高考化学专题冲刺 专题09 无机非金属材料的主角碳和硅（含解析）

为深入贯彻落实党的十九大精神和习近平总书记的重要指示精神，保障人民安居乐业、社会安定有序、国家长治久安、进一步巩固党的执政基础，束城镇深入贯彻全市扫黑除恶会议精神，强化措施，深入扎实开展扫黑除恶专项斗争专题09 无机非金属材料的主角-碳和硅一、选择题1.将足量CO2气体通入水玻璃中,然后蒸干,再在高温下充分灼烧,最后所得固体物质是()A.Na2SiO3 B.Na2CO3、Na2SiO3C.Na2CO3、SiO2 D.SiO2【答案】A【解析】CO2与水玻璃反应生成Na2CO3 和H2SiO3,在高温条件下H2SiO3变为SiO2,Na2CO3与SiO2反应又生成Na2SiO3和CO2,所以最后得到的固体物质是Na2SiO3,故A正确。 【题型】选择题【难度】容易2.下列有关物质的性质、制取或应用等的说法中正确的是()A.用8%的盐酸蒸发浓缩获得30%的盐酸B.光纤和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品C.可利用丁达尔效应来区别淀粉溶液和氯化钠溶液D.二氧化硫具有漂白性,与氯水混合使用漂白效果更好【答案】C【题型】选择题【难度】容易3.下列说法正确的是()A.光导纤维的主要成分是硅B.常用氢氟酸(HF)来刻蚀玻璃C.制普通玻璃的主要原料是烧碱、石灰石、石英砂D.实验室用带玻璃塞的试剂瓶保存氢氧化钠溶液【答案】B【题型】选择题【难度】容易4.下列关于碳和硅的叙述中,正确的是()A.氧化物都能与氢氧化钠溶液反应B.单质在加热时都能跟氧气反应C.氧化物都能溶于水生成相应的酸D.碳有同素异形体而硅没有同素异形体【答案】B【解析】CO和CO2都是碳的氧化物,CO不与NaOH溶液反应,A项错误;SiO2不溶于水,C项错误;硅有晶体硅和无定形硅,D项错误。【题型】选择题【难度】5.下列关于硅的说法中,不正确的是()A.硅是非金属元素,晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体B.硅的导电性介于金属和绝缘体之间,是良好的半导体材料C.硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质反应D.加热到一定温度时,硅能与氯气、氧气等非金属单质反应【答案】C【解析】硅的化学性质不活泼,但常温下仍能与氟气、氢氟酸、NaOH溶液等发生反应,加热至一定温度时,硅能与氯气、氧气等发生反应。【题型】选择题【难度】容易6.(2014福建三明联考,12)下列物质间的转化不能通过一步反应完成的是()A.SiO2 Si B.CO2 CC.SiO2 H2SiO3 D.Si Na2SiO3【答案】C【题型】选择题【难度】容易7.某二价金属的碳酸盐和酸式碳酸盐的混合物跟足量的稀盐酸反应,消耗H+和生成CO2物质的量之比为65,则该混合物中碳酸盐和酸式碳酸盐的物质的量之比是()A.11B.12C.13D.14【答案】B【解析】设碳酸盐和酸式碳酸盐的物质的量分别为x mol、y mol,则:RCO32H+CO2, R(HCO3)22H+2CO21 2 1 1 2 2x mol2x molx moly mol 2y mol2y mol则有(2x mol+2y mol)(x mol+2y mol)=65,解得xy=12。【题型】选择题【难度】容易8.下列关于材料的说法不正确的是 ()A.太阳能电池板中的硅在元素周期表中处于金属与非金属的交界位置B.二氧化硅可用于制作光导纤维C.石英玻璃耐强酸强碱,可用于制造化学仪器D.Si3N4是一种新型无机非金属材料,可用于制造发动机【答案】C【解析】硅在第三周期第A族,处于金属与非金属的交界位置,故A正确;二氧化硅是制作光导纤维的主要原料,故B正确;石英玻璃含二氧化硅,而二氧化硅能与强碱反应,故C错误;Si3N4是一种新型无机非金属材料,硬度大,可作耐磨材料,可用于制造发动机,故D正确。【题型】选择题【难度】容易9.下列说法中不正确的是()A.开发氢能、太阳能、风能、生物质能等是实现“低碳生活”的有效途径B.钢铁是用量最大、用途最广泛的合金C.硅主要以单质、氧化物、硅酸盐的形式存在于自然界中D.利用催化设施,可以将汽车尾气中CO和NO转化为无害气体【答案】C【解析】硅主要以氧化物、硅酸盐的形式存在于自然界中,故C错误。【题型】选择题【难度】容易10.下列说法正确的是()A.高纯硅可以制作太阳能电池,其工作原理与原电池不相同B.3O2(g) 2O3(g)H0,所以臭氧比氧气稳定C.S SO3 H2SO4转化过程可以实现D.雷雨天气可以产生硝酸,会给人类带来危害【答案】A【题型】选择题【难度】容易11硅及其化合物在材料领域中应用广泛。下列叙述错误的是()A硅单质可用来制造太阳能电池B氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料C为防止NaOH溶液变质，常将其保存在磨口玻璃瓶中D高温下，二氧化硅能分别与C、CaCO3、Na2CO3发生反应【答案】C【题型】选择题【难度】容易12绿泥石的组成可表示为Al4Si4Ox(OH)y，其中x、y分别为()A108B710C810D97【答案】A【解析】据化学式中各元素化合价的代数和为0可知：(3)4(4)4(2)x(21)y0，则有2xy28。将各选项中x、y的值代入验证，只有A项符合。【题型】选择题【难度】容易13“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，其基本过程如下图所示(部分条件及物质未标出)。下列有关该方法的叙述中正确的是()能耗大是该方法的一大缺点整个过程中，只有一种物质可以循环利用“反应分离”环节中，分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤该方法可减少碳排放，捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品ABCD【答案】D【解析】，该方法中高温反应炉分离出CO2，需要消耗较多能量；，整个过程中NaOH和CaO均可循环利用；，从捕捉室中得到的溶液中含有大量的NaHCO3，加入CaO后生成CaCO3和NaOH，通过过滤的方法即可分离；，捕捉到的CO2可与H2反应制备甲醇：CO23H2CH3OHH2O。【题型】选择题【难度】一般14下列除杂方法正确的是()ASiO2中含Al2O3杂质，可以加入足量NaOH溶液然后过滤除去BCO2中含有CO杂质，可以通入盛有CuO的玻璃管且加热CCO2中含有HCl杂质，可以通过盛有Na2CO3溶液的洗气瓶DNa2CO3溶液中含有Na2SiO3杂质，可以通入足量的CO2，然后过滤【答案】B【解析】A项，SiO2、Al2O3均与NaOH反应；C项，Na2CO3溶液吸收CO2；D项，引入NaHCO3。【题型】选择题【难度】容易15寿山石主要成分为叶蜡石，叶蜡石组成为Al2O34SiO2H2O，下列观点不正确的是()A寿山石雕刻作品要避免与酸、碱接触B寿山石颜色丰富多彩是因为含有不同形态的金属氧化物C潮湿的空气可能导致寿山石作品表面溶解变质D置于干燥空气中可能会导致寿山石作品脱水变质【答案】C【题型】选择题【难度】容易16证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是()A加入过量的盐酸，观察是否有气泡冒出B加入过量的烧碱溶液，观察是否有固体溶解C加热至高温，观察是否有气泡冒出，是否有硅酸钙生成D先加过量的盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现；若有不溶物则滤出，投入到氢氧化钠溶液中看其是否溶解【答案】D【解析】SiO2不溶于除氢氟酸以外的酸；CaO、CaCO3均可溶于盐酸，且CaCO3溶于盐酸时会有气泡产生，SiO2能溶于NaOH溶液。【题型】选择题【难度】容易17下列叙述中正确的是()A因为Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，所以硅酸的酸性比碳酸强B碳和硅都是A族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似C二氧化硅既溶于氢氧化钠溶液又溶于氢氟酸，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】D【题型】选择题【难度】容易18.下列过程没有发生化学反应的是（）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】A【解析】A项，用活性炭去除冰箱中的异味利用了吸附原理，没有发生化学反应；B项，热碱水使得油脂发生水解反应而变得易清除；C项，KMnO4能吸收成熟水果释放的乙烯，从而起到保鲜水果的目的；D项，硅胶起干燥作用，而铁粉是脱氧剂，会与O2发生化学反应。【题型】选择题【难度】容易19用足量的CO还原13.7 g某铅氧化物，把生成的CO2全部通入到过量的澄清石灰水中，得到的沉淀干燥后质量为8.0 g，则此铅氧化物的化学式是()APbOBPb2O3CPb3O4DPbO2【答案】C【题型】选择题【难度】一般20向含有0.2 mol NaOH和0.1 mol Ba(OH)2的溶液中持续稳定地通入CO2气体，当通入气体为8.96 L(0 ，1.01105Pa)时立即停止，则这一过程中，溶液中离子的物质的量与通入CO2气体的体积关系图像正确的是(气体的溶解和离子的水解忽略不计)()【答案】C【解析】本题涉及的化学反应方程式：Ba(OH)2CO2=BaCO3H2O2NaOHCO2=Na2CO3H2OBaCO3CO2H2O=Ba(HCO3)2Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3当未通入CO2气体时，溶液中离子的物质的量为0.2 mol Na、0.1 mol Ba2、0.4 mol OH；当通入2.24 L CO2气体时，发生反应，此时溶液中离子的物质的量为0.2 mol Na、0.2 mol OH；当通入4.48 L CO2时，发生反应，此时溶液中离子的物质的量为0.2 molNa、0.1 mol CO；当通入6.72 L CO2时，发生反应，此时溶液中离子的物质的量为0.2 mol Na、0.2 mol HCO；当通入8.96 L CO2时，发生反应，此时溶液中离子的物质的量为0.2 mol Na、0.1 mol Ba2、0.4 mol HCO。对比图像可知选项C正确。【题型】选择题【难度】较难二、非选择题(共16分)21. A、B、C、D、E代表单质或化合物,它们之间的相互转换关系如下图所示。A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质。请填空:(1)B的化学式为,B和碳反应生成A和E的化学方程式是_。(2)C的化学式为,D的化学式为。【答案】（1）SiO2 SiO22C=Si2CO (2)CaSiO3 Na2SiO3【题型】填空题【难度】容易22.单晶硅是信息产业中重要的基础材料。工业上可用焦炭与二氧化硅的混合物在高温下与氯气反应生成SiCl4和CO,SiCl4经提纯后用氢气还原得高纯硅。以下是实验室制备SiCl4的装置示意图。实验过程中,石英砂中的铁、铝等杂质也能转化为相应氯化物,SiCl4、AlCl3、FeCl3遇水均易水解,有关物质的物理常数见下表:物质SiCl4AlCl3FeCl3沸点/57.7315熔点/-70.0升华温度/180300请回答下列问题:(1)写出装置A中发生反应的离子方程式:,装置D的硬质玻璃管中发生主要反应的化学方程式是。(2)装置C中的试剂是; D、E间导管短且粗的原因是。(3)G中吸收尾气一段时间后,吸收液中肯定存在OH-、Cl-和SO42。请设计实验,探究该吸收液中可能存在的其他酸根离子(忽略空气中CO2的影响)。【提出假设】假设1:只有SO32;假设2:既无SO32也无ClO-;假设3:。【设计方案,进行实验】可供选择的试剂有:3 mol/L H2SO4溶液、1 mol/L NaOH溶液、0.01 mol/L KMnO4溶液、溴水、淀粉-KI溶液、品红溶液等。取少量吸收液于试管中,滴加3 mol/L H2SO4溶液至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于a、b、c三支试管中,分别进行下列实验。请完成下表:序号操作可能出现的现象结论向a试管中滴加几滴.若溶液褪色则假设1成立若溶液不褪色则假设2或3成立向b试管中滴加几滴若溶液褪色则假设1或3成立若溶液不褪色则假设2成立向c试管中滴加几滴则假设3成立【答案】(1)MnO2+2Cl-+4H+ Mn2+Cl2+2H2O SiO2+2C+2Cl2 SiCl4+2CO(2)浓硫酸防止生成物中的AlCl3、FeCl3等杂质凝结成固体堵塞导管(3)【提出假设】只有ClO-【设计方案,进行实验】溴水(或0.01 mol/L KMnO4溶液)品红溶液淀粉-KI溶液若溶液变为蓝色【题型】填空题【难度】一般23已知X、Y、Z为单质，其他为化合物。其中Y为气体，G溶液呈黄色，E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应，它们之间存在如图所示的转化关系(部分产物已略去)。请回答下列问题：(1)写出物质E的一种用途：_。(2)写出A和D的稀溶液反应生成G的离子方程式：_。(3)向含4 mol D的稀溶液中，逐渐加入X粉末至一定量。假设D完全反应且生成的气体只有一种，则反应的X的物质的量范围为_mol。【答案】(1)制光导纤维、玻璃等(2)3Fe3O428HNO=9Fe3NO14H2O(3)11.5【解析】E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应，故E为SiO2；再结合图中信息，可知X、Y、A、D、G、M、R分别是Fe、O2、Fe3O4、HNO3、Fe(NO3)3、Na2SiO3、H2SiO3。(2)稀硝酸具有强氧化性，溶解Fe3O4时将Fe2氧化为Fe3。反应的离子方程式为3Fe3O428HNO=9Fe3NO14H2O。(3)若生成Fe3，反应的化学方程式为Fe4HNO3=Fe(NO3)3NO2H2O，消耗1 mol Fe；若生成Fe2，反应的化学方程式为3Fe8HNO3=3Fe(NO3)22NO4H2O，消耗1.5 mol Fe。【题型】填空题【难度】一般24晶体硅是信息科学和能源科学中的一种重要材料，可用于制芯片和太阳能电池等。以下是工业上制取纯硅的一种方法。请回答下列问题(各元素用相应的元素符号表示)：(1)在上述生产过程中，属于置换反应的有_(填反应代号)。(2)写出反应的化学方程式_。(3)化合物W的用途很广，通常可用作建筑工业和造纸工业的黏合剂，可作肥皂的填充剂，是天然水的软化剂。将石英砂和纯碱按一定比例混合加热至13731623 K反应，生成化合物W，其化学方程式是_。(4)A、B、C三种气体在“节能减排”中作为减排目标的一种气体是_(填化学式)；分别通入W溶液中能得到白色沉淀的气体是_(填化学式)。【答案】(1)(2)SiHCl3H2Si3HCl (3)SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2 (4)CO2CO2和HCl【题型】填空题【难度】容易25硅及其化合物在自然界广泛存在并被人类应用。(1)氮化硅膜与二氧化硅膜相比较具有表面化学性能稳定等优点，故氮化硅膜可用于半导体工业。用NH3和SiH4(硅烷)在一定条件下反应，并在600 T的加热基板上生成氮化硅膜：3SiH44NH3Si3N41