《高中化学》4.1碳、硅及其化合物-高考化学一轮复习复习阶段测试

PAGEPAGEPAGE14.1碳、硅及其化合物——2025届高考化学一轮复习一站式复习之阶段测试1.从科技前沿到人类的日常生活，化学无处不在。下列说法正确的是()A.国产大型飞机C919用到的氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料B.光化学烟雾、臭氧层空洞、温室效应的形成都与氮氧化合物有关C.“华为麒麟980”手机中芯片的主要成分是二氧化硅D.常温下Si的化学性质稳定，在自然界中硅大部分以游离态存在2.最近，华为Mate60Pro上市，其搭载的新型麒麟9000s芯片，突破了美国的芯片封锁，实现了智能手机5G芯片国产化.晶体硅（单质）是芯片的主要成分之一。下列有关说法正确的是()A.晶体硅是一种性能优良的半导体材料，它属于非电解质B.晶体硅、无定形硅是硅元素的同素异形体，二者结构不同C.光刻胶是制造芯片的关键材料，光刻胶（金属氧化物纳米颗粒）是一种胶体D.工业粗硅的冶炼方法为，在该反应中作还原剂3.工业上制备高纯硅，一般需要先制得98%左右的粗硅，再以粗硅为原料制备高纯硅，工艺流程如下；工业上还以粗硅为原料采用熔融盐电解法制取甲硅烷（），电解装置如图所示：下列有关说法正确的是()A.制备粗硅的化学方程式：B.制备高纯硅的工艺中可循环使用的物质只有HClC.阴极发生的电极反应：D.、Si、都属于共价晶体4.“一名石生，一名羊起石，云母根也……”中提到的云母主要成分的化学式可写为，下列说法错误的是()A.云母难溶于水 B.均属于两性氧化物C.云母属于无机非金属材料 D.云母具有绝缘性能5.“中国芯”的主要原料是单晶硅，制取纯硅的过程如图所示，下列说法正确的是()A.步骤①中的反应为B.步骤②和③均属于置换反应C.二氧化硅是酸性氧化物，能与水反应生成硅酸D.自然界中存在游离态硅6.2020年10月，我国建成全球首套千吨级液态太阳燃料合成示范装置，其原理如图所示。下列说法错误的是()A.高纯硅可用于制造太阳能光伏电池B.反应Ⅰ中电能转化为化学能C.反应Ⅰ与的燃烧反应互为可逆反应D.反应Ⅱ能够促进资源化利用，有助于实现“碳中和”7.下列有关说法正确的是()A.水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品B.石灰石是制造玻璃和水泥的主要原料之一C.闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成，烧制的过程为物理变化D.晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，常用于制造光导纤维8.在中学常见的物质中，选择合适的物质和条件按以下流程进行转化。下列表格中所选的物质或试剂（所需条件已略去），不能完全满足以上转化流程的是()选项X试剂1试剂2ABCCD稀盐酸A.A B.B C.C D.D9.实验室用还原（沸点：31.85℃）制备高纯硅的装置如图所示（夹持装置和尾气处理装置略去），下列说法正确的是()A.装置Ⅱ、Ⅲ中依次盛装的是浓、冰水B.实验时，应先加热管式炉，再打开活塞KC.为鉴定制得的硅中是否含微量铁单质，需要用到的试剂为盐酸、双氧水、硫氰化钾溶液D.该实验中制备氢气的装置也可用于稀氢氧化钠溶液与氯化铵固体反应制备氨10.随着科技的发展，对硅的纯度要求日益提高。某实验室利用区域熔炼技术制高纯硅的装置剖面图如图1，将含微量杂质硼的硅晶棒装入石英保温管中，利用加热环自左向右缓慢移动对其进行加热熔炼，已知杂质硼在不同状态的硅中含量分布如图2所示。下列说法中错误的是()A.混有杂质硼的硅晶棒熔点低于纯硅B.熔炼前，石英保温管中应排净空气后充入氩气C.熔炼时，加热环移动速度过快可能导致杂质硼分离不彻底D.熔炼后，硅晶棒纯度右端高于左端11.下列说法中正确的有()①碳化硅的硬度高，可用作砂纸和砂轮的磨料②二氧化硫具有抗氧化性，可用作葡萄酒的食品添加剂③液氨汽化时吸热，可用作制冷剂④富勒烯、碳纳米管、石墨烯等碳纳米材料都属于新型无机非金属材料⑤单质硫易溶于，实验室可用清洗沾有硫单质的试管⑥pH在5.6~7.0之间的降水通常称为酸雨；⑦二氧化硅与氢氧化钠溶液、氢氟酸均反应，属两性氧化物⑧陶瓷、普通玻璃、水泥、金刚砂（SiC）都属于硅酸盐材料⑨加入溶液，生成白色沉淀，加稀盐酸沉淀不消失，可确定有存在⑩通入紫色石蕊试液，溶液先变红后褪色A.2个 B.3个 C.4个 D.5个12.纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是()A.X可用作木材防火剂B.步骤Ⅱ的反应是C.步骤Ⅱ中的稀硫酸可用来代替D.步骤Ⅲ若在实验室完成，一般在蒸发皿中进行13.高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：（1）工业上用石英砂和过量焦炭在电弧炉中高温加热生成粗硅的化学方程式为__________。当有参与反应时，该反应转移的电子数是__________。（2）还原炉中发生的化学反应方程式为：__________。（3）上述工艺生产中循环使用的物质除、外，还有__________。（4）工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃，该反应的化学方程式为__________。（5）工业上可利用水玻璃和盐酸反应制备硅酸凝胶，进一步脱水处理可得到硅胶，写出水玻璃和盐酸反应的离子方程式：__________。（6）关于硅及其相关化合物的叙述正确的是__________。A.自然界中存在天然游离的硅单质B.已知C与Si的最高正价都是正四价，由于，用类比法得知，C.用氧化物形式表示为D.硅元素在金属与非金属的分界线处，因此具有弱导电性，一般可用于作为半导体材料E.既能和NaOH溶液反应，又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物F.玻璃、水泥、陶瓷都是传统的硅酸盐产品14.以粗盐和石英砂为原料制备纯碱和精硅的流程如下图所示，结合题意回答下列问题：（1）流程1可在实验室完成，过程如下图所示，若只加一种试剂，则A化学式为__________。（2）流程2和流程3也可在实验室模拟完成，具体过程如图所示，则a口通入__________气体。（3）流程4生成的，其含有的化学键为__________。（4）流程7的化学方程式__________。（5）流程9整个制备过程必须严格控制无氧，若混入，可能引起的后果是__________。（6）制得的精硅含有微量硼，会影响芯片性能。某实验室利用区域熔炼技术制高纯硅的装置剖面图如图1，将含微量杂质硼的硅晶棒装入石英保温管中，利用加热环自左向右缓慢移动对其进行加热熔炼，已知杂质硼在不同状态的硅中含量分布如图2所示。下列说法中错误的是__________。A.混有杂质硼的硅晶棒熔点低于纯硅B.熔炼前，可以用普通玻璃管替换石英保温管C.熔炼时，加热环移动速度过快可能导致杂质硼分离不彻底D.熔炼后，硅晶棒纯度右端高于左端答案以及解析1.答案：A解析：A.氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，A正确；B.温室效应的形成与二氧化碳有关，与氮氧化合物无关，B错误；C.芯片的主要成分是硅单质，C错误；D.Si在自然界中大部分以氧化物和硅酸盐等化合态存在，D错误；故选A。2.答案：B解析：A.硅是单质，既不属于电解质也不属于非电解质，A错误；B.晶体硅、无定形硅是硅元素的同素异形体，二者结构不同，B正确；C.光刻胶（金属氧化物纳米颗粒）是纯净物，不是胶体，C错误；D.中Si元素化合价降低，得电子，作氧化剂，D错误；故选B。3.答案：C解析：制备粗硅的化学方程式为，A项错误；制备高纯硅的工艺中可循环使用的物质有和HCl，B项错误；属于分子晶体，D项错误。4.答案：B解析：A.云母是一中矿石，难溶于水，故A正确；B.只能与碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，故B错误；C.云母属于硅酸盐类，属于传统无机非金属材料，故C正确；D.云母属于硅酸盐，不存在自由移动带电粒子，不导电，具有绝缘性能，故D正确；故选：B。5.答案：B解析：A.由分析可知，步骤①发生的反应为二氧化硅与焦炭高温条件下反应生成硅和一氧化碳，反应的化学方程式为，故A错误；B.由分析可知，步骤②发生的反应为粗硅中硅与氯化氢高温条件下发生置换反应生成三氯硅烷和氢气，步骤③发生的反应为三氯硅烷与氢气高温条件下发生置换反应生成硅和氯化氢，故B正确；C.二氧化硅不溶于水，不能与水反应生成硅酸，故C错误；D.硅是亲氧元素，自然界中不存在游离态硅，故D错误；故选B。6.答案：C解析：A.高纯硅可用于光伏太阳能板，用于制造太阳能光伏电池，A正确；B.反应Ⅰ中利用光伏发的电电解水，电能转化为化学能，B正确；C.反应Ⅰ与的燃烧反应两者所需的条件不同，不是可逆反应，C错误；D.反应Ⅱ能够利用二氧化碳转化为甲醇，促进资源化利用，有助于实现“碳中和”，D正确；故选C。7.答案：B解析：A.水泥、玻璃为硅酸盐制品，水晶饰物为二氧化硅，A错误；B.制造玻璃的原料有石灰石、纯碱、石英，制水泥的原料有黏土和石灰石，故石灰石是制造玻璃和水泥的主要原料之一，B正确；C.黏土的主要成分是硅酸盐，经高温烧结制作陶制品的过程中发生了复杂的物理变化和化学变化，C错误；D.晶体硅常用作半导体，二氧化硅常用于制造光导纤维，D错误；故选B。8.答案：D解析：A.Fe与反应生成，与Cu反应生成，和反应生成，转化能完全实现，A不选；B.与CuO高温条件下反应生成，和在高温或放电条件下反应生成NO，NO和在催化剂并加热条件下反应生成，转化能完全实现，B不选；C.C和高温条件下反应生成CO，CO和反应生成，与C高温条件下反应生成CO，转化能完全实现，C不选；D.与稀盐酸反应生成或，和均不与反应，转化不能完全实现，D选；故选D。9.答案：C解析：A.本题制备高纯硅，反应应在装置Ⅳ中进行，装置Ⅰ的目的是制备氢气，氢气中含有水蒸气，对后续实验产生干扰，必须除去，因此装置Ⅱ的作用是除去氢气中的水蒸气，即装置Ⅱ中盛放浓硫酸，装置Ⅲ的作用是提供气体，因此在水浴中加热，A错误；B.实验时应先通入氢气，目的是排出装置中的空气，防止发生危险，B错误；C.硅单质不与盐酸反应，铁与盐酸反应生成，被氧化成，与KSCN溶液反应，溶液变红色，可以鉴定是否含有铁单质，C正确；D.用稀NaOH溶液制备氨，需要加热，装置Ⅰ中没有加热装置，因此不能制备氨，D错误；故选C。10.答案：D解析：A.混有杂质硼的硅晶棒是混合物，熔点低于纯硅，A正确；B.为避免高温下与氧气反应，熔炼前，石英保温管中应排净空气后充入氩气，B正确；C.熔炼时，若加热环移动速度过快可能导致硅晶棒未充分熔融，杂质硼分离不彻底，C正确；D.熔炼时，加热环自左向右缓慢移动对其进行加热熔炼，熔融态的硅在左侧再凝区凝固，故熔炼后，硅晶棒纯度左端高于右端，D错误；故选D。11.答案：D解析：①碳化硅硬度大，可用作砂纸、砂轮的磨料，故正确；②二氧化硫具有抗氧化性，二氧化硫可用作葡萄酒酿制的食品添加剂。起到杀菌和防止色素被氧化的作用，故正确；③氨气易液化成液氨，液氨在汽化过程中吸数热量使温度路低，可做劫冷剂，故正瑞；④碳钠米材料为新型无机非金属材料，包含富勒烯、碳纳米管、石墨烯等，故正确；⑤硫与二硫化碳部是非极性分子，依据相似相溶原理，单质硫易溶于，则实验室可用清洗沾有疏单质的试管，故正确；⑥pH<5.6的雨水为酸雨，故错误；⑦二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，且与其他酸不反应，不是两性氧化物，故错误；⑧金钢砂（SiC）属于新型无机非金属材用，不属于硅酸盐，故错误；⑨因为加入的是硝酸钡，溶液中存在了硝酸根离子，再加入盐酸时引入氢离子，就相当于存在了硝酸，将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，与钡离子形成不可溶的硫酸钡沉淀。也可能合有亚硫酸离子，故错误；⑩具有漂白性，但不漂白石蕊溶液，则通入紫色石燕溶液中，溶液只变红不褪色。故错误；综上，①②③④⑤描达正确；答案选D。12.答案：D解析：由流程图可知，粗与NaOH溶液反应得到的X为溶液，溶液具有阻燃性，可用作木材防火剂，A正确；溶液与稀硫酸反应得到的Y为沉淀，即，B正确；碳酸的酸性比硅酸强，故步骤Ⅱ中的稀硫酸可用替代，C正确；步骤Ⅲ中进行的操作是灼烧硅酸固体，若在实验室中完成步骤Ⅲ，一般在坩埚中进行，D错误。13.答案：（1）；（2）（3）（4）（5）（6）CDF解析：（1）用石英砂和过量焦炭高温加热生成粗硅的化学方程式为:，当有参与反应时，该反应转移的电子数是；（2）还原炉中用还原，生成高纯度的单质，发生的化学反应方程式为：；（3）流化床反应器中发生反应：，还原炉中发生反应：，所以可以循环的物质还有；（4）氢氟酸来雕刻玻璃，氢氟酸和反应,化学方程式为：；（5）水玻璃和盐酸反应制取硅酸的离子方程式为：；（6）A.自然界中不存在天然游离的硅单质，硅是以二氧化硅和硅酸盐存在于自然界中，A错误；B.不溶于水，也不与水反应，B错误；C.根据氧化物的表示方法，用氧化物形式表示为，C正确；D.在周期表中，硅元素在金属与非金属的分界线处，因此具有弱导电性，一般可用于作为半导体材料，D正确；E.既能和NaOH溶液反应，又能和氢氟酸反应，但不能与其他酸反应，为酸性氧化物，E错误；F.玻璃、水泥、陶瓷都是传统的硅酸盐产品，F正确。故选CDF。14.答案：（1）（2）（3）离子键、共价键（或极性键）（4）（5）与在高温下发生爆炸，生成的Si会被氧化（6）BD解析：（1）由流程可知，若只加一种试剂，则A化学式为；氢氧化钡可以使得镁离子转化为氢氧化镁沉淀、使得硫酸根离子转化为硫酸钡沉淀；（2）氨气极易溶于水，二氧化碳在水中溶解度较小，故a口通入气体，尾气氨气有毒，使用酸性干燥剂五氧化二磷吸收或能和氨气反应的氯化钙吸收，故c装置固体为无水或；