2020版高考化学一轮复习第四章第1节碳、硅及无机非金属材料课时作业（含解析）.docx

碳、硅及无机非金属材料时间：45分钟满分：100分一、选择题(每题6分，共66分)1下列叙述中不正确的是()A单质硅是重要的半导体材料B二氧化硅是制造光导纤维的材料C硅酸钠可以作木材防火剂D自然界里存在大量的单质硅和二氧化硅答案D解析硅在自然界中以化合态形式存在，多以硅酸盐和二氧化硅的形式存在于岩石、矿物中，D错误。2(2018武汉市四月调研)碳循环(如下图)对人类生存、发展有着重要的意义。下列说法错误的是()A碳是构成有机物的主要元素B光合作用是将太阳能转化为化学能的过程C化石燃料的大量燃烧是产生温室效应的原因之一D石油的年产量是一个国家石油化工发展水平的标志答案D解析有机物一定含有碳元素，故碳是构成有机物的主要元素，A项正确；光合作用是绿色植物将二氧化碳和水合成葡萄糖和氧气的过程，是将太阳能转化为化学能的过程，B项正确；化石燃料中含有碳元素，大量燃烧时产生大量的二氧化碳，是产生温室效应的原因之一，C项正确；乙烯的年产量是一个国家石油化工发展水平的标志，D项错误。3硅及其化合物是带来人类文明的重要物质。下列说法正确的是()A陶瓷、水晶、水泥、玻璃都属于硅酸盐产品B水玻璃是纯净物，可用于生产黏合剂和防火剂C某硅酸盐的化学式为KAlSi3O8，可用K2OAl2O36SiO2表示D高纯硅可用于制造光导纤维，高纯二氧化硅可用于制造太阳能电池答案C解析水晶的主要成分是SiO2不是硅酸盐，A错误；水玻璃是Na2SiO3溶液，属于混合物，B错误；高纯度的SiO2用于制光导纤维，高纯度的Si用于制太阳能电池，D错误。4下列说法中不正确的是()A因SiO2不溶于水，故H2SiO3不是SiO2对应的酸BCO2通入水玻璃可以得到硅酸沉淀CSiO2熔点高、硬度大D氢氟酸能够雕刻玻璃，故不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸答案A解析H2SiO3对应的酸性氧化物是SiO2，但SiO2不能直接与水反应生成H2SiO3。5(2018东北三校高三一模)下列说法不正确的是()ASiO2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，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答案D解析SiO2常温下能与氢氟酸反应，因此可用氢氟酸刻蚀玻璃，A项正确；硅酸是一种难溶性的弱酸，依据强酸制弱酸原理，向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸时，会生成硅酸，从而制备硅酸凝胶，B项正确；氮化硅是一种重要的高温结构陶瓷材料，依据价键规律，Si为4价、N为3价，故化学式为Si3N4，C项正确；石英的成分为SiO2，Si才是良好的半导体材料，可以制成光电池，D项错误。6如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，下列说法正确的是()ASiO2属于两性氧化物B盛放Na2CO3溶液的试剂瓶用玻璃塞C硅胶吸水后可重复再生D图中所示的转化都是氧化还原反应答案C解析SiO2是酸性氧化物，它能与氢氟酸反应是其特殊性质，A错误；在图示转化关系中只有第一行的变化是氧化还原反应，其余均为非氧化还原反应，D错误。7下列离子方程式中书写正确的是( )A水玻璃中通入过量的二氧化碳： Na2SiO3CO2H2O=2NaCOH2SiO3B澄清石灰水中通入过量二氧化碳： Ca(OH)22CO2=Ca22HCO C二氧化硅与氢氟酸反应： SiO24H4F=SiF42H2OD二氧化硅溶于烧碱溶液中： SiO22OH=SiOH2O答案D解析Na2SiO3是强电解质，应拆成Na、SiO，CO2过量，产物应为HCO，A项正确写法是SiO2CO22H2O=H2SiO32HCO；B项正确写法是CO2OH=HCO；C项氢氟酸是弱酸，在离子方程式中不能拆分。8下列说法中不正确的是()A光导纤维的主要成分是二氧化硅B二氧化硅是硅酸的酸酐，但不可以用它和水直接反应来制取硅酸C硅的化学性质不活泼，但在常温下也可和某些物质反应D盛放硅酸钠溶液的试剂瓶不能用玻璃塞的主要原因是硅酸钠溶液水解呈碱性答案D解析盛放硅酸钠溶液的试剂瓶不能用玻璃塞的主要原因是硅酸钠溶液黏性强，容易使瓶塞和瓶口黏合在一起而不易打开，D错误。9.金刚砂(SiC)可由SiO2和碳在一定条件下反应制得，反应方程式为SiO23CSiC2CO，下列有关制造金刚砂的说法正确的是 ()A该反应中的氧化剂是SiO2，还原剂为CB该反应中的氧化产物和还原产物的物质的量之比为12C该反应中每生成1 mol SiC转移电子12 molD该反应中的还原产物是SiC、氧化产物是CO，其物质的量之比为12答案D解析反应产物SiC中Si、C的化合价分别为4、4价，所以SiO2既不是氧化剂，又不是还原剂；碳元素从0价转变成4价(SiC)和2价(CO)，CO是氧化产物，SiC是还原产物，两者的物质的量之比为21；每生成1 mol SiC转移电子4 mol。10(2018武汉市高三二次诊断)某同学利用下列装置探究Na与CO2反应的还原产物，已知PdCl2COH2O=Pd(黑色)CO22HCl。下列相关分析错误的是()A中发生的反应可以是Na2CO3H2SO4=Na2SO4H2OCO2B中浓硫酸的目的是干燥CO2C实验时，中石英玻璃管容易受到腐蚀D步骤的目的是证明还原产物是否有CO答案A解析中简易装置利用启普发生器原理制取二氧化碳，但Na2CO3易溶于水，不能用此装置，可选用CaCO3，A错误；钠能与水反应，二氧化碳必须干燥，故中浓硫酸的目的是干燥CO2，B正确；实验时，中高温条件下反应产生的碳酸钠会与二氧化硅反应，故石英玻璃管容易受到腐蚀，C正确；步骤利用PdCl2与一氧化碳反应产生黑色物质的性质，目的是证明还原产物是否有CO，D正确。11将足量的CO2不断通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀与通入CO2的量的关系可表示为()答案D解析将足量的CO2不断通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，发生反应的先后顺序为Ba(OH)2CO2=BaCO3H2O、2KOHCO2=K2CO3H2O、2KAlO2CO23H2O=2Al(OH)3K2CO3、K2CO3CO2H2O=2KHCO3、BaCO3CO2H2O=Ba(HCO3)2，根据物质的溶解性可知，只有D项符合题意。二、非选择题(共34分)12(15分)石墨在材料领域有重要应用。某初级石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质。设计的提纯与综合利用工艺如下：(注：SiCl4的沸点为57.6 ，金属氯化物的沸点均高于150 )(1)向反应器中通入Cl2前，需通一段时间N2，主要目的是_。(2)高温反应后，石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物。气体中的碳氧化物主要为_。由气体中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为_。(3)步骤为：搅拌、_。所得溶液中的阴离子有_。(4)100 kg初级石墨最多可获得的质量为_kg。答案(1)排出装置中的空气(2)COSiCl46NaOH=Na2SiO34NaCl3H2O(3)过滤AlO、OH、Cl(4)7.8解析(1)向反应器中通入Cl2前，需通一段时间N2，主要目的是排尽反应器中的空气，防止高温下初级石墨与空气中的O2反应。(2)气体中的碳氧化物主要为CO，由气体中某物质得到水玻璃，故其为含硅的化合物SiCl4，反应方程式为SiCl46NaOH=Na2SiO34NaCl3H2O。(3)步骤为搅拌，并通过过滤操作将沉淀和溶液分离；由题意分析可知，所得溶液中的阴离子有AlO、Cl、OH。(4)由溶液生成沉淀，是将AlO转化为Al(OH)3，由题意可知Al2O32Al(OH)3，n(Al2O3)50 mol，nAl(OH)3100 mol，则mAl(OH)3100 mol78 gmol17800 g7.8 kg。13(2018江西师大附中月考)(19分)氮化硅(Si3N4)是一种优良的高温结构陶瓷，在工业生产和科技领域中有重要用途。工业上有多种方法来制备氮化硅，下面是几种常见的方法：(1)方法一直接氮化法：在13001400 时，高纯粉状硅与纯氮气化合，其反应方程式为3Si2N2Si3N4。(2)方法二可以用NH3和SiH4(硅烷)在一定条件下反应，并在600 的加热基板上生成氮化硅膜，其化学方程式为_。(3)方法三化学气相沉积法：在高温条件下利用四氯化硅气体、纯氮气、氢气反应生成氮化硅和氯化氢，与方法一相比，用此法制得的氮化硅纯度较高，其原因是_。(4)方法四Si(NH2)4热分解法：先用四氯化硅与氨气反应生成Si(NH2)4和一种气体：_(填化学式)；然后使Si(NH2)4受热分解，分解后的另一种产物的化学式为_。(5)工业上制取高纯硅和四氯化硅的生产流程如下：已知：X、高纯硅、原料B的主要成分都可与Z反应，Y与X在光照或点燃条件下可反应，Z的焰色呈黄色。写出焦炭与原料B中的主要成分反应的化学方程式：_。答案(2)3SiH44NH3Si3N412H2(3)方法三除产品是固体外，其他物质均为气体(4)HClNH3解析(3)方法一所得到的产品中混有单质硅，而方法三除产品是固体，其他物质均为气体，故方法三得到的氮化硅纯度较高。(4)方法四：依据化学反应中原子守恒可知四氯化硅与氨气发生反应：SiCl44NH3=Si(NH2)44HCl，Si(NH2)4受热发生分解