2023届一轮专题练习（10）碳、硅及无机非金属材料

1、 第 8 页 共 8 页 2022届一轮专题(十) 碳、硅及无机非金属材料一、选择题1化学与社会、科学、技术、环境密切相关。下列说法不正确的是()AT­碳是一种新型三维碳结构晶体，与C60互为同素异形体B推广利用CO2合成聚碳酸酯可降解塑料符合低碳经济理念C将金属钛、铝混合后在空气中熔化可制得强度较大的钛铝合金材料D为汽车安装尾气催化转化装置，可将尾气中的部分CO和NO转化为无毒气体解析：金属在空气中加热熔化，易与氧气发生反应，所以不能直接在空气中制备钛铝合金。答案：C2(2021·延庆区一模)下列材料属于无机非金属材料的是()A.京张高铁的复兴号火车“龙凤呈祥”内装使用材

2、料FRPB.中国馆屋顶ETFE保温内膜C.八达岭长城城砖D.2022年冬奥会高山滑雪服解析：材料FRP为合成有机高分子材料，A不符合题意；ETFE保温内膜为合成有机高分子材料，B不符合题意；城砖的主要成分为硅酸盐，则属于无机非金属材料，C符合题意；滑雪服的成分为尼龙，为合成有机高分子材料，D不符合题意。答案：C3(2021·江苏二模)在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是()AH2SiO3SiO2SiCl4BCuCu(NO3)2(aq)Cu(NO3)2(s)CClCH2CH2ClHOCH2CH2OHHOOCCOOHDAlAl2O3NaAlO2(aq)解析：SiO2是酸性氧

3、化物，和HCl不反应，故SiO2不能和盐酸反应生成SiCl4，A错误；Cu(NO3)2溶液能水解出氢氧化铜和硝酸，硝酸易挥发，故硝酸铜溶液直接加热不能得到Cu(NO3)2固体，得到的是氢氧化铜，B错误；HOCH2CH2OH和氢氧化铜不反应，应和高锰酸钾溶液直接反应得到乙二酸，C错误；Al和四氧化三铁能发生铝热反应置换出铁单质：8Al3Fe3O44Al2O39Fe，氧化铝能和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠：Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O，故均能一步完成，D正确。答案：D4将过量的CO2分别通入CaCl2溶液、Na2SiO3溶液、Ca(OH)2溶液、饱和Na2CO3溶液、NaAlO2溶液，最

4、终溶液中有白色沉淀析出的是()ABC D解析：盐酸酸性比H2CO3强，不反应；2CO22H2OSiO=H2SiO32HCO；CO2OH=HCO无沉淀；饱和Na2CO3溶液中CO2H2ONa2CO3=2NaHCO3，析出NaHCO3；CO2AlO2H2O=Al(OH)3HCO，生成Al(OH)3沉淀。故B正确。答案：B5下列离子方程式的书写正确的是()A水玻璃中通入过量二氧化碳：Na2SiO3CO2H2O= 2NaCOH2SiO3B澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca(OH)22CO2= Ca22HCOC硅与氢氟酸的反应：Si4H4F= SiF42H2D二氧化硅溶于烧碱溶液中：SiO22OH= S

5、iOH2O解析：Na2SiO3是强电解质，应拆成Na、SiO，且应生成HCO，A错误；B项正确写法是CO2OH=HCO，B错误；氢氟酸是弱酸，不能拆分成H和F，C错误。答案：D6光明日报报道称，中科院大连化学物理研究所的研究团队利用多功能催化剂首次实现了CO2直接加氢制汽油的过程。其转化过程如图所示。下列说法中正确的是()A反应的产物中含有水B反应为化合反应C所制得的汽油的主要成分是烃和烃的含氧衍生物D这种人造汽油用作汽车的燃料时，汽车尾气中不含氮氧化物解析：根据质量守恒定律可以判断反应的产物中含有水，A正确；反应物CO中含有氧元素，而生成物(CH2)n中不含氧元素，所以反应不可能为化合反应，

6、B错误；所制得的汽油的主要成分是烃，C错误；在人造汽油燃烧产生的高温条件下，N2O22NO，所以这种人造汽油用作汽车的燃料时与其他燃料一样，汽车尾气中都含有氮氧化物，D错误。答案：A7高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，又称半导体材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场革命。它可以按下列方法制备：下列说法不正确的是()A步骤的化学方程式为：SiO2CSiCO2B步骤中每生成1 mol Si，转移4 mol电子C高纯硅是制造太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料DSiHCl3(沸点33.0 )中含有少量的SiCl4(沸点67.6 )，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl3解析：二氧化

7、硅高温下与C反应生成CO气体，即步骤的化学方程式为：SiO22CSi2CO，A错误；步骤中Si的化合价降低4，转移电子数为4 mol，B正确；高纯硅是半导体，是制造集成电路、太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料，C正确；沸点相差30 以上的两种液体可以采用蒸馏的方法分离，D正确。答案：A8(2021·北京西城区一模)硅酸(H2SiO3)是一种难溶于水的弱酸，从溶液中析出时常形成凝胶状沉淀。实验室常用 Na2SiO3溶液制备硅酸。某小组同学进行了如下实验。下列结论不正确的是()编号实验现象a 中产生凝胶状沉淀b 中凝胶状沉淀溶解，c 中无明显变化A.Na2SiO3溶液

8、一定显碱性B由不能说明酸性：H2CO3H2SiO3C由可知，同浓度时 Na2CO3溶液的碱性强于 NaHCO3溶液D向 Na2SiO3溶液中通入过量 CO2，发生反应：SiOCO2H2O=COH2SiO3解析：硅酸钠为强碱弱酸盐，所以硅酸钠溶液显碱性，A正确；盐酸与石灰石反应生成二氧化碳，同时挥发出氯化氢，氯化氢也能与硅酸钠反应生成硅酸沉淀，所以由不能说明酸性：H2CO3H2SiO3，B正确；b 中凝胶状沉淀溶解，c 中无明显变化，说明同浓度时 Na2CO3溶液的碱性强于 NaHCO3溶液，C正确；Na2SiO3溶液中通入过量CO2，反应生成碳酸氢根离子，正确的离子方程式为SiO2CO22H2

9、O=H2SiO32HCO，D错误。答案：D9标准状况下，将3.36 L CO2气体通入200 mL 1.00 mol·L1 NaOH溶液中，充分反应后溶液中c(CO)与c(HCO)的比值为(不考虑CO、HCO的水解)()A11 B12C21 D13解析：n(CO2)0.15 mol，n(NaOH)0.2 L×1.00 mol·L10.20 mol，由于1<<2，故二者完全反应生成含Na2CO3和NaHCO3的混合溶液。设n(Na2CO3)x，n(NaHCO3)y，则有解得x0.05 mol，y0.10 mol，则充分反应后溶液中c(CO)c(HCO)0

10、.05 mol0.10 mol12。答案：B10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，然后过滤解析：A项，SiO2、Al2O3均与NaOH反应；C项，Na2CO3溶液也吸收CO2；D项，引入杂质NaHCO3。答案：B11SiO2是一种化工原料，可以制备一系列物质。下列说法正确的是()A图中所有反应都不属于氧化还原反应B硅酸盐的化学性质稳定，常用于制造光导纤维C可

11、用盐酸除去石英砂(主要成分为SiO2)中少量的碳酸钙D普通玻璃是由纯碱、黏土和石英制成的，具有固定的熔点解析：化学反应前后有元素化合价变化的一定是氧化还原反应，二氧化硅与碳反应生成硅单质的反应等有元素化合价的变化，属于氧化还原反应，A错误；光导纤维的成分是二氧化硅，不是硅酸盐，B错误；碳酸钙溶于盐酸生成氯化钙和水以及二氧化碳，二氧化硅和盐酸不反应，可以用盐酸除去石英砂(主要成分为SiO2)中混有的少量碳酸钙，C正确；玻璃是由纯碱、石灰石和石英制成的，玻璃属于混合物，没有固定的熔点，D错误。答案：C12蛇纹石由MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3组成。现取一份蛇纹石试样进行实验：首先将其溶于

12、过量的盐酸，过滤后，在所得的沉淀X和溶液Y中分别加入NaOH溶液至过量。下列叙述不正确的是()A沉淀X的成分是SiO2B将蛇纹石试样直接溶于过量的NaOH溶液后过滤，可得到红色颜料Fe2O3C在溶液Y中加入过量的NaOH溶液，过滤得到的沉淀的主要成分是Fe(OH)3和Mg(OH)2D溶液Y中的阳离子主要是Mg2、Al3、Fe3、H解析：向蛇纹石试样中加入过量的盐酸，其中的MgO、Al2O3、Fe2O3溶解形成含Mg2、Al3、Fe3和H的溶液Y，而SiO2不溶解形成沉淀X，溶液Y中加入过量NaOH溶液，将得到Fe(OH)3和Mg(OH)2沉淀，A、C、D正确；将蛇纹石试样直接溶于过量的NaOH

13、溶液，其中的Al2O3和SiO2溶解形成AlO和SiO，而MgO和Fe2O3不溶解形成沉淀，B错误。答案：B二、非选择题13半水煤气是工业合成氨的原料气，其主要成分是H2、CO、CO2、N2和H2O(g)。半水煤气经过下列步骤转化为合成氨的原料。完成下列填空：(1)半水煤气在铜催化下实现CO变换：COH2O CO2H2若半水煤气中V(H2)V(CO)V(N2)382822，经CO变换后的气体中V(H2)V(N2)_。(2)以下是测定半水煤气中H2以及CO的体积分数的实验方案。取一定体积(标准状况)的半水煤气，经过下列实验步骤测定其中H2以及CO的体积分数。、方框中选用的无机试剂分别是_、_、_

14、、_。该实验方案中，步骤、的目的是_。该实验方案中，步骤_(填“”或“”)可以确定半水煤气中H2的体积分数。解析：(1)若半水煤气中V(H2)V(CO)V(N2)382822，经CO将H2O变换后CO转化为氢气，则根据方程式可知所得的气体中V(H2)V(N2)(3828)2231。(2)由于半水煤气中含有二氧化碳，所以首先利用碱液除去二氧化碳，干燥后再通过氧化铜反应，利用浓硫酸吸收产生的水蒸气，利用碱液吸收产生的二氧化碳，进而计算其体积分数。所以流程为。氢气还原氧化铜生成水蒸气，浓硫酸吸收水蒸气，所以该实验方案中，步骤可以确定半水煤气中H2的体积分数。答案：(1)31(2)KOH浓硫酸浓硫酸K

15、OH除去半水煤气中的CO2和H2O14单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度为450 500 )，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得到高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置图：相关信息如下：四氯化硅遇水极易水解；硼、铝、铁在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；有关物质的物理常数见下表：物质SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5沸点/57.712.8315熔点/70.0107.2升华温度/180300162请回答下列问题：(1)装置A中g管的作用是_；装置C中的试剂是_。(2)甲方案：f接装置；乙方案：f接装置。但是装置、都有不足之处，请你在下表中填写评价。方案优点缺点甲乙(3)在(2)的评价基础上，请你设计一个合理方案并用文字表述：_。(4)SiCl4与H2反应的化学方程式为_。解析：依据题中信息可知A为Cl2的发生装置，B、C为Cl2的净化装置，D中发生反应2Cl2SiSiCl4，B中为饱和