嘴山三中月考]用氮化硅（Si3N4）陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，反应如下：3SiCl4＋2N2＋6H2eq\o(=,\s\up7(高温))Si3N4＋12HCl。完成下列填空：（1）氮化硅可用于制造发动机的耐热部件，因为它属于晶体。有关氮化硅的上述反应中，原子最外层只有一个未成对电子的元素是（填元素符号）；属于非极性分子的化合物的电子式是__________________________________________________。（2）比较Si和Cl两种元素非金属性强弱的方法是（填序号）。a．比较两种元素的气态氢化物的沸点b．比较两种元素的原子获得一个电子时释放能量的大小c．比较相同条件下两种元素氢化物水溶液的酸性强弱（3）Si与Al、Be具有相似的化学性质，因为（简述理由），写出Si与强碱溶液反应的离子方程式：__________________________________________________。10．青花瓷胎体的原料——高岭土[Al2Si2O5（OH）x]，可掺进瓷石制胎，青花瓷釉料的成分主要是钾长石（KAlSi3O8），在1300℃左右一次烧成的釉可形成精美的青花瓷。（1）下列说法正确的是（填选项字母）。A．高岭土分子中x＝2B．钾长石能完全溶解在盐酸中形成澄清的溶液C．烧制青花瓷过程中发生了复杂的物理变化和化学变化D．青花瓷、玻璃、水泥都属于硅酸盐产品（2）在“南澳一号”考古直播过程中，需用高纯度SiO2制造的光纤。下图是用海边的石英砂（含氯化钠、氧化铝等杂质）制备二氧化硅粗产品的工艺流程。①洗涤石英砂的目的是________________________________________________________________________。②在以上流程中，要将洗净的石英砂研磨成粉末，目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③工业上常用纯净石英砂与C在高温下发生反应制造粗硅，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物质的量之比为1∶1。下列说法正确的是（填选项字母）。A．SiC性质稳定，能用于制造抗高温水泥B．制造粗硅时的反应为2SiO2＋5Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋SiC＋4CO↑C．在以上流程中，将盐酸改为NaOH溶液，也可达到目的D．纯净的SiO2只能用于制造光导纤维11．[2022·河北张家口第一阶段检测]水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：（1）水泥是最常用的建筑材料，它属于（填序号）。a．金属材料b．无机非金属材料c．有机高分子材料（2）在分解水泥样品过程中，盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，硝酸的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）沉淀A是普通玻璃的主要成分，写出沉淀A与纯碱反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（4）用氨水调节pH为4～5的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（5）某研究所利用SDTQ600热分析仪对草酸钙晶体（CaC2O4·xH2O）进行热分解，得到相关数据，绘制成固体质量—分解温度的关系图。①固体质量变为5.60g时的成分是（填化学式）。②x的值是。综合测评提能力1．C计算机芯片所用的材料是高纯度的硅，故A错误；牡蛎壳的主要成分为碳酸钙，碳酸钙灼烧生成氧化钙，所以“蜃”的主要成分是氧化钙，故B错误；矿物燃料经过脱硫脱硝处理，可以减少SO2、NO2的排放，有利于保护环境，故C正确；总反应为3M＋N=3Q，符合“绿色化学”的理念，故D错误。2．DCaCO3与H2O、CO2反应产生Ca（HCO3）2，再加入NaHCO3没有明显现象，A项错误；Na2CO3与等物质的量HCl反应，生成NaHCO3，没有CO2气体放出，B项错误；等质量的NaHCO3和Na2CO3，其中NaHCO3的物质的量大，与足量盐酸反应产生的CO2多，C项错误；向BaCl2饱和溶液中通入CO2，不发生反应，再通入NH3使溶液显碱性，有沉淀析出，D项正确。3．Aa为CH4，不含非极性共价键，A项错误；b为碳单质，存在金刚石、石墨、C60等多种同素异形体，B项正确；c为CO，不属于酸性氧化物，C项正确；若e为NaHCO3，d转化为e则发生CO2＋H2O＋Na2CO3=2NaHCO3，属于化合反应，D项正确。4．DSiO2能与HF反应，因此可用HF刻蚀玻璃，A正确；向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶，B正确；氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，其化学式为Si3N4，C正确；硅是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能，石英的主要成分是SiO2，D错误。5．BSiO2、Al2O3均能与NaOH溶液反应，A项错误；CO能与灼热的CuO反应产生CO2，B项正确；Na2CO3溶液也能吸收CO2，C项错误；引入NaHCO3杂质，D项错误。6．ANH3催化氧化生成NO，无法直接得到NO2，故A符合题意；SiO2和Na2CO3在高温下反应生成Na2SiO3，Na2SiO3和稀盐酸反应生成H2SiO3，H2SiO3分解生成SiO2，H2SiO3与NaOH反应生成Na2SiO3，各物质之间通过一步反应可以实现图示转化，故B不符合题意；Al2O3与NaOH反应生成NaAlO2，NaAlO2与碳酸反应生成Al（OH）3，Al（OH）3与NaOH反应生成NaAlO2，Al（OH）3分解生成Al2O3，各物质之间通过一步反应可以实现图示转化，故C不符合题意；CO2与NaOH反应生成Na2CO3，Na2CO3溶液中通入CO2反应生成NaHCO3，NaHCO3与NaOH反应生成Na2CO3，NaHCO3与盐酸反应生成CO2，各物质之间通过一步反应可以实现图示转化，故D不符合题意。7．A从反应流程容易看出，HCl可循环使用，A项正确；Si为固体，SiHCl3为液体，用过滤法分离，B项错误；反应①中HCl作氧化剂，反应②中HCl为氧化产物，C项错误；反应①和②都不是可逆反应，D项错误。8．D将Ca3SiO5改写为氧化物形式后的化学式为：3CaO·SiO2，性质也可与Na2SiO3相比较。Ca3SiO5与NH4Cl反应的方程式为：Ca3SiO5＋4NH4Cl=CaSiO3＋2CaCl2＋4NH3↑＋2H2O，A正确；CaO能与水反应，所以需要密封保存，B正确；亚硫酸的酸性比硅酸强，当二氧化硫通入到Ca3SiO5溶液时，发生反应：3SO2＋H2O＋Ca3SiO5＝3CaSO3＋H2SiO3，C正确；盐酸的酸性比硅酸强，当盐酸与Ca3SiO5反应时，发生反应：6HCl＋Ca3SiO5=3CaCl2＋H2SiO3＋2H2O，D不正确；故选D。9．答案：（1）原子H、Cl（2）b（3）处在金属与非金属的分界线上Si＋2OH－＋H2O=SiOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋2H2↑解析：（1）氮化硅是一种新型的无机非金属材料，耐高温，属于原子晶体；题给反应中涉及的元素有H、N、Si、Cl，四种元素原子的最外层未成对电子数分别为1、3、2、1，所以原子最外层只有一个未成对电子的元素是H和Cl；SiCl4为非极性分子，其电子式为：。（2）气态氢化物沸点的大小与分子间作用力及氢键有关，与元素非金属性强弱无关，a不符合题意；原子获得一个电子时释放的能量越多，元素的非金属性越强，b符合题意；最高价氧化物对应水化物的酸性越强，元素的非金属性越强，通过氢化物水溶液的酸性强弱无法比较非金属性强弱，c不符合题意。（3）Si、Al、Be三种元素均处于金属与非金属元素的交界处，所以三者的化学性质相似；Si与强碱溶液反应的离子方程式为Si＋2OH－＋H2O=SiOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋2H2↑。10．答案：（1）CD（2）①除去石英砂中的NaCl杂质②增大反应物之间的接触面积，增大反应速率，提高生产效率③B解析：（1）A项，根据正负化合价代数和等于零的原则，可得6＋8－10－x＝0，解得x＝4。B项，钾长石与盐酸反应后不能形成澄清的溶液。C项，根据水泥制造过程可推测出烧制青花瓷过程中发生了复杂的物理变化和化学变化。D项，青花瓷、玻璃、水泥符合硅酸盐产品的特点，是硅酸盐产品。（2）①石英砂中含有易溶于水的NaCl杂质，洗涤石英砂可使NaCl与SiO2分离。②将纯净的石英砂研磨后能增大物质的表面积，从而增大反应物与盐酸的接触面积，增大反应速率，提高生产效率。③A项，根据SiC中元素的价态可知，SiC具有还原性，在高温下仍能在O2中燃烧生成SiO2和CO2，因此不能用于制造抗高温水泥。B项，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物质的量之比为1∶1，根据原子守恒，可将题述信息转化为如下反应：2SiO2＋5Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋SiC＋4CO↑。