2025屆高三化學二輪復習+++碳、硅和無機非金屬材料

碳、硅和無機非金屬材料選擇題只有1個選項符合題意1.（2023·蘇錫常鎮(zhèn)四市二調(diào)）祝融號火星車主體部件采用新型鋁基碳化硅材料制造。鋁基碳化硅材料屬于（）A.金屬材料 B.無機非金屬材料C.有機合成材料 D.復合材料2.下列物質(zhì)轉(zhuǎn)化正確的是（）A.Sieq\o(→,\s\up7(NaOH))SiO2eq\o(→,\s\up7(NaOH))Na2SiO3eq\o(→,\s\up7(HCl))H2SiO3B.Sieq\o(→,\s\up7(點燃))SiO2eq\o(→,\s\up7(H2O))H2SiO3C.H2SiO3eq\o(→,\s\up7(△))SiO2eq\o(→,\s\up7(HCl（aq）))SiCl4D.石英砂eq\o(→,\s\up12(焦炭),\s\do4(高溫))粗硅eq\o(→,\s\up12(Cl2),\s\do4(高溫))SiCl4eq\o(→,\s\up7(H2))高純度硅3.下列敘述正確的是（）A.CO2和SiO2都是酸性氧化物，所以兩者物理性質(zhì)相似B.因為CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸強C.CO2和SiO2都能與碳反應(yīng)，且都作氧化劑D.SiO2既能和NaOH反應(yīng)，又能和HF反應(yīng)，所以SiO2屬于兩性氧化物4.海洋碳循環(huán)是全球碳循環(huán)的重要組成部分，是影響全球氣候變化的關(guān)鍵控制環(huán)節(jié)。下圖為海洋中碳循環(huán)的簡單原理圖。下列說法錯誤的是（）A.海洋碳循環(huán)過程中能將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能B.鈣化釋放CO2的離子方程式：2HCOeq\o\al(－,3)＋Ca2＋=CaCO3↓＋CO2↑＋H2OC.影響海洋碳循環(huán)的因素主要有海水的酸堿性、水溫、藻類生物的分布等D.光合作用，每生成0.1mol（CH2O）x轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4NA（NA表示阿伏加德羅常數(shù)）5.新材料的新秀——石墨烯和氧化石墨烯已成為物理、化學、材料科學研究的國際熱點課題。其結(jié)構(gòu)模型如圖所示：下列有關(guān)說法正確的是（）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.氧化石墨烯具有一定的親水性6.（2022·南京、鹽城二模）氮化硅（Si3N4）是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料。用石英砂和原料氣（含N2和少量O2）制備Si3N4的操作流程如下（粗硅中含少量Fe、Cu的單質(zhì)及化合物）：下列敘述不正確的是（）A.“還原”主要被氧化為CO2B.“高溫氮化”反應(yīng)的化學方程式為3Si＋2N2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si3N4C.“操作X”可將原料氣通過灼熱的銅粉D.“稀酸Y”可選用稀硝酸7.《天工開物》記載：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，擇取無沙黏土而為之”，“凡坯既成，干燥之后，則堆積窯中燃薪舉火”，“澆水轉(zhuǎn)釉（主要為青色），與造磚同法”。下列說法錯誤的是（）A.黏土是制磚瓦和水泥的主要原料B.“燃薪舉火”使黏土發(fā)生復雜的物理化學變化C.沙子的主要成分為硅酸鹽D.泥坯燒制后自然冷卻成紅瓦，澆水冷卻成青瓦8.多晶硅是單質(zhì)硅的一種形態(tài)，是制造硅拋光片、太陽能電池等的主要原料。已知多晶硅第三代工業(yè)制取流程如圖所示；下列說法錯誤的是（）A.Y、Z分別為H2、Cl2B.制取粗硅時焦炭與石英發(fā)生副反應(yīng)生成碳化硅，該副反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2C.SiHCl3極易水解，產(chǎn)物為H2SiO3、H2、HCl，據(jù)此推測SiHCl3中硅為＋2價D.多晶硅是硅的一種同素異形體9.（2023·昆明西山區(qū)期末改編）水玻璃（Na2SiO3溶液）是一種重要的工業(yè)原料。下圖是用稻殼灰（SiO2：65%～70%、C：30%～35%）制取水玻璃的工藝流程，下列說法正確的是（）A.操作A與操作B完全相同B.該流程中硅元素的化合價發(fā)生改變C.原材料稻殼灰價格低廉，且副產(chǎn)品活性炭有較高的經(jīng)濟價值D.反應(yīng)器中發(fā)生的復分解反應(yīng)為SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O10.（2023·邢臺卓越聯(lián)盟月考）二氧化硅又稱硅石，是制備硅及其化合物的重要原料，部分轉(zhuǎn)化過程如圖所示?；卮鹣旅鎲栴}：（1）碳元素和硅元素都位于周期表的族，非金屬性較強的是（填元素符號）。工業(yè)上制備粗硅的反應(yīng)：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO，該反應(yīng)能否比較碳和硅元素的非金屬性強弱（填“是”或“否”）。利用上述轉(zhuǎn)化關(guān)系，再寫出一種能比較碳和硅元素的非金屬性強弱的方程式_____________________________________________________________。（2）光導纖維是一種良好的通訊材料，其成分是（填化學式），高純硅是制造半導體芯片的基礎(chǔ)原材料，由上述轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，工業(yè)上利用氫氣制備高純硅的化學方程式為_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）NaOH溶液需要盛放在有橡膠塞的試劑瓶中，原因_______________________________________________________________________________________________（用化學方程式表示，下同），利用HF溶液可以在玻璃表面上寫字作畫，原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。（4）制玻璃的原材料是石英（SiO2）、純堿（Na2CO3）和大理石（CaCO3），寫出制玻璃時發(fā)生反應(yīng)的化學方程式____________________________、_________________________。SiC是一種新型無機非金屬材料，半導體領(lǐng)域未來代替硅基芯片的一種新型原材料，SiC屬于（填“離子”或“共價”）化合物。11.高純硅是制作光伏電池的關(guān)鍵材料，如圖是一種生產(chǎn)高純硅的工藝流程示意圖：已知：①流化床反應(yīng)器內(nèi)的主反應(yīng)：Si＋3HCleq\o(=,\s\up7(250～300℃))SiHCl3＋H2；②還原爐內(nèi)的主反應(yīng)：SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up7(1100～1200℃))Si＋3HCl；③SiHCl3極易水解：SiHCl3＋3H2O=H2SiO3↓＋H2↑＋3HCl?；卮鹣铝袉栴}：（1）石英砂的主要成分為SiO2，SiO2是一種酸性氧化物，能與燒堿反應(yīng)生成鹽和水，下列物質(zhì)中也能與燒堿反應(yīng)生成鹽和水的是（填字母）。A.Al B.Al2O3C.CuO D.NaHCO3SiO2能在一種常見的酸中溶解，生成一種氣態(tài)含硅物質(zhì)，這種酸的電子式為________________________________________________________________________。（2）電弧爐中生成粗硅，反應(yīng)的化學方程式為__________________________________。若電弧爐中焦炭過量，還會有SiC生成，石英砂和焦炭生成SiC的反應(yīng)中，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為。（3）整個操作流程都需隔絕空氣，原因是______________________________________（答出兩條即可）。（4）流化床反應(yīng)器中除SiHCl3外，還可能發(fā)生副反應(yīng)，生成其他含硅化合物（如SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等），可以用蒸餾的方法加以分離，該操作方法的理論依據(jù)是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。（5）上述操作流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是。12.某混合氣體可能由O2、CO、CO2中的一種或幾種組成，為確定其組成，在老師的指導下，化學實驗小組的同學對該混合氣體的組成進行了如圖的探究實驗：[查閱資料]脫氧劑（還原鐵粉能夠吸收氧氣和水蒸氣）。[實驗設(shè)計]用如圖所示的裝置進行實驗（已略去夾持裝置）。[實驗步驟]①檢查裝置氣密性；②先通入一定量的氮氣之后；③再通入該混合氣體，點燃酒精燈。[實驗現(xiàn)象]步驟③實驗過程中，A裝置中無明顯現(xiàn)象，B和F裝置均出現(xiàn)白色沉淀，E裝置中黑色粉末變成了紅色。[實驗結(jié)論]（1）該混合氣體由組成。[實驗反思]（2）B、C裝置的作用分別是_________________________、______________________。（3）步驟②先通入一定量氮氣的目的是_______________________________________。（4）E裝置中氧化銅粉末發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為__________________________________。（5）F中需要處理的尾氣主要成分是__________，具體處理方法可以是________________________________________________________________________。碳、硅和無機非金屬材料1.D[鋁基碳化硅材料是由鋁和碳化硅復合而成的材料，屬于復合材料。]2.D[硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成硅酸鈉和氫氣，A錯誤；二氧化硅不溶于水，且不與水反應(yīng)，B錯誤；二氧化硅與鹽酸不反應(yīng)，C錯誤。]3.C[CO2的熔、沸點低，可溶于水，SiO2的熔、沸點高，硬度大，不溶于水，兩者都是酸性氧化物，和其物理性質(zhì)沒有因果關(guān)系，A錯；CaCO3和SiO2反應(yīng)是因為生成的CO2為氣體，脫離反應(yīng)體系，不能說明H2CO3的酸性比H2SiO3弱，B錯；SiO2和HF反應(yīng)是SiO2的特殊性質(zhì)，生成物不是鹽類，不能說明SiO2是兩性氧化物，D錯。]4.D[題圖中CO2在弱堿性條件下轉(zhuǎn)化成Na2CO3、NaHCO3，遇氯化鈣發(fā)生2HCOeq\o\al(－,3)＋Ca2＋=CaCO3↓＋CO2↑＋H2O，生成CaCO3沉淀，鈣化同時釋放CO2，再經(jīng)光合作用，形成有機物參與海洋碳循環(huán)。A.CO2經(jīng)光合作用形成有機物參與海洋碳循環(huán)，過程中能將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能，故A正確；B.鈣化生成CaCO3沉淀同時釋放CO2的離子方程式：2HCOeq\o\al(－,3)＋Ca2＋=CaCO3↓＋CO2↑＋H2O，故B正確；C.溫度高或酸性條件下，二氧化碳在水中溶解度小，影響海洋碳循環(huán)的因素主要有海水的酸堿性、水溫、藻類生物的分布等，故C正確；D.光合作用，碳由＋4價降為0價，每生成0.1mol(CH2O)x轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.4xNA，故D錯誤。]5.D[石墨烯是碳的單質(zhì)，A錯誤；氧化石墨烯含有氫元素，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，所以它具有一定的親水性，D正確。]6.A[A.焦炭與石英砂發(fā)生反應(yīng)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑，焦炭被氧化成CO，不是CO2，故A說法錯誤；B.“高溫氮化”是Si與氮氣反應(yīng)，其反應(yīng)方程式為3Si＋2N2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si3N4，故B說法正確；C.原料氣中含有N2和少量的O2，氧氣能與Cu反應(yīng)生成CuO，N2不與Cu反應(yīng)，操作X可以得到純凈氮氣，故C說法正確；D.粗硅中含有少量Fe和Cu，即Si3N4中含有少量Fe和Cu，F(xiàn)e、Cu與稀硝酸反應(yīng)，得到可溶于水的Fe(NO3)3和Cu(NO3)2，稀硝酸可以除去Si3N4中Fe和Cu，故D說法正確。]7.C[由題目的“擇取無沙黏土而為之”，說明黏土是制磚瓦和水泥的主要原料，選項A正確；“燃薪舉火”是提供高溫的環(huán)境，使黏土發(fā)生復雜的物理化學變化，選項B正確；沙子的主要成分為二氧化硅，選項C錯誤；黏土中有一定量的Fe元素，泥坯燒制后自然冷卻成紅瓦(含氧化鐵)，澆水冷卻時C與水反應(yīng)得到CO和H2，將三價鐵還原為二價鐵，形成青瓦，選項D正確。]8.C[電解飽和食鹽水得到NaOH、H2和Cl2、Y和Z在點燃的條件下能夠發(fā)生反應(yīng)，即X為NaOH，根據(jù)題給流程圖可知，SiHCl3被還原成Si，即Y為H2，Z為Cl2，A說法正確；焦炭和石英發(fā)生的副反應(yīng)為SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高溫))SiC＋2CO↑，由方程式可知，焦炭既是氧化劑又是還原劑，氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1∶2，B說法正確；SiHCl3水解的產(chǎn)物是H2SiO3、H2和HCl，推斷出SiHCl3中H為-1價，則Si的化合價為＋4價，C說法錯誤；多晶硅為單質(zhì)，是硅的一種同素異形體，D說法正確。]9.C[A.操作A為過濾，操作B為蒸發(fā)濃縮，是兩種不同的操作，故A錯誤；B.二氧化硅中硅元素的化合價是＋4價，硅酸鈉中硅元素的化合價也是＋4價，所以該流程中硅元素的化合價沒有發(fā)生改變，故B錯誤；C.稻殼灰來源廣泛價格低廉，活性炭具有吸附性，有較高的經(jīng)濟價值，故C正確；D.反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)為SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O，不屬于復分解反應(yīng)，故D錯誤。]10.(1)ⅣAC否Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓(2)SiO2SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋4HCl(3)2NaOH＋SiO2=Na2SiO3＋H2OSiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O(4)Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3＋CO2↑共價解析(1)C與Si屬于同一主族，C與Si的最外層電子數(shù)都是4，所以碳元素和硅元素都位于周期表的ⅣA族；同主族從上至下，元素的非金屬性逐漸減弱，所以非金屬性C>Si；工業(yè)上制備粗硅的反應(yīng)不能比較出碳和硅元素的非金屬性強弱，因為該反應(yīng)產(chǎn)生的CO是氣體，CO離開體系后，反應(yīng)持續(xù)正向進行；將CO2通入硅酸鹽溶液中，可制取出比碳酸酸性還弱的硅酸，就可證明非金屬性C>Si，其反應(yīng)方程式為Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓；(2)SiO2可用來制作光導纖維；工業(yè)上利用氫氣和四氯化硅來制備高純硅，其化學方程式為SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋4HCl；(3)玻璃中的成分SiO2能和NaOH發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生具有黏性的硅酸鈉，玻璃塞粘在瓶口不能被打開，其反應(yīng)原理是2NaOH＋SiO2=Na2SiO3＋H2O；SiO2能和酸反應(yīng)的只有HF，其反應(yīng)方程式為SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O；(4)SiO2能和Na2CO3反應(yīng)產(chǎn)生Na2SiO3，也能和CaCO3反應(yīng)產(chǎn)生CaSiO3，其反應(yīng)方程式分別為Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑，CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3＋CO2↑；SiC是兩種不同的非金屬元素用共價鍵構(gòu)成的共價化合物。11.(1)BD(2)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑1∶2(3)防止SiHCl3發(fā)生水解；防止硅被氧化；防止氫氣與氧氣反應(yīng)而發(fā)生爆炸(任寫兩條即可)(4)各組分沸點相差較大(5)H2、HCl解析(1)鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成四羥基合鋁酸鈉和氫氣，故A不符合題意；氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成四羥基合鋁酸鈉和水，故B符合題意；氧化銅與氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，故C不符合題意；碳酸氫鈉與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和水，故D符合題意。SiO2能在一種常見的酸中溶解，生成一種氣態(tài)含硅物質(zhì)，這種酸為HF，HF屬于共價化合物，其電子式為H∶F,∶。(2)二氧化硅與焦炭在高溫條件下反應(yīng)生成粗硅和CO：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑，石英砂和焦炭生成SiC的反應(yīng)為SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高溫))SiC＋2CO↑，C元素化合