2024年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專題4.1碳硅及無機非金屬材料對點練習(xí)含解析

PAGEPAGE1第一講碳、硅及無機非金屬材料1.氣凝膠是一種世界上最輕的固體，也被稱為“固態(tài)煙”，特別堅實耐用，它可以承受相當(dāng)于自身重量幾千倍的壓力，最高能承受1400攝氏度的高溫，絕熱性能特別優(yōu)越，其主要成分是二氧化硅等。下列說法正確的是()A．該材料具有良好的導(dǎo)電性B．二氧化硅可用于制作光導(dǎo)纖維C．二氧化硅耐全部的酸或堿D．水泥的主要成分是二氧化硅【答案】B【解析】氣凝膠的主要成分是二氧化硅，二氧化硅不導(dǎo)電，A項不正確；二氧化硅可溶于強堿和氫氟酸，C項不正確；水泥的主要成分是硅酸鹽，D項不正確。2．下列說法中，不正確的是()A．SiO2是酸性氧化物，但不與水反應(yīng)B．泡花堿屬于鹽類C．明礬和漂白粉均可用于自來水的殺菌、消毒D．玻璃和陶瓷都屬于傳統(tǒng)硅酸鹽材料【答案】C【解析】明礬中的鋁離子水解得到氫氧化鋁膠體，其具有吸附作用，可以凈水但不能殺菌、消毒；漂白粉具有強氧化性，具有殺菌、消毒作用。3．(2024·湖北八校聯(lián)考)如何解決好碳排放問題是關(guān)系到人類可持續(xù)發(fā)展的重大課題之一。目前，采納較多的方法是對二氧化碳進行搏集封存和富集再利用。下列與二氧化碳有關(guān)的敘述正確的是()A．CO2是形成酸雨的主要物質(zhì)B．CO2導(dǎo)致溫室效應(yīng)，是一種大氣污染物C．CO2(g)＋C(s)eq\o(=,\s\up7(高溫))2CO(g)ΔH>0，高溫有利于該反應(yīng)自發(fā)進行D．試驗室常用大理石與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)制取二氧化碳【答案】C【解析】硫的氧化物和氮的氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)，A項錯誤；CO2不屬于大氣污染物，B項錯誤；CO2(g)＋C(s)eq\o(=,\s\up7(高溫))2CO(g)為熵增的吸熱反應(yīng)，當(dāng)ΔT＝ΔH－TΔS<0時，反應(yīng)易自發(fā)進行，故高溫有利于該反應(yīng)自發(fā)進行，C項正確；試驗室不能用稀硫酸與大理石反應(yīng)制取二氧化碳，因為生成的硫酸鈣微溶，包袱在大理石的表面，會阻擋大理石與稀硫酸接觸，使反應(yīng)停止，D項錯誤。4．《青花瓷》中所描繪的“瓶身描繪的牡丹一如你初妝”、“色白花青的錦鯉躍然于碗底”等圖案讓人賞心悅目，但古瓷中所用顏料成分始終是個謎，近代科學(xué)家才得知大多為硅酸鹽，如藍紫色的硅酸銅鋇(BaCuSi2Ox，銅為＋2價)，下列關(guān)于硅酸銅鋇的說法不正確的是()A．可用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2B．性質(zhì)穩(wěn)定，不易脫色C．易溶解于強酸和強堿D．x等于6【答案】C【解析】“硅酸銅鋇”能穩(wěn)定存在說明其性質(zhì)穩(wěn)定。不易脫色，不易與酸、堿反應(yīng)?！肮杷徙~鋇”中Ba為＋2價，Cu為＋2價，Si為＋4價，則x＝6，用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2。A、B、D均正確。5．下列關(guān)于C、Si兩種非金屬元素的說法中，正確的是()A．兩者結(jié)合形成的化合物是共價化合物B．在自然界中都能以游離態(tài)存在C．氫化物的熱穩(wěn)定性比較：CH4＜SiH4D．最高價氧化物都能與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸【答案】A【解析】C、Si都是非金屬元素，結(jié)合形成的化合物是共價化合物，A正確；Si元素為親氧元素，不能以游離態(tài)存在，故B錯；非金屬性C＞Si，故氫化物的熱穩(wěn)定性SiH4＜CH4，故C錯；SiO2既不溶于水，也不和水反應(yīng)，故D錯。6．下列物質(zhì)性質(zhì)與用途對應(yīng)關(guān)系正確的是()性質(zhì)用途A硅酸鈉化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定制備木材防火劑B硅酸溶膠具有吸附水分的實力硅作半導(dǎo)體的材料C二氧化硅硬度大、熔點高氫氟酸在玻璃上刻花紋D焦炭具有可燃性焦炭還原二氧化硅冶煉粗硅【答案】A【解析】硅膠吸附水，與硅作半導(dǎo)體的材料無關(guān)，B錯誤；二氧化硅硬度大，與氫氟酸和玻璃反應(yīng)無關(guān)，C錯誤；焦炭具有可燃性，與焦炭還原二氧化硅無關(guān)，D錯誤。7．(2024·南通二調(diào))我國《可再生能源法》提倡碳資源的高效轉(zhuǎn)化及循環(huán)利用(如圖所示)。下列做法與上述理念相違反的是()A．大力發(fā)展煤的氣化及液化技術(shù)B．加快石油等化石燃料的開采和運用C．以CO2為原料生產(chǎn)可降解塑料D．將秸稈進行加工轉(zhuǎn)化為乙醇燃料【答案】B【解析】煤的氣化和液化是通過化學(xué)改變將煤轉(zhuǎn)化為氣體和液體燃料的先進干凈煤技術(shù)，可以削減污染物的排放，A項正確；石油等化石燃料為不行再生能源，加快化石燃料的開采和運用，會破壞環(huán)境，加重環(huán)境污染，B項錯誤；可降解塑料不會造成“白色污染”，C項正確；將秸稈轉(zhuǎn)化為乙醇燃料，可以削減PM2.5的產(chǎn)生，D項正確。8．下列有關(guān)說法中正確的是()A．碳酸、硅酸均是二元弱酸，均能使紫色石蕊變紅色B．硅膠就是硅酸形成的液溶膠C．SiO2能溶解在NaOH溶液中但不能溶解在氨水中D．硅、二氧化硅、硅酸對熱均很穩(wěn)定【答案】C【解析】硅酸難溶于水，不能使指示劑變色，A錯誤；硅膠是固體，B錯誤；SiO2可與強堿溶液反應(yīng)但不與弱堿溶液反應(yīng)，C正確；硅酸受熱易分解，D錯誤。9．分別向Na2SiO3溶液中加入下列物質(zhì)，能生成不溶于NaOH溶液的白色沉淀的是()A．K B．稀鹽酸C．CaCl2溶液 D．KNO3溶液【答案】C【解析】鹽酸與Na2SiO3反應(yīng)生成的硅酸可溶解在NaOH溶液中，B錯誤；CaCl2與Na2SiO3反應(yīng)生成硅酸鈣，該物質(zhì)不溶于水也不溶于NaOH溶液。10．下列除雜方法正確的是()A．SiO2中含Al2O3雜質(zhì)，可以加入足量NaOH溶液然后過濾除去B．CO2中含有CO雜質(zhì)，可以通入盛有CuO的玻璃管且加熱C．CO2中含有HCl雜質(zhì)，可以通過盛有Na2CO3溶液的洗氣瓶D．Na2CO3溶液中含有Na2SiO3雜質(zhì)，可以通入足量的CO2，然后過濾【答案】B【解析】A項，SiO2、Al2O3均與NaOH溶液反應(yīng)；C項，應(yīng)通過盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶，D項，Na2CO3與CO2反應(yīng)生成NaHCO3。11．下列關(guān)于無機非金屬材料的說法中不正確的是()A．傳統(tǒng)無機非金屬材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸鹽材料B．新型無機非金屬材料克服了傳統(tǒng)無機非金屬材料的很多缺點C．高溫結(jié)構(gòu)材料具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點D．傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材料的主要成分都是硅酸鹽【答案】D【解析】無機非金屬材料分為傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材料兩大類。傳統(tǒng)無機非金屬材料是指我們常說的硅酸鹽材料，包括玻璃、水泥、磚瓦、陶瓷等；新型無機非金屬材料是指一些新型的具有特別結(jié)構(gòu)和特別功能的非硅酸鹽型材料。新型無機非金屬材料與傳統(tǒng)無機非金屬材料相比，具有很多優(yōu)良性能，如耐高溫、耐磨損、耐酸堿腐蝕、具有壓電效應(yīng)、具有生物功能等。12．SiO2是一種化工原料，可以制備一系列物質(zhì)。下列說法正確的是()A．圖中全部反應(yīng)都不屬于氧化還原反應(yīng)B．硅酸鹽的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，常用于制造光導(dǎo)纖維C．可用鹽酸除去石英砂(主要成分為SiO2)中少量的碳酸鈣D．一般玻璃是由純堿、石灰石和石英制成的，其熔點很高【答案】C【解析】圖中SiO2與CaO、CaCO3、Na2CO3反應(yīng)不屬于氧化還原反應(yīng)，SiO2與C、Si與Cl2、SiCl4與H2的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，A錯誤；光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2而不是硅酸鹽，B錯誤；玻璃沒有固定的熔點，D錯誤。13．工業(yè)上，用二氧化硅與焦炭在高溫下反應(yīng)制Si：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑，副反應(yīng)為Si＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))SiC(金剛砂)。請回答下列問題：(1)工業(yè)上，冶煉粗硅時焦炭的作用是________。(填序號)①氧化劑②還原劑③燃料④催化劑若粗硅中含有較多的碳化硅，主要緣由是________________________________________。(2)碳化硅俗名金剛砂，它具有優(yōu)良的耐磨、耐腐蝕特性，應(yīng)用廣泛。若用二氧化硅與焦炭制備金剛砂，產(chǎn)品中混有雜質(zhì)硅和二氧化硅，主要緣由是________________________________。(3)某碳化硅樣品中混有Si、SiO2。將20.0g該樣品加入到過量的氫氧化鈉溶液中，充分反應(yīng)，收集到2240mL氫氣(標(biāo)準狀況)，過濾得到11.4gSiC固體，濾液稀釋至500mL。寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________；稀釋后溶液中硅酸鈉的物質(zhì)的量濃度為________?！敬鸢浮?1)②③焦炭投料較多(2)焦炭投料較少(3)Si＋2OH－＋H2O=SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2↑、SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O0.34mol·L－1【解析】(1)在粗硅冶煉中，焦炭作還原劑和燃料，焦炭燃燒供應(yīng)能量。若焦炭投料較多，部分碳與硅反應(yīng)生成碳化硅。(2)假如制備碳化硅，投入焦炭量較少，二氧化硅、硅會殘留在產(chǎn)品中。(3)n(H2)＝eq\f(2.24L,22.4L·mol－1)＝0.1mol，由Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑知，樣品中硅單質(zhì)的物質(zhì)的量為0.05mol，質(zhì)量為0.05mol×28g·mol－1＝1.4g，所以樣品中二氧化硅的質(zhì)量為20.0g－1.4g－11.4g＝7.2g，物質(zhì)的量為7.2g÷60g·mol－1＝0.12mol，生成的硅酸鈉的物質(zhì)的量為0.05mol＋0.12mol＝0.17mol，溶液體積為0.5L，故硅酸鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為0.34mol·L－1。14．2010年5月15日，CCTV對“南澳一號”沉船的考古進行了兩個小時的現(xiàn)場直播，從沉船中發(fā)覺了大量宋代精致瓷器，體現(xiàn)了絢麗的中華文明。青花瓷胎體的原料——高嶺土[Al2Si2O5(OH)x]，可摻進瓷石制胎，青花瓷釉料的成分主要是鉀長石(KAlSi3O8)，在1300℃左右一次燒成的釉可形成精致的青花瓷。(1)下列說法正確的是________(填選項字母)。A．高嶺土分子中x＝2B．鉀長石能完全溶解在鹽酸中形成澄清的溶液C．燒制青花瓷過程中發(fā)生了困難的物理改變和化學(xué)改變D．青花瓷、玻璃、水泥都屬于硅酸鹽產(chǎn)品(2)在“南澳一號”考古直播過程中，需用高純度SiO2制造的光纖。下圖是用海邊的石英砂(含氯化鈉、氧化鋁等雜質(zhì))制備二氧化硅粗產(chǎn)品的工藝流程。①洗滌石英砂的目的是______________。②二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式是___________________________________________。③在以上流程中，要將洗凈的石英砂研磨成粉末，目的是_______________。④工業(yè)上常用純凈石英砂與C在高溫下發(fā)生反應(yīng)制造粗硅，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物質(zhì)的量之比為1∶1。下列說法正確的是______(填選項字母)。A．SiC性質(zhì)穩(wěn)定，能用于制造抗高溫水泥B．制造粗硅時的反應(yīng)為：2SiO2＋5Ceq\o(=,\s\up11(高溫),\s\do4())Si＋SiC＋4CO↑C．在以上流程中，將鹽酸改為NaOH溶液，也可達到目的D．純凈的SiO2只能用于制造光導(dǎo)纖維【答案】(1)CD資*源%庫(2)①除去石英砂中的NaCl雜質(zhì)②SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O③增大反應(yīng)物之間的接觸面積，增大反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率④B【解析】(1)選項A，依據(jù)化合價代數(shù)和等于零的原則，可得：6＋8－10－x＝0，解得x＝4。選項B，鉀長石與鹽酸反應(yīng)后不能形成澄清的溶液。選項C，依據(jù)水泥制造過程可推想出燒制青花瓷過程中發(fā)生了困難的物理改變和化學(xué)改變。選項D，青花瓷、玻璃、水泥符合硅酸鹽產(chǎn)品的特點，是硅酸鹽產(chǎn)品。(2)①石英砂中含有易溶于水的NaCl雜質(zhì)，洗滌石英砂可使NaCl與SiO2分別。②SiO2與NaOH溶液反應(yīng)生成Na2SiO3和H2O，據(jù)此可寫出相應(yīng)的離