備考2025屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)分層練習(xí)第四章非金屬及其化合物第9講碳硅及其化合物無機(jī)非金屬材料

第9講碳、硅及其化合物無機(jī)非金屬材料1.[2024重慶聯(lián)考]香港故宮文化博物館在2024年7月3日正式向公眾開放，館內(nèi)展出了很多寶貴文物，其中絕大部分為首次在港展出。下列幾件展品中，其主要成分為硅酸鹽的是（A） A.定窯白釉孩兒枕 B.填漆戧金炕桌 C.金鏨云龍紋執(zhí)壺 D.朱碧山銀槎解析定窯白釉孩兒枕為瓷器，主要成分為硅酸鹽，A項(xiàng)正確；填漆戧金炕桌主體材質(zhì)為木材，B項(xiàng)錯(cuò)誤；金鏨云龍紋執(zhí)壺的材質(zhì)為金、銀等，C項(xiàng)錯(cuò)誤；朱碧山銀槎是元代的銀器，其材質(zhì)為銀，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.[2024重慶聯(lián)考]大國制造彰顯中國實(shí)力，化學(xué)材料助力科技成果的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用。下列說法錯(cuò)誤的是（B）A.制造5G芯片的氮化鋁晶圓屬于無機(jī)非金屬材料B.高純度的二氧化硅被廣泛用于制作計(jì)算機(jī)芯片C.石墨烯材料是新型無機(jī)非金屬材料D.部分手機(jī)后蓋接受“錦纖”材質(zhì)與合金完備契合，其中合金屬于金屬材料解析氮化鋁是一種無機(jī)物，是無機(jī)非金屬材料，A正確；計(jì)算機(jī)芯片的成分是硅單質(zhì)，不是二氧化硅，B錯(cuò)誤；石墨烯是單層石墨結(jié)構(gòu)，屬于無機(jī)非金屬材料，C正確；合金屬于金屬材料，D正確。3.[2024浙江名校聯(lián)考]物質(zhì)的性質(zhì)確定用途，下列兩者對(duì)應(yīng)關(guān)系不正確的是（A）A.乙二醇易溶于水，黏度高，可用作汽車防凍液B.硅酸鹽材料具有硅氧四面體結(jié)構(gòu)，可用作耐高溫、耐腐蝕材料C.液態(tài)氯乙烷汽化時(shí)吸熱，具有冷凍麻醉的作用，可用于肌肉拉傷、關(guān)節(jié)扭傷等的鎮(zhèn)痛D.碳酸氫銨可與酸反應(yīng)并受熱分解，可用于制作食品膨松劑解析乙二醇用作汽車防凍液是因?yàn)槠渌芤旱哪厅c(diǎn)低，A項(xiàng)錯(cuò)誤。4.[2024貴陽監(jiān)測]關(guān)于反應(yīng)4CO2＋SiH4高溫4CO＋2H2O＋SiO2，下列說法正確的是（D）A.CO是氧化產(chǎn)物B.SiH4發(fā)生還原反應(yīng)C.氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶4D.生成1molSiO2時(shí)，轉(zhuǎn)移8mol電子解析該反應(yīng)中碳元素化合價(jià)由＋4降低為＋2，CO2為氧化劑，CO為還原產(chǎn)物，A項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)中氫元素化合價(jià)由－1上升為＋1，SiH4為還原劑，發(fā)生氧化反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；CO2為氧化劑，SiH4為還原劑，兩者物質(zhì)的量之比為4∶1，C項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)中轉(zhuǎn)移8e－，則生成1molSiO2時(shí)，轉(zhuǎn)移8mol電子，D項(xiàng)正確。5.[2024沈陽聯(lián)考]工業(yè)制備高純硅的主要過程：石英砂焦炭，1800~2000℃粗硅HCl，300℃SiHCl3A.石英砂的主要成分為SiO2，可用來制備光導(dǎo)纖維B.制備粗硅的化學(xué)方程式為SiO2＋C1800~2000°CSi（粗）＋C.300℃時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Si＋3HCl300°CSiHCl3＋HD.1100℃時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiHCl3＋H21100°CSi（純）＋解析石英砂的主要成分為SiO2，SiO2導(dǎo)光性較好，可用來制備光導(dǎo)纖維，故A正確；制備粗硅的化學(xué)方程式為SiO2＋2C1800~2000°CSi（粗）＋2CO↑，故B錯(cuò)誤；300℃時(shí)Si和HCl反應(yīng)生成SiHCl3和H2，化學(xué)方程式為Si＋3HCl300°CSiHCl3＋H2，故C正確；1100℃時(shí)SiHCl3和H2反應(yīng)生成Si和HCl，化學(xué)方程式為SiHCl3＋H21100°CSi（純）6.[碳納米管][2024北京房山區(qū)模擬]碳納米管是一種具有特別結(jié)構(gòu)的材料，具有很多異樣的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能。近些年隨著碳納米管及納米材料探討的深化，其廣袤的應(yīng)用前景也不斷地呈現(xiàn)出來。下列關(guān)于碳納米管的說法錯(cuò)誤的是（C）A.碳納米管在常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定B.碳納米管具有比表面積大、導(dǎo)電等特點(diǎn)C.碳納米管是一種新型有機(jī)材料D.碳納米管與金剛石互為同素異形體解析碳納米管是碳的一種單質(zhì)，碳單質(zhì)在常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，屬于新型無機(jī)非金屬材料，A正確，C錯(cuò)誤；碳納米管具有納米尺度的直徑，比表面積大，有相當(dāng)高的強(qiáng)度和優(yōu)良的電學(xué)性能，B正確；碳納米管與金剛石都是碳的單質(zhì)，二者互為同素異形體，D正確。7.[全國Ⅱ高考]二氧化碳的過量排放可對(duì)海洋生物的生存環(huán)境造成很大影響，其原理如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是（C）A.海水酸化能引起HCO3－濃度增大、CB.海水酸化能促進(jìn)CaCO3的溶解，導(dǎo)致珊瑚礁削減C.CO2能引起海水酸化，其原理為HCO3－?H＋D.運(yùn)用太陽能、氫能等新能源可改善珊瑚的生存環(huán)境解析依據(jù)題圖可知CO2的過量排放，能導(dǎo)致海水中CO2＋H2O?H2CO3?H＋＋HCO3－平衡右移；H＋又能與珊瑚礁溶解生成的CO32－結(jié)合生成HCO3－，促使CaCO3?Ca2＋＋CO32－平衡右移，從而使珊瑚礁削減。結(jié)合上述分析可知海水酸化，海水中H＋和HCO3－的濃度均增大，使海水中CO32－的濃度減小，A項(xiàng)正確；H＋可結(jié)合珊瑚礁溶解產(chǎn)生的CO32－，故能促進(jìn)CaCO3的溶解，使珊瑚礁削減，B項(xiàng)正確；CO2引起海水酸化的原理為CO2＋H2O?H2CO8.[浙江高考]Ca3SiO5是硅酸鹽水泥的重要成分之一，其相關(guān)性質(zhì)的說法不正確的是（D）A.可發(fā)生反應(yīng)：Ca3SiO5＋4NH4Cl△CaSiO3＋2CaCl2＋4NH3↑＋2H2OB.具有吸水性，須要密封保存C.能與SO2反應(yīng)生成新鹽D.與足量鹽酸作用，所得固體產(chǎn)物主要為SiO2解析加熱時(shí)氯化銨分解生成HCl和氨氣，HCl與Ca3SiO5反應(yīng)得到硅酸鈣、氯化鈣和水，A項(xiàng)正確；水泥吸水會(huì)變硬，需密封保存，B項(xiàng)正確；Ca3SiO5能與二氧化硫反應(yīng)得到亞硫酸鈣，C項(xiàng)正確；由上述分析可知，Ca3SiO5與足量鹽酸反應(yīng)得不到二氧化硅，D項(xiàng)錯(cuò)誤。9.[2024山東濰坊統(tǒng)考]已知草酸（H2C2O4）是一種弱酸，157℃升華，170℃以上分解可放出CO2和CO；可與酸性KMnO4溶液反應(yīng)；其鈉鹽易溶于水，鈣鹽難溶于水。下列說法正確的是（D）A.草酸受熱產(chǎn)生的氣體，用足量的NaOH溶液充分吸取后，可收集得到純凈的COB.草酸受熱產(chǎn)生的氣體通過灼熱的氧化銅，若出現(xiàn)黑色變?yōu)榧t色的現(xiàn)象，則說明產(chǎn)生的氣體中確定有COC.草酸受熱產(chǎn)生的氣體干脆通入足量的澄清石灰水中，若能產(chǎn)生白色渾濁現(xiàn)象，則說明產(chǎn)生的氣體中確定有CO2D.H2C2O4與酸性KMnO4溶液反應(yīng)的離子方程式為5H2C2O4＋2MnO4－＋6H＋2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2解析依據(jù)題干信息可知，在草酸受熱產(chǎn)生的氣體中會(huì)含有分解所產(chǎn)生的CO2和CO，也會(huì)含有其升華所產(chǎn)生的草酸蒸氣。產(chǎn)生的氣體用足量的NaOH溶液吸取后，除去了CO2及草酸蒸氣，但引入了水蒸氣，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由于受熱產(chǎn)生的氣體中含有草酸蒸氣，且草酸具有強(qiáng)還原性，所以氧化銅被還原也有可能是草酸作用的結(jié)果，不能由此確定產(chǎn)生的氣體中確定存在CO，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由于受熱產(chǎn)生的氣體中含有草酸蒸氣，又草酸鈣難溶于水，所以形成的沉淀有可能是草酸鈣沉淀，C項(xiàng)錯(cuò)誤；草酸具有還原性，能與酸性KMnO4溶液反應(yīng)而使其褪色，反應(yīng)的離子方程式為5H2C2O4＋2MnO4－＋6H＋2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，D10.[2024哈爾濱師大附中調(diào)研]多晶硅是單質(zhì)硅的一種形態(tài)，是制造硅拋光片、太陽能電池及高純硅芯片的主要原料。已知第三代工業(yè)制取多晶硅流程如圖所示：下列說法錯(cuò)誤的是（B）A.Y、Z分別為H2、Cl2B.制取粗硅的過程中焦炭與石英會(huì)發(fā)生副反應(yīng)生成碳化硅，在該副反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶1C.SiHCl3極易水解，其完全水解的產(chǎn)物為H2SiO3、H2、HCl，據(jù)此推想SiHCl3中硅元素的化合價(jià)為＋4D.Y與SiHCl3制備多晶硅的反應(yīng)屬于置換反應(yīng)解析電解飽和食鹽水生成氫氧化鈉、氫氣和氯氣，Y和Z可用于合成SiHCl3，其中Y還能將硅從其化合物中還原出來，說明Y、Z分別是H2、Cl2，A正確；制取粗硅的過程中焦炭與石英會(huì)發(fā)生副反應(yīng)生成碳化硅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3C＋SiO2高溫SiC＋2CO↑，在該副反應(yīng)中碳既是氧化劑又是還原劑，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2，B錯(cuò)誤；SiHCl3水解產(chǎn)生H2，故其中H是－1價(jià)，Cl是－1價(jià)，則硅元素的化合價(jià)為＋4，C正確；H2與SiHCl3制備多晶硅的反應(yīng)為SiHCl3＋H2高溫Si＋3HCl，屬于置換反應(yīng)，D正確。11.[2024廣東四校測試]利用以下裝置制備、純化CO，并探究CO和Na2O2的反應(yīng)（CO＋Na2O2Na2CO3）。下列說法正確的是（C）A.裝置b中的試劑可選用無水CaCl2B.裝置d中的試劑可選用NaOH溶液C.試驗(yàn)起先時(shí)，依次點(diǎn)燃a、c處酒精燈D.加熱一段時(shí)間后，硬質(zhì)玻璃管中粉末由白色變?yōu)榈S色解析濃硫酸有強(qiáng)氧化性，故甲酸與濃硫酸反應(yīng)可能產(chǎn)生CO2，則b中應(yīng)盛放堿石灰以除去CO2，A錯(cuò)誤；CO與NaOH溶液不反應(yīng)，B錯(cuò)誤；先點(diǎn)燃a處酒精燈，利用產(chǎn)生的CO解除裝置中的空氣，再點(diǎn)燃c處酒精燈，C正確；Na2O2與CO反應(yīng)生成Na2CO3，粉末由淡黃色變?yōu)榘咨?，D錯(cuò)誤。12.[試驗(yàn)室制備高純硅][2024重慶萬州開學(xué)考]試驗(yàn)室用H2還原SiHCl3（沸點(diǎn)：31.8℃）制備高純硅的裝置如圖所示（夾持裝置和尾氣處理裝置略），下列說法正確的是（C）A.裝置Ⅱ中盛裝濃H2SO4，裝置Ⅲ燒杯中盛裝冰水B.試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先加熱管式爐，再打開活塞KC.為鑒定制得的硅中是否含有微量鐵單質(zhì)，須要用到的試劑為鹽酸、H2O2溶液、硫氰化鉀溶液D.該試驗(yàn)中制備氫氣的裝置也可用于稀氫氧化鈉溶液與氯化銨固體反應(yīng)制備氨氣解析制備高純硅的反應(yīng)為H2＋SiHCl3高溫Si＋3HCl，此反應(yīng)應(yīng)在裝置Ⅳ中進(jìn)行；裝置Ⅰ的目的是制備氫氣，氫氣中含有水蒸氣，會(huì)對(duì)后續(xù)試驗(yàn)產(chǎn)生干擾，必需除去，因此裝置Ⅱ的作用是除去氫氣中的水蒸氣，則裝置Ⅱ中可盛放濃硫酸；裝置Ⅲ的作用是供應(yīng)SiHCl3氣體，應(yīng)接受熱水浴，則裝置Ⅲ燒杯中可盛裝熱水，A錯(cuò)誤。試驗(yàn)時(shí)應(yīng)先通入氫氣（先打開活塞K），目的是排盡裝置中的空氣，防止發(fā)生爆炸，B錯(cuò)誤。硅單質(zhì)與鹽酸不反應(yīng)，若制得的硅中含有微量鐵單質(zhì)，則鐵與鹽酸反應(yīng)生成Fe2＋，F(xiàn)e2＋被H2O2氧化成Fe3＋，F(xiàn)e3＋與KSCN反應(yīng)，溶液變紅，則所給試劑可以用于鑒定制得的硅中是否含有微量鐵單質(zhì)，C正確。用稀NaOH溶液與氯化銨固體反應(yīng)制備氨氣時(shí)須要加熱，裝置Ⅰ中沒有加熱裝置，因此該試驗(yàn)中制備氫氣的裝置不能用于制備氨氣，D錯(cuò)誤。13.[2024重慶檢測]草酸及其鹽在化工生產(chǎn)中具有重要價(jià)值，某試驗(yàn)小組試驗(yàn)如下。Ⅰ.制取草酸反應(yīng)原理：C6H12O6（葡萄糖）＋12HNO3（濃）濃硫酸△3H2C2O4＋9NO2↑＋3NO↑＋9H2O（1）檢驗(yàn)淀粉是否水解完全所用的試劑為碘水，裝置B的作用是防倒吸或作平安瓶。（2）檢查圖中裝置氣密性的方法是關(guān)閉分液漏斗活塞，將導(dǎo)管放入裝置C中液面以下，微熱三口燒瓶，裝置C中的導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生，撤走熱源，導(dǎo)管口有一段水柱且一段時(shí)間內(nèi)高度保持不變，證明裝置氣密性良好。在裝置B、裝置C之間添加裝置D，可在裝置D中得到硝酸，通入的氣體X是氧氣。Ⅱ.三草酸合鐵（Ⅲ）酸鉀晶體的制取及組成測定已知：三草酸合鐵酸鉀晶體{K3[Fe（C2O4）3]·3H2O}呈綠色，可溶于水，難溶于乙醇，見光易分解。（一）制取晶體步驟1：向盛有3.000g黃色晶體FeC2O4·2H2O的燒杯中加入10mLK2C2O4溶液，加熱至40℃左右，緩慢滴入過量的H2O2，一段時(shí)間后，出現(xiàn)紅褐色沉淀。步驟2：加熱至沸騰，分兩次緩慢加入8～9mLH2C2O4溶液，至沉淀溶解，得翠綠色溶液。加熱濃縮、加入無水乙醇、結(jié)晶、抽濾、干燥，得7.860g三草酸合鐵酸鉀晶體。（3）完成該過程化學(xué)方程式并配平：2FeC2O4·2H2O＋H2O2＋3K2C2O4＋H2C2O4△2K3[Fe（C2O4）3]·3H2O（4）步驟1中，生成三草酸合鐵酸鉀與另一種鐵的化合物，該化合物為Fe（OH）3（填化學(xué)式），步驟2加入無水乙醇的目的是降低晶體的溶解度，有利于析出晶體，提高產(chǎn)率。（5）試驗(yàn)小組完成試驗(yàn)后發(fā)覺產(chǎn)率偏低，其主要緣由可能是該產(chǎn)物在見光條件下分解，引起產(chǎn)率偏低。（二）測定組成稱取5.000g所得的三草酸合鐵酸鉀晶體配制成250mL溶液。取25.00mL溶液，用0.1000mol·L－1酸性KMnO4溶液滴定，終點(diǎn)時(shí)消耗KMnO4溶液13.50mL。另取25.00mL溶液，用SnCl2－TiCl3聯(lián)合還原法，將Fe3＋還原為Fe2＋，再用0.1000mol·L－1酸性KMnO4溶液滴定，終點(diǎn)時(shí)消耗KMnO4溶液15.50mL。（6）第一次滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為當(dāng)?shù)稳胱罱K半滴酸性高錳酸鉀溶液，溶液由無色變?yōu)闇\紫色，且半分鐘內(nèi)不復(fù)原原色，通過上述試驗(yàn)，測定出該晶體中C2O42－與Fe3＋的配位比n（C2O42－）∶n（Fe3＋）＝解析（1）淀粉遇到碘單質(zhì)會(huì)變成藍(lán)色，故加入碘水，若溶液變藍(lán)說明淀粉水解未完全，溶液不變藍(lán)，說明淀粉水解完全。由題圖可知，裝置B的作用是防倒吸或作平安瓶。（2）檢查裝置氣密性的操作為關(guān)閉分液漏斗活塞，將導(dǎo)管放入裝置C中液面以下，微熱三口燒瓶，若裝置C中的導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生，撤走熱源，導(dǎo)管口有一段水柱且一段時(shí)間內(nèi)高度保持不變，則證明裝置氣密性良好。由題意知，反應(yīng)生成NO，為了得到硝酸須要通入氧化劑，發(fā)生反應(yīng)4NO＋3O2＋2H2O4HNO3，所以通入的氣體X為氧氣。（3）由加入的試劑，配平常依據(jù)得失電子守恒和原子守恒可知，化學(xué)方程式為2FeC2O4·2H2O＋H2O2＋3K2C2O4＋H2C2O4△2K3[Fe（C2O4）3]·3H2O。（4）步驟1中，出現(xiàn)紅褐色沉淀，所以該化合物為Fe（OH）3；由已知信息知三草酸合鐵酸鉀晶體呈綠色，可溶于水，難溶于乙醇，則步驟2加入無水乙醇的目的是降低晶體的溶解度，有利于晶體析出，提高產(chǎn)率。（5）由已知信息知三草酸合鐵酸鉀晶體見光易分解，該試驗(yàn)在試驗(yàn)室環(huán)境中完成，產(chǎn)率偏低的主要緣由可能是該產(chǎn)物見光分解。（6）第一次運(yùn)用酸性高錳酸鉀溶液滴定時(shí)，KMnO4將C2O42－氧化成CO2，故滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為當(dāng)?shù)稳胱罱K半滴酸性高錳酸鉀溶液時(shí)，溶液由無色變?yōu)闇\紫色，且半分鐘內(nèi)不復(fù)原原色。第一次用酸性高錳酸鉀溶液將C2O42－氧化成CO2，其次次用酸性高錳酸鉀溶液將Fe2＋氧化為Fe3＋，同時(shí)將C2O42－氧化成CO2，由關(guān)系式5C2O42－～2MnO4－可得，n（C2O42－）＝13.50×0.1000×10－3×52mol＝3.375×10－3mol，由關(guān)系式5Fe3＋～MnO4－可得，n（Fe3＋）＝2.00×0.1000×10－3×5mol＝1×10－3mol，則n（C2O4214.[海洋碳循環(huán)][2024南昌摸底]海洋碳循環(huán)是全球碳循環(huán)的重要組成部分，是影響全球氣候變更的關(guān)鍵限制環(huán)節(jié)。海洋中碳循環(huán)的簡潔原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是（D）A.海洋碳循環(huán)使得海洋中的含碳量增大B.海水吸取CO2生成Na2CO3