2025屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)10碳硅及其化合物含解析

PAGE8-課時(shí)作業(yè)10碳、硅及其化合物一、選擇題1．宋代五大名窯分別為：鈞窯、汝窯、官窯、定窯、哥窯。其中鈞窯以“入窯一色，出窯萬(wàn)彩”的奇妙窯變著稱。下列關(guān)于陶瓷的說(shuō)法不正確的是()A.窯變是高溫下釉料中的金屬化合物發(fā)生氧化還原反應(yīng)導(dǎo)致的顏色改變B.氧化鋁陶瓷屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料C.高品質(zhì)的瓷器晶瑩剔透，屬于純凈物D.陶瓷屬于硅酸鹽材料，耐酸堿腐蝕，但是不能用來(lái)盛裝氫氟酸2．科技的進(jìn)步為二氧化碳資源化利用供應(yīng)了廣袤的前景。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.CO2是自然界碳循環(huán)中的重要物質(zhì)B.CO2加氫轉(zhuǎn)化為乙烯，CO2被還原C.CO2電催化時(shí)，在陽(yáng)極轉(zhuǎn)化為燃料D.CO2與環(huán)氧丙烷可合成可降解塑料3．碳及其化合物與科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境親密相關(guān)。下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是()A.12C、13C、14C、C60、石墨烯、金剛石都是碳的同素異形體，用途廣泛B.用二氧化碳合成可降解的聚碳酸酯塑料，可以實(shí)現(xiàn)“碳”的循環(huán)利用C.石墨烯和碳纖維都是新型有機(jī)高分子材料D.碳納米管是一種有機(jī)合成纖維，其比表面積大，可用作新型儲(chǔ)氫材料4．下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的說(shuō)法正確的是()①水玻璃是一種礦物膠，既不易燃燒也不受腐蝕②水泥、玻璃、沙子都是硅酸鹽制品③高純度的硅單質(zhì)廣泛用于制作光導(dǎo)纖維④陶瓷是人類應(yīng)用很早的硅酸鹽材料A．①②B．②③C．①④D．③④5．新材料的新秀——石墨烯、氧化石墨烯已成為物理、化學(xué)、材料科學(xué)探討的國(guó)際熱點(diǎn)課題。其結(jié)構(gòu)模型如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.石墨烯是一種新型化合物B.氧化石墨烯即石墨烯的氧化物C.二者和石墨都是碳的同素異形體D.氧化石墨烯具有肯定的親水性6．甲氣體可發(fā)生如下改變：甲氣體eq\o(→,\s\up7(通過(guò)灼熱的炭層))乙氣體eq\o(→,\s\up7(通過(guò)灼熱的炭層))丙氣體eq\o(→,\s\up7(通過(guò)灼熱的CuO))乙氣體eq\o(→,\s\up7(通過(guò)澄清石灰水))丁固體。則甲、乙、丙、丁分別為()A.CO2、CO、O2、CaOB.O2、CO、CO2、CaCO3C.O2、CO2、CO、CaCO3D.CO、CO2、O2、Ca(OH)27．硅及其化合物的應(yīng)用范圍很廣。下列說(shuō)法正確的是()A.硅是人類將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的常用材料B.粗硅制備單晶硅不涉及氧化還原反應(yīng)C.反應(yīng)Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑中，Si為氧化劑D.硅能與氫氟酸反應(yīng)，則硅可以與鹽酸反應(yīng)8．下列敘述正確的是()A.高溫下二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳，說(shuō)明硅酸(H2SiO3)的酸性比碳酸強(qiáng)B.陶瓷、玻璃、水泥容器都能貯存氫氟酸C.石灰抹墻、水泥砌墻的硬化過(guò)程原理相同D.玻璃窯中出來(lái)的氣體的主要成分是二氧化碳9．下列說(shuō)法不正確的是()A.SiO2能與HF反應(yīng)，因此可用HF刻蝕玻璃B.向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀鹽酸制備硅酸凝膠C.氮化硅是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料，化學(xué)式為Si3N4D.石英是良好的半導(dǎo)體材料，可以制成光電池，將光能干脆轉(zhuǎn)化成電能10．科學(xué)家最新研制的利用氯化氫和氫氣生產(chǎn)高純硅的工藝流程如圖所示：容器①中進(jìn)行的反應(yīng)①為Si(粗)＋3HCl(g)=SiHCl3(l)＋H2(g)；容器②中進(jìn)行的反應(yīng)②為SiHCl3＋H2=Si(純)＋3HCl。下列說(shuō)法正確的是()A.該工藝流程的優(yōu)點(diǎn)是部分反應(yīng)物可循環(huán)運(yùn)用B.最好用分液的方法分別Si和SiHCl3C.反應(yīng)①和②中HCl均作氧化劑D.反應(yīng)①和②均屬于可逆反應(yīng)11．碳和碳的化合物間的部分轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是()A.由碳酸轉(zhuǎn)化成X肯定要在加熱條件下進(jìn)行B.由碳轉(zhuǎn)化為X肯定發(fā)生的是化合反應(yīng)C.物質(zhì)X肯定是二氧化碳D.若使一氧化碳轉(zhuǎn)化成X，只能通過(guò)一氧化碳在空氣(或氧氣)中燃燒獲得12．如何解決好碳排放問(wèn)題是關(guān)系到人類可持續(xù)發(fā)展的重大課題之一。目前，采納較多的方法是對(duì)二氧化碳進(jìn)行捕集封存和富集再利用。下列與二氧化碳有關(guān)的敘述正確的是()A.CO2是形成酸雨的主要物質(zhì)B.CO2導(dǎo)致溫室效應(yīng)，是一種大氣污染物C.CO2(g)＋C(s)eq\o(=,\s\up7(高溫))2CO(g)ΔH＞0，高溫有利于該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行D.試驗(yàn)室常用大理石與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)制取二氧化碳二、非選擇題13．青花瓷胎體的原料——高嶺土[Al2Si2O5(OH)x]，可摻進(jìn)瓷石制胎，青花瓷釉料的成分主要是鉀長(zhǎng)石(KAlSi3O8)，在1300℃左右一次燒成的釉可形成精致的青花瓷。(1)下列說(shuō)法正確的是________(填選項(xiàng)字母)。A.高嶺土分子中x＝2B.鉀長(zhǎng)石能完全溶解在鹽酸中形成澄清的溶液C.燒制青花瓷過(guò)程中發(fā)生了困難的物理改變和化學(xué)改變D.青花瓷、玻璃、水泥都屬于硅酸鹽產(chǎn)品(2)在“南澳一號(hào)”考古直播過(guò)程中，需用高純度SiO2制造的光纖。下圖是用海邊的石英砂(含氯化鈉、氧化鋁等雜質(zhì))制備二氧化硅粗產(chǎn)品的工藝流程。①洗滌石英砂的目的是_______________________________。②在以上流程中，要將洗凈的石英砂研磨成粉末，目的是__________________________________________________________。③工業(yè)上常用純凈石英砂與C在高溫下發(fā)生反應(yīng)制造粗硅，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物質(zhì)的量之比為1∶1。下列說(shuō)法正確的是________(填選項(xiàng)字母)。A.SiC性質(zhì)穩(wěn)定，能用于制造抗高溫水泥B.制造粗硅時(shí)的反應(yīng)為2SiO2＋5Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋SiC＋4CO↑C.在以上流程中，將鹽酸改為NaOH溶液，也可達(dá)到目的D.純凈的SiO2只能用于制造光導(dǎo)纖維14．硅是帶來(lái)人類文明的重要元素之一，從傳統(tǒng)材料到信息材料的發(fā)展過(guò)程中創(chuàng)建了一個(gè)又一個(gè)奇跡。(1)新型陶瓷Si3N4的熔點(diǎn)高、硬度大、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。工業(yè)上可以采納化學(xué)氣相沉積法，在H2的愛(ài)護(hù)下，使SiCl4與N2反應(yīng)生成Si3N4沉積在石墨表面，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________。(2)一種工業(yè)用硅(含少量鉀、鈉、鐵、銅的氧化物)，已知硅的熔點(diǎn)是1420℃，高溫下氧氣及水蒸氣能明顯腐蝕氮化硅。一種合成氮化硅的主要工藝流程如下：①凈化N2和H2時(shí)，銅屑的作用是________________________________，硅膠的作用是__________________________。②在氮化爐中發(fā)生反應(yīng)3SiO2(s)＋2N2(g)=Si3N4(s)＋3O2(g)ΔH＝－727.5kJ·mol－1，起先時(shí)，嚴(yán)格限制氮?dú)獾牧魉僖韵拗茰囟鹊木売墒莀_______________；體系中要通入適量的氫氣是為了________________。③X可能是________________(填“鹽酸”“硝酸”“硫酸”或“氫氟酸”)。課時(shí)作業(yè)10碳、硅及其化合物1．解析：不同的金屬氧化物顏色可能不同，在高溫下，釉料中的金屬化合物發(fā)生氧化還原反應(yīng)導(dǎo)致的顏色改變稱為窯變，故A正確；新型無(wú)機(jī)非金屬材料主要有先進(jìn)陶瓷、非晶體材料、人工晶體、無(wú)機(jī)涂層，無(wú)機(jī)纖維等，氧化鋁陶瓷屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料，故B正確；瓷器主要是黏土燒結(jié)而成，瓷器中含有多種硅酸鹽和二氧化硅，是混合物，故C錯(cuò)誤；HF能與二氧化硅反應(yīng)，陶瓷的成分是硅酸鹽和二氧化硅，所以陶瓷不能用來(lái)盛裝氫氟酸，故D正確。答案：C2．解析：含碳燃料燃燒以及動(dòng)植物呼吸都會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，植物光合作用消耗二氧化碳，所以CO2是自然界碳循環(huán)中的重要物質(zhì)，故A正確；CO2加氫轉(zhuǎn)化為乙烯，C為化合價(jià)降低，CO2得電子，被還原，故B正確；CO2中C為＋4價(jià)，只能發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，CO2在陰極得電子轉(zhuǎn)化為燃料，陽(yáng)極為失電子的氧化反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；CO2與環(huán)氧丙烷發(fā)生加聚反應(yīng)，可合成可降解塑料，故D正確。答案：C3．解析：12C、13C、14C都是碳元素的三種核素，不是同素異形體，A項(xiàng)錯(cuò)誤；用CO2合成可降解的聚碳酸酯塑料，可以實(shí)現(xiàn)“碳”的循環(huán)利用，B項(xiàng)正確；石墨烯、碳纖維、碳納米管都是碳的單質(zhì)，是無(wú)機(jī)非金屬材料，不是有機(jī)材料，C、D錯(cuò)誤。答案：B4．解析：水玻璃是Na2SiO3的水溶液，可用作防火劑和防腐劑，①正確；光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2，③不正確。答案：C5．解析：石墨烯是碳的單質(zhì)，A錯(cuò)誤；氧化石墨烯因?yàn)檫€含有氫元素，故不是石墨烯的氧化物，也不是碳的同素異形體，B、C錯(cuò)誤；由于氧化石墨烯結(jié)構(gòu)中含有羥基和羧基等親水基團(tuán)，所以具有肯定的親水性，D正確。答案：D6．解析：以丙氣體為突破口，丙通過(guò)灼熱的CuO后，生成的乙氣體可與澄清石灰水反應(yīng)生成固體，說(shuō)明乙是CO2，則反推丙是CO，則甲是O2，丁是CaCO3。答案：C7．解析：由粗硅制備單晶硅的過(guò)程一般為Sieq\o(→,\s\up7(Cl2))SiCl4eq\o(→,\s\up7(H2))Si＋HCl，都是氧化還原反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；硅不能與鹽酸反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：A8．解析：高溫下相互反應(yīng)不能說(shuō)明硅酸（H2SiO3）的酸性比碳酸強(qiáng)，應(yīng)依據(jù)溶液中進(jìn)行的反應(yīng)來(lái)推斷，A錯(cuò)誤；陶瓷、玻璃、水泥的主要成分都是硅酸鹽，其中含有的二氧化硅都能和氫氟酸反應(yīng)，B錯(cuò)誤；水泥的硬化是一個(gè)困難的物理化學(xué)過(guò)程，石灰抹墻的硬化是氫氧化鈣和二氧化碳生成碳酸鈣反應(yīng)，所以硬化過(guò)程原理不同，C錯(cuò)誤；由Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑，CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3＋CO2↑可知，玻璃窯中出來(lái)的氣體的主要成分是二氧化碳，D正確。答案：D9．解析：氫氟酸與二氧化硅反應(yīng)生成四氟化硅和水，故HF可用于刻蝕玻璃，故A正確；鹽酸的酸性強(qiáng)于硅酸，所以向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀鹽酸可制備硅酸凝膠，故B正確；依據(jù)N的非金屬性強(qiáng)于Si及化合物中正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0的原則，得氮化硅的化學(xué)式為Si3N4，故C正確；晶體硅是良好的半導(dǎo)體材料，可以制成光電池，將光能干脆轉(zhuǎn)化成電能，而不是二氧化硅，故D錯(cuò)誤。答案：D10．解析：從反應(yīng)流程簡(jiǎn)單看出，HCl可循環(huán)運(yùn)用，A項(xiàng)正確；Si為固體，SiHCl3為液體，用過(guò)濾法分別，B項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)①中HCl作氧化劑，反應(yīng)②中HCl為氧化產(chǎn)物，C項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)①和②都不是可逆反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：A11．解析：由轉(zhuǎn)化關(guān)系圖可知，碳酸分解生成二氧化碳，二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸，故X是二氧化碳，碳能與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，C與少量氧氣反應(yīng)生成CO，CO與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，碳酸鈣分解生成二氧化碳和CaO，CaO與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣。答案：C12．解析：CO2不是大氣污染物，也不能形成酸雨，A、B錯(cuò)；C項(xiàng)為熵增的吸熱反應(yīng)，高溫有利于自發(fā)進(jìn)行。答案：C13．解析：（1）A項(xiàng)，依據(jù)正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和等于零的原則，可得6＋8－10－x＝0，解得x＝4。B項(xiàng)，鉀長(zhǎng)石與鹽酸反應(yīng)后不能形成澄清的溶液。C項(xiàng)，依據(jù)水泥制造過(guò)程可推想出燒制青花瓷過(guò)程中發(fā)生了困難的物理改變和化學(xué)改變。D項(xiàng)，青花瓷、玻璃、水泥符合硅酸鹽產(chǎn)品的特點(diǎn)，是硅酸鹽產(chǎn)品。（2）①石英砂中含有易溶于水的NaCl雜質(zhì)，洗滌石英砂可使NaCl與SiO2分別。②將純凈的石英砂研磨后能增大物質(zhì)的表面積，從而增大反應(yīng)物與鹽酸的接觸面積，增大反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率。③A項(xiàng)，依據(jù)SiC中元素的價(jià)態(tài)可知，SiC具有還原性，在高溫下仍能在O2中燃燒生成SiO2和CO2，因此不能用于制造抗高溫水泥。B項(xiàng)，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物質(zhì)的量之比為1∶1，依據(jù)原子守恒，可將題述信息轉(zhuǎn)化為如下反應(yīng)：2SiO2＋5Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋SiC＋4CO↑。C項(xiàng)，因SiO2、Al2O3都能溶解在NaOH溶液中，無(wú)法實(shí)現(xiàn)二者的分別。D項(xiàng)，純凈的SiO2還可用于制造光學(xué)玻璃等。答案：（1）CD（2）①除去石英砂中的NaCl雜質(zhì)②增大反應(yīng)物之間的接觸面積，增大反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率③B14．解析：（1）依據(jù)原子個(gè)數(shù)守恒可寫(xiě)出化學(xué)方程式3SiCl4＋2N2＋6H2=Si3N4＋12HCl。（2）①由于氧氣和水蒸氣都能腐蝕氮化硅，而氮?dú)夂蜌錃庵泻兴魵夂脱鯕?，所以銅屑的作用是除去氧氣