2025版新教材高考化学微专题小练习专练16碳硅及新型无机非金属材料

PAGEPAGE1专练16碳、硅及新型无机非金属材料一、单项选择题1.[2024·全国乙卷]我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和削减总量相当。下列措施中能促进碳中和最干脆有效的是（）A．将重质油裂解为轻质油作为燃料B．大规模开采可燃冰作为新能源C．通过清洁煤技术削减煤燃烧污染D．研发催化剂将CO2还原为甲醇2.[2024·广东卷]广东始终是我国对外沟通的重要窗口，馆藏文物是其历史见证。下列文物主要由硅酸盐制成的是（）文物选项A.南宋鎏金饰品B.蒜头纹银盒文物选项C.广彩瓷咖啡杯D.铜镀金钟座3.[2024·吉林东北师大附中一模]“中国名片”有中国航天、军事、天文等，这些领域的发展受到全世界瞩目，而这些领域与化学有着亲密的联系。下列说法不正确的是（）A.“天宫二号”空间试验室的硅电池板将光能干脆转化为电能B.“蛟龙”号潜水器所运用的钛合金材料具有强度大、密度小、耐腐蚀等特性C.5G技术的应用离不开光缆，我国光缆线路总长度超过了三千万千米，光缆的主要成分是晶体硅D.港珠澳大桥设计运用寿命120年，水下钢柱镶锌块是利用牺牲阳极的阴极爱护法防腐蚀4.[2024·山东卷]下列关于C、Si及其化合物结构与性质的论述错误的是（）A.键能C—C>Si—Si、C—H>Si—H，因此C2H6稳定性大于Si2H6B.立方型SiC是与金刚石成键、结构均相像的共价晶体，因此具有很高的硬度C.SiH4中Si的化合价为＋4，CH4中C的化合价为－4，因此SiH4还原性小于CH4D.Si原子间难形成双键而C原子间可以，是因为Si的原子半径大于C，难形成p­pπ键5.[2024·云南昆明摸底]在海洋碳循环中，通过如图所示的途径固定碳。下列说法错误的是（）A.该循环过程中未涉及氧化还原反应B.光合作用能将太阳能转化为化学能C.钙化作用涉及的离子方程式之一为Ca2＋＋2HCOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))=CaCO3↓＋CO2↑＋H2OD.汲取作用中产生HCOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))的途径为CO2＋H2O⇌H2CO3，H2CO3⇌HCOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))＋H＋6.工业上利用无机矿物资源生产部分材料的流程示意图如下。下列说法正确的是（）（注：铝土矿中含有Al2O3、SiO2、Fe2O3）A.在铝土矿制备较高纯度Al的过程中只用到NaOH溶液、CO2气体、冰晶石B.石灰石、纯碱、石英、玻璃都属于盐，都能与盐酸反应C.在制粗硅时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2D.黄铜矿（CuFeS2）与O2反应产生的Cu2S、SO2均是还原产物7.下列说法正确的是（）①N95口罩对新型冠状病毒有明显阻隔作用，其主要生产原料聚丙烯属于新型无机非金属材料②硅酸可用于制备硅胶，硅胶可用作袋装食品、瓶装药品的干燥剂③Mg2＋、H＋、SiOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))、SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))在水溶液中能大量共存④向含有K＋、Na＋、Br－、SiOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))的溶液中通入CO2后各离子仍能大量存在⑤SiO2不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器⑥硅酸钠可制备木材防火剂，也可用于制备硅酸胶体⑦Si→SiO2→H2SiO3均能一步转化A.①⑤⑥B．①②⑥⑦C.②⑥D．③④⑥二、不定项选择题8.有一粗硅，含杂质铁，取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中，放出等量的H2，则该粗硅中铁和硅的关系正确的是（提示：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑）（）A.物质的量之比为1∶1B.物质的量之比为1∶2C.质量之比为4∶1D.质量之比为2∶19.下列物质性质与应用对应关系正确的是（）A.晶体硅熔点高硬度大，可用于制作半导体材料B.氢氧化铝具有弱碱性，可用于制胃酸中和剂C.漂白粉在空气中不稳定，可用于漂白纸张D.氧化铁能与酸反应，可用于制作红色涂料10.多晶硅是单质硅的一种形态，是制造硅抛光片、太阳能电池等的主要原料。已知多晶硅第三代工业制取流程如图所示：下列说法错误的是（）A.Y、Z分别为H2、Cl2B.制取粗硅时焦炭与石英发生副反应生成碳化硅，该副反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1C.SiHCl3极易水解，产物为H2SiO3、H2、HCl，据此推想SiHCl3中硅为＋2价D.多晶硅是硅的一种同素异形体三、非选择题11.Ⅰ.在工业中加热条件下利用镁制取硅：2Mg＋SiO2eq\o(=,\s\up7(△))2MgO＋Si，同时有副反应发生：2Mg＋Sieq\o(=,\s\up7(△))Mg2Si，Mg2Si遇盐酸快速反应生成SiH4（硅烷），SiH4在常温下是一种不稳定、易分解的气体。如图是进行Mg与SiO2反应的试验装置：（1）由于氧气的存在对该试验有较大影响，试验中应通入气体X作为爱护气，试管中的固体药品可选用（填序号）。a.石灰石b．锌粒c．纯碱（2）试验起先时，必需先通入X气体，再加热反应物，其理由是，当反应起先后，移走酒精灯反应能接着进行，其缘由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）反应结束后，待冷却至常温时，往反应后的混合物中加入稀盐酸。可视察到闪亮的火星，产生此现象的缘由用化学方程式表示为________________________________________________________________________。Ⅱ.草酸晶体受热分解产物中含有CO和CO2气体，为验证气体中含有CO气体，可用下图所示的部分装置（可以重复选用）进行试验：（4）该试验方案设计的装置中，按气体流向依次连接的合理依次为________________________________________________________________________。（5）能证明混合气体中有CO的试验现象是。（6）若不用F装置，则多余的CO气体将如何处理。专练16碳、硅及新型无机非金属材料1．D无论是重质油还是轻质油，燃烧时均会产生大量CO2，不能削减CO2的排放量，不能促进碳中和，A项错误；可燃冰中的甲烷燃烧也会产生大量的CO2，B项错误；削减煤燃烧产生的污染与碳中和无关，C项错误；将CO2转化为甲醇可促进碳中和，D项正确。2．C鎏金饰品属于金属材料，A项错误；纹银盒的主要成分是银，B项错误；瓷质咖啡杯的主要成分是陶瓷，属于硅酸盐材料，C项正确；铜镀金钟座的主要成分是合金，D项错误。3．C“天宫二号”空间试验室的硅电池板是为空间试验室供应电能的装置，可以将光能转化为电能，A正确；“蛟龙”号潜水器所运用的钛合金是合金材料，具有强度大、密度小、耐腐蚀、耐热等特性，B正确；光缆的主要成分是二氧化硅，C错误；水下钢柱镶锌块，铁和锌在水中形成原电池，锌作负极被腐蚀，铁作正极被爱护，利用的是牺牲阳极的阴极爱护法，D正确。4．C化合物中键能越大，该物质越稳定，由于键能C—C>Si—Si、C—H>Si—H，故可推断稳定性：C2H6>Si2H6，A项正确；SiC与金刚石均为立体网状的共价晶体，二者成键和结构均相像，均具有很高的硬度，B项正确；依据非金属性C>Si，可知还原性：SiH4>CH4，C项错误；由于原子半径：Si>C，Si原子间难形成p­pπ键，故确定了Si原子间很难形成双键，D项正确。5．A光合作用中，利用太阳能将二氧化碳、水转化为（CH2O）n和O2，发生的是氧化还原反应，A项错误；由图可知，光合作用将太阳能转化为化学能，B项正确；NaHCO3和Na2CO3与CaCl2发生的离子反应分别为Ca2＋＋2HCOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))=CaCO3↓＋CO2↑＋H2O、Ca2＋＋COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))=CaCO3↓，C项正确；二氧化碳溶于水，发生反应：CO2＋H2O⇌H2CO3，H2CO3⇌H＋＋HCOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))，D项正确。6．C在铝土矿制备较高纯度Al的过程中除用到NaOH溶液、CO2气体、冰晶石，还用到盐酸，A错误；石英不属于盐，不能与盐酸反应，B错误；由方程式SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑可知在制粗硅时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，C正确；SO2是氧化产物，D错误。7．C聚丙烯是有机高分子材料，①错误；硅胶具有较强的吸水性，且无毒，可作干燥剂，②正确；H＋与SiOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))会生成H2SiO3沉淀，不能大量共存，③错误；向含有K＋、Na＋、Br－、SiOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))的溶液中通入CO2，会生成H2SiO3沉淀，④错误；SiO2可与氢氟酸反应，⑤错误；硅酸钠具有较好的耐热性，可制备木材防火剂，也可用于制备硅酸胶体，⑥正确；SiO2→H2SiO3不能一步实现转化，⑦错误。8．C粗硅与盐酸反应是其中的Fe与盐酸反应：Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，粗硅与碱反应是其中的硅与碱液反应：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑。因放出等量H2，则Fe与Si的物质的量之比为2∶1，质量之比为4∶1。9．B晶体硅熔点高硬度大，可以制作玻璃刀等，硅位于金属和非金属分界线处，可用于制作半导体材料，二者没有关系，选项A错误；胃酸的主要成分是HCl，氢氧化铝具有弱碱性，能中和酸，二者有对应关系，选项B正确；漂白粉漂白纸张是因为其具有漂白性，而与稳定性无关，选项C错误；氧化铁用作红色涂料是因为其显红棕色且化学性质相对较稳定，而与能否与酸反应无关，选项D错误。10．BC电解饱和食盐水得到NaOH、H2、Cl2，Y和Z点燃下能够发生反应，即X为NaOH，依据流程中，SiHCl3被还原成Si，即Y为H2，Z为Cl2，故A说法正确；焦炭和石英发生的副反应：SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高温))SiC＋2CO↑，焦炭既是氧化剂又是还原剂，氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶2，故B说法错误；SiHCl3水解的产物是H2SiO3、H2、HCl，推出SiHCl3中H应为－1价，即Si的化合价为＋4价，故C说法错误；多晶硅为单质，是硅的一种同素异形体，故D说法正确。11．答案：（1）b（2）让氢气排尽装置内的空气，避开空气中的成分对试验的影响该反应为放热反应，可利用自身放出的热量维持反应进行（3）Mg2Si＋4HCl=2MgCl2＋SiH4↑，SiH4＋2O2=SiO2＋2H2O（4）C→A→D→E→A→F（5）E中黑色粉末变为红色；前一个A中澄清石灰水无明显现象，后一个A中澄清石灰水变浑浊（6）先通入C装置除去CO2气体后，再将剩余的气体点燃解析：（1）Mg可以与CO2反应生成氧化镁和碳，Mg与氢气不能发生反应，因此可用氢气作为爱护气，选用的药品为稀硫酸和锌粒，再用浓硫酸干燥；（2）装置中有空气，若不用氢气排空装置中的空气，氢气和空气的混合气体燃烧会发生爆炸，所以反应起先前应当先通氢气排尽装置中的空气；Mg与SiO2反应的条件是加热，停止加热后，反应能接着进行，说明该反应为放热反应，可利用自身放出的热量维持反应进行；（3）Mg2Si遇盐酸快速反应生成SiH4（硅烷），其反应的方程式为：Mg2Si＋4HCl=2MgCl2＋SiH4↑，SiH4常温下是一种不稳定、易自燃的气体，反应的方程式为SiH4＋2O2=SiO2＋2H2O，所以往反应后的混合物中加入稀盐酸，可视察到闪亮的火星。（4）要验证草酸晶体分解产物中有CO，只能通过检验CO与CuO反应的产物CO2的存在来达到这一目的。因为草酸晶体的分解产物本身含有CO2，会对CO的检验造成干扰，所以在检验CO前应将分解