2021屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)檢測(cè)題：第13講碳、硅及無(wú)機(jī)非金屬材料

一、選擇題1.硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤。在無(wú)機(jī)非金屬材料中，硅一直扮演著主角。下面幾種物質(zhì)中含有硅單質(zhì)的是（）兒瑪瑙艮光導(dǎo)纖維 中，硅一直扮演著主角。下面幾種物質(zhì)中含有硅單質(zhì)的是（）兒瑪瑙艮光導(dǎo)纖維 c.A陽(yáng)能電池口.水晶解析：選C?，旇?、光導(dǎo)纖維和水晶的主要成分都是SiO2,硅單質(zhì)可用來(lái)制造太陽(yáng)能電池。.（2020?合肥模擬）《天工開(kāi)物》記載：“凡蜒泥造瓦，掘地二尺余，擇取無(wú)沙黏土而為之”“凡坯既成，干燥之后，則堆積窖中燃薪舉火”“澆水轉(zhuǎn)釉:主要為青色），與造磚同法”。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.沙子和黏土的主要成分為硅酸鹽B.“燃薪舉火”使黏土發(fā)生了復(fù)雜的物理化學(xué)變化C.燒制后自然冷卻成紅瓦，澆水冷卻成青瓦D.黏土是制作磚瓦和陶瓷的主要原料解析：選A。沙子的主要成分為二氧化硅，二氧化硅是氧化物，不屬于硅酸鹽，A項(xiàng)錯(cuò)誤。黏土燒制成瓦的過(guò)程中發(fā)生了復(fù)雜的物理化學(xué)變化，B項(xiàng)正確。由“澆水轉(zhuǎn)釉（主要為青色），與造磚同法”可知，C項(xiàng)正確。黏土是制作磚瓦和陶瓷的主要原料，D項(xiàng)正確。.下列敘述中正確的是（）A.因?yàn)镹a2cO3+SiO2=直遺Na2siO3+CO2T，所以硅酸的酸性比碳酸的強(qiáng)B.碳和硅都是WA族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性質(zhì)相似C.二氧化硅既溶于氫氧化鈉溶液又溶于氫氟酸，所以二氧化硅是兩性氧化物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應(yīng)生成硅酸解析：選D。A項(xiàng)的反應(yīng)之所以能發(fā)生，是因?yàn)樯傻漠a(chǎn)物中有氣體放出，促使反應(yīng)能順利進(jìn)行，故不能通過(guò)此反應(yīng)判斷H2cO3與H2SiO3的酸性強(qiáng)弱，A項(xiàng)錯(cuò)誤；CO2和SiO2的物理性質(zhì)差異較大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；SiO2與氫氟酸的反應(yīng)不屬于酸性氧化物與一般酸的反應(yīng)，在此反應(yīng)中SiO2并沒(méi)有表現(xiàn)出堿性氧化物的性質(zhì)，C項(xiàng)錯(cuò)誤。4.“碳捕捉技術(shù)”指的是通過(guò)一定的方法將工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的CO2分離出來(lái)并利用。例如，可利用NaOH溶液來(lái)“捕捉”CO2,其基本過(guò)程如圖所示（部分條件及物質(zhì)未標(biāo)出）。下列有關(guān)該方法的敘述中正確的是（）①能耗大是該方法的一大缺點(diǎn)②整個(gè)過(guò)程中，只有一種物質(zhì)可以循環(huán)利用③“反應(yīng)分離”環(huán)節(jié)中，分離物質(zhì)的基本操作是蒸發(fā)結(jié)晶、過(guò)濾④該方法可減少碳排放，捕捉到的CO2還可用來(lái)制備甲醇等產(chǎn)品A.①② B.②③C.③④ D.①④解析：選D。該方法中高溫反應(yīng)爐分離出CO2,需要消耗較多能量，①正確；整個(gè)過(guò)程中NaOH和CaO均可循環(huán)利用，②錯(cuò)誤；從捕捉室中得到的溶液是NaHCO3溶液，加入CaO后生成CaCO3和NaOH，通過(guò)過(guò)濾的方法即可分離，③錯(cuò)誤；捕捉到的CO2可與H2反應(yīng)制備甲醇：CO2+3H2―—條6H3OH+H2O,④正確。5.（2020-甘谷第一中學(xué)第二次檢測(cè)）碳循環(huán)5.（2020-甘谷第一中學(xué)第二次檢測(cè)）碳循環(huán)（如圖）對(duì)人類生存、發(fā)展有著重要的意義。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）1氧化碳如渤料石油化工A.碳是構(gòu)成有機(jī)物的主要元素B.光合作用是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過(guò)程C.化石燃料的大量燃燒是產(chǎn)生溫室效應(yīng)的原因之一D.石油的年產(chǎn)量是衡量一個(gè)國(guó)家石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志解析：選D。有機(jī)物一定含有碳元素，所以碳是構(gòu)成有機(jī)物的主要元素，A正確；光合作用是綠色植物將二氧化碳和水合成葡萄糖和氧氣的過(guò)程，是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過(guò)程，B正確；化石燃料中含碳元素，化石燃料的大量燃燒產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w是產(chǎn)生溫室效應(yīng)的原因之一，C正確；乙烯的年產(chǎn)量是衡量一個(gè)國(guó)家石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志，D錯(cuò)誤。6.（2020.宜春高三月考）下列轉(zhuǎn)化關(guān)系中，不能通過(guò)一步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的是（）①SiO2-Na2SiO3②CuSO4-CuCl2③SiO2-H2SiO3④CuO-Cu（OH）2⑤Na2O2-Na2SO4A.①② B.③④C.②③④ D.②③④⑤解析：選B。①中SiO2可與NaOH或Na2CO3反應(yīng)生成Na2SiO3;②中CuSO4可與BaCl2反應(yīng)生成BaSO4和CuCl2;③中SiO2不能與H2O反應(yīng)，所以不能由SiO2一步反應(yīng)制得H2SiO3;④中CuO不能與H2O反應(yīng)，所以不能由CuO一步反應(yīng)制得Cu（OH）2;⑤中Na2O2可與稀H2SO4反應(yīng)生成Na2so4。.下列說(shuō)法正確的是（）A.水泥、玻璃、青花瓷、水晶、瑪瑙都屬于硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品.二氧化碳通入水玻璃中可以得到原硅酸C因?yàn)楦邷貢r(shí)二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳，所以硅酸酸性比碳酸強(qiáng)D.2MgO-SiO2中的酸根陰離子為S1O4-解析：選B。硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品是用含硅物質(zhì)為原料，經(jīng)高溫加熱制成的產(chǎn)品。人項(xiàng)，水晶、瑪瑙的主要成分均為SiO2，不是硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品；C項(xiàng)，只能得出高溫下硅酸鈉比碳酸鈉穩(wěn)定的結(jié)論，無(wú)法比較碳酸與硅酸的酸性強(qiáng)弱；D項(xiàng)，2MgO?SiO2中的酸根陰離子應(yīng)為SiO4「8.（2020.濟(jì)南考試大綱調(diào)研卷）工業(yè)上制備高純硅有多種方法，其中的一種工藝流程如下：已知：流化床反應(yīng)的產(chǎn)物中，除SiCl4外，還有SiHCl3、SiH2cl2、SiH3c1、FeCl3等。下列說(shuō)法正確的是（）A.電弧爐中發(fā)生的反應(yīng)為C+SiO2;高溫￡O2T+SiB.SiCl4進(jìn)入還原爐之前需要經(jīng)過(guò)蒸餾提純C.每生產(chǎn)1mol高純硅，需要44.8L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）Cl2D.該工藝Si的產(chǎn)率高，符合綠色化學(xué)要求解析：選B。A項(xiàng)，二氧化碳與焦炭在高溫下反應(yīng)生成粗硅和一氧化碳，則電弧爐中發(fā)生的反應(yīng)為2C+SiO2=^^￡COT+Si,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，在流化床反應(yīng)器中除SiCl4外，還有SiHCl3、SiH2cl2、SiH3cl、FeCl3等，故SiCl4在進(jìn)入還原爐之前需要經(jīng)過(guò)蒸餾提純，選項(xiàng)B正確；C項(xiàng)，根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系Si-SiCl4-Si,每生產(chǎn)1mol高純硅，需要44.8L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）Cl2,由于含有其他副反應(yīng)，消耗Cl2大于44.8L,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，該工藝中產(chǎn)生氯化氫氣體且有氯氣的參與，容易引起空氣污染，不符合綠色化學(xué)要求，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。9.實(shí)驗(yàn)室用H29.實(shí)驗(yàn)室用H2還原SiHCl3（沸點(diǎn)：31.85℃）制備純硅的裝置如圖所示（夾持裝置和尾氣處理裝置略去），下列說(shuō)法正確的是（）辟式爐行惦替a.裝置n、m中依次盛裝的是濃硫酸、冰水B.實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先加熱管式爐，再打開(kāi)活塞KC.為鑒定制得的硅中是否含有微量鐵單質(zhì)，需要用到的試劑為鹽酸、雙氧水、KSCN溶液D.該實(shí)驗(yàn)中制備氫氣的裝置也可用于飽和食鹽水與電石反應(yīng)制備乙快解析：選C。本題制備純硅，H2+SiHCl3=3=l￡i+3HCl,此反應(yīng)應(yīng)在裝置”中進(jìn)行。裝置1的目的是制取氫氣，氫氣中含有水蒸氣，對(duì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾，必須除去，因此裝置11的目的是除去氫氣中的水蒸氣，即裝置11中盛放濃硫酸；裝置111的目的是使SiHCl3汽化，與氫氣充分混合，因此應(yīng)在熱水浴中加熱，A項(xiàng)錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先打開(kāi)活塞K,通入氫氣，排盡裝置中的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸，B項(xiàng)錯(cuò)誤；硅不能與鹽酸反應(yīng)，鐵與鹽酸反應(yīng)生成Fe2+,Fe2+被H2O2氧化成Fe3+,遇KSCN溶液變紅，可以鑒定制得的硅中是否含有鐵單質(zhì)，C項(xiàng)正確；飽和食鹽水與電石反應(yīng)制備乙烘，反應(yīng)迅速放出大量熱且生成微溶的氫氧化鈣，因此不能用啟普發(fā)生器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。10.如圖是利用二氧化硅制備硅及其化合物的流程。下列說(shuō)法正確的是（）HzSiOBNbtSH),而觸10.如圖是利用二氧化硅制備硅及其化合物的流程。下列說(shuō)法正確的是（）HzSiOBNbtSH),而觸NihCO,席溫祥膠A.SiO2屬于兩性氧化物B.盛放Na2c03溶液的試劑瓶能用玻璃塞C.硅膠吸水后可重復(fù)再生D.圖中所示的轉(zhuǎn)化反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)解析：選C。SiO2是酸性氧化物，能與氫氟酸反應(yīng)是其特殊性質(zhì)，A錯(cuò)；在圖示轉(zhuǎn)化關(guān)系中只有第一行的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，其余均為非氧化還原反應(yīng)，D錯(cuò)。二、非選擇題.硅是帶來(lái)人類文明的重要元素之一，從傳統(tǒng)材料到信息材料的發(fā)展過(guò)程中創(chuàng)造了一個(gè)又一個(gè)奇跡。（1）新型陶瓷Si3N4的熔點(diǎn)高、硬度大、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。工業(yè)上可以采用化學(xué)氣相沉積法，在H2的保護(hù)下，使SiCl4與N2反應(yīng)生成Si3N4沉積在石墨表面，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式: O（2）氮化硅硬度大、熔點(diǎn)高、不溶于酸氫氟酸除外），是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料。已知硅的熔點(diǎn)是1420℃,高溫下氧氣及水蒸氣能明顯腐蝕氮化硅。一種用工業(yè)硅（含少量鉀、鈉、鐵、銅的氧化物）合成氮化硅的主要工藝流程如下：后處理一短化硅n后處理一短化硅n無(wú)水氯化肥j~T氮化爐1糠)「 600'C ：I300r|40g:翥嬴「贏回超h①凈化N2和H2時(shí)，銅屑的作用是,硅膠的作用是②在氮化爐中發(fā)生反應(yīng)3Si(s)+2N2(g)===Si3N4(s)AH=—727.5kJ-mol-1,開(kāi)始時(shí)，嚴(yán)格控制氮?dú)獾牧魉僖钥刂茰囟鹊脑蚴?③X可能是 (填“鹽酸”“硝酸”“硫酸”或“氫氟酸”)。答案：(1)35?4+2乂+6與===5/4+12HC1(2)①除去原料氣中的氧氣除去生成的水蒸氣②該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，防止局部過(guò)熱，導(dǎo)致硅熔化成團(tuán)，阻礙與N2的接觸③硝酸.氮化硅可用作高溫陶瓷復(fù)合材料，在航空航天、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)械等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。由石英砂合成氮化硅粉末的路線如圖所示：石英砂|焦――高溫I粗硅ICl2—S3K|SiCL(粗)|――餾*|SiCL(精)I-——3*|Si(NH.)， ① ② 4 ③ 1 4 ④ 2-高溫T氮化硅⑤其中一nh2中各元素的化合價(jià)與nh3相同。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)石英砂不能與堿性物質(zhì)共同存放，以NaOH為例，用化學(xué)方程式表示其原因：。(2)圖示①?⑤的變化中，屬于氧化還原反應(yīng)的是 。(3)SiCl4在潮濕的空氣中劇烈水解，產(chǎn)生白霧，軍事工業(yè)中用于制造煙霧劑。SiCl4水解的化學(xué)方程式為 (4)在反應(yīng)⑤中，3molSi(NH2)4在高溫下加熱可得1mol氮化硅粉末和8molA氣體，則氮化硅的化學(xué)式為。(5)在高溫下將SiCl4在B和C兩種氣體的氣氛中，也能反應(yīng)生成氮化硅，B和C兩種氣體在一定條件下化合生成A。寫(xiě)出SiCl4與B和C兩種氣體反應(yīng)的化學(xué)方程式： O解析：(1)石英砂不能與堿性物質(zhì)共同存放的實(shí)質(zhì)是SiO2與堿性物質(zhì)可以發(fā)生反應(yīng)。(2)反應(yīng)①是石英砂與焦炭發(fā)生氧化還原反應(yīng)；反應(yīng)②是硅單質(zhì)與Cl2發(fā)生氧化還原反應(yīng)。(3)SiCl4水解可以看作Si結(jié)合四個(gè)OH-生成H4SiO4,H4SiO4不穩(wěn)定失水生成H2SiO3,Cl-結(jié)合H性成HClo(4)氮化硅的化學(xué)式可通過(guò)題目信息運(yùn)用質(zhì)量守恒求得3Si(NH2)4=1===Si3N4+8NH3T。(5)結(jié)合題給信息，SiCl4與N2、H2反應(yīng)可得到Si3N4和HClo答案：(1)SiO2+2NaOH===N?SiO3+H2O(2)①②(3)SiCl4+3H2O===4HClt+H2SiO3；(4)Si3N4(5)3SiCl4+2N2+6H2==￡i3N4+12HCl13.(實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià))單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。通常用碳在高溫下還原二氧化硅制得粗硅(含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì))，粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅(反應(yīng)溫度為450?500℃),四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得到高純硅。以下是實(shí)驗(yàn)室制備四氯化硅的裝置圖：ABCfrI相關(guān)信息如下:①四氯化硅遇水極易水解；②硼、鋁、鐵在高溫下均能與氯氣直接反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物；③有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見(jiàn)下表。物質(zhì)SiCl4BCl3AlCl3FeCl3沸點(diǎn)/℃57.712.8315熔點(diǎn)/℃—70.0—107.2升華溫度/℃180300請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)裝置A中g(shù)管的作用是 ;裝置C中的試劑是 。(2)甲方案：f接裝置I；乙方案：f接裝置n。但是裝置i、n都有不足之處，請(qǐng)你評(píng)