2024届高三新高考化学大一轮专题练习题—碳族元素及其化合物

这是一份2024届高三新高考化学大一轮专题练习题—碳族元素及其化合物，共17页。试卷主要包含了单选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
2024届高三新高考化学大一轮专题练习题—碳族元素及其化合物一、单选题1．（2023春·辽宁沈阳·高三校联考期中）用(能与水强烈反应)与过量H2在1000~1100℃温度下反应制备纯硅的装置如图(热源及夹持装置略去)，下列相关说法错误的是A．装置B中的试剂是浓硫酸B．装置C中的烧瓶需要加热，其目的是使滴入的三氯硅烷气化C．装置D中发生反应的化学方程式为D．装置D使用的是普通玻璃管2．（2023春·浙江·高三校联考阶段练习）下列说法不正确的是A．钠是一种强还原剂，可以将钛等金属从其熔融的氯化物中置换出来B．可以用黄铁矿制备硫酸，而不能用黄铜矿制备硫酸C．二氧化硅是共价晶体，可直接用于制造光导纤维而不能直接做芯片D．镁燃烧发出耀眼的白光，常用于制造信号弹和焰火，镁还能在或或中剧烈燃烧3．（2023春·广东·高三校联考开学考试）劳动开创未来。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是选项劳动项目化学知识A烹任时加入少许料酒和白醋增香提味乙醇和乙酸生成的乙酸乙酯有香味B用含NaOH和铝粉的疏通剂疏通厨卫管道NaOH有强碱性，与铝粉反应放出大量气体C烘焙面包使用小苏打做膨松剂受热分解产生D用氢氯酸雕刻石英制作艺术品石英的主要成分是酸性氧化物A．A B．B C．C D．D4．（2023春·广西玉林·高三博白县中学校考阶段练习）下列说法不正确的是A．中国深海载人潜水器“蛟龙号”使用的氮化硅陶瓷发动机属于新型无机非金属材料B．华为首款5G手机搭载了智能7nm制程SOC“麒麟980”手机芯片的主要成分是二氧化硅C．2022年北京冬奥会展示的智能服饰含有石墨烯，石墨烯与金刚石互为同素异形体D．建造三峡大坝使用了大量水泥，水泥属于传统无机非金属材料5．（2023春·江苏镇江·高三江苏省镇江中学校考期中）化学与生产、生活密切相关。下列说法不正确的是A．海水资源的综合利用涉及制取镁和溴等，其过程中均涉及氧化还原反应B．“燃煤固硫”“汽车尾气催化净化”等措施均涉及化学变化C．北斗卫星导航系统由中国自主研发、独立运行，其所用芯片的主要成分为D．“神舟13号”宇宙飞船返回舱所用高温结构陶瓷，属于新型无机非金属材料6．（2022秋·陕西西安·高三统考期末）无论是传统的或是新型的无机非金属材料，硅元素都占有非常重要的地位。由于硅在太阳能发电中的重要作用，有些科学家称硅是“二十一世纪的能源”。下列关于硅说法正确的是A．自然界中硅单质的含量居各元素的第二位B．高纯度的硅是制半导体的重要材料C．水泥、玻璃、陶瓷、光导纤维都是传统的硅酸盐工业产品D．石英砂属于天然的硅酸盐产品7．（2023春·福建南平·高三统考期中）下列说法正确的是A．和是2种核素，它们互称为同素异形体B．用带玻璃塞的试剂瓶盛放溶液C．单质硅可用于制作太阳能电池D．不溶于水也不溶于任何酸8．（2023春·黑龙江七台河·高三勃利县高级中学校考期中）下列叙述正确的个数是①向固体中滴加NaOH溶液或氢氟酸，固体均溶解，说明是两性氧化物②、或都会导致酸雨的形成③0℃，101 kPa含有1 mol硫原子的与的混合物，其体积小于22.4 L④不能用澄清石灰水鉴别和⑤液氨汽化时吸收大量的热，因此，液氨常用作制冷剂⑥制造月球探测器中的瞄准镜时使用的光导纤维，其主要成分是二氧化硅⑦常温下，铝可溶于过量浓硝酸，也可溶于过量NaOH溶液A．5个 B．4个 C．3个 D．2个9．（2023春·湖北省直辖县级单位·高三统考阶段练习）材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列有关材料的叙述正确的是A．从石墨中剥离出的石墨烯薄片能导电，因此石墨烯是电解质B．高纯硅具有良好的半导体性能，可制成硅芯片、光电池、光导纤维等C．中国天眼FAST用到的高性能碳化硅是一种新型的有机高分子材料D．“硅胶”由硅酸凝胶经干燥、脱水制得，常用作食品、药品等的干燥剂10．（2023春·广东深圳·高三深圳市光明区高级中学校联考期中）类比的思维方法可以预测许多物质的性质。但类比是相对的，不能违背客观事实。下列类比正确的是A．和均为酸性氧化物，能与水反应生成，则与水反应也能生成B．与S加热直接化合生成，则与S加热也能直接化合生成C．少量通入溶液中可生成和，则少量通入溶液中也可生成和D．通入溶液不产生沉淀，则通入溶液也不产生沉淀11．（2023春·广东深圳·高三深圳中学校考期中）开发和利用矿物资源有重要的意义。某厂用无机矿物资源生产部分材料，其产品流程示意图如下，下列有关说法正确的是  A．在制粗硅的反应中，还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶1B．生产铝、铜、高纯硅及玻璃的过程中都涉及氧化还原反应C．黄铜矿冶炼钢时，产生的可用于生产硫酸，产生的FeO可用作冶炼铁的原料D．黄铜(CuFeS2)与反应产生的、均是还原产物12．（2023春·湖南长沙·高三长沙市实验中学校考期中）化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释正确的是选项现象或事实解释A氢氟酸可用于蚀刻玻璃SiO2是碱性氧化物B明矾可用作净水剂明矾水解生成Al(OH)3沉淀C铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落氧化铝的熔点高于铝的熔点DHF的热稳定性比HCl强HF分子间有氢键 A．A B．B C．C D．D13．（2023春·北京海淀·高三清华附中校考期中）由二氧化硅制高纯硅的流程如图，下列判断中不正确的是A．三氯甲硅烷()是反应②的还原产物 B．氢气和氯化氢均可循环利用C．①②③三个反应均为氧化还原反应 D．高纯硅可以制备芯片和太阳能电池板14．（2023春·北京海淀·高三清华附中校考期中）某汽车安全气囊的产气药剂主要含有、、(酸性氧化物)、等物质。当汽车发生碰撞时，产气药剂产生大量气体使气囊迅速膨胀，从而起到保护作用。下列说法不正确的是A．是气体发生剂，受热分解主要产生B．是主氧化剂，与产物Na反应生成消除隐患C．是填充剂，防止产气药剂在储存时发生反应D．是冷却剂，吸收产气过程中释放的热量 二、非选择题15．（2023春·辽宁铁岭·高三西丰县高级中学校考期中）请根据要求书写出方程式。(1)2021年3月18日，在由全球权威电子行业媒体ASPENCORE主办的2021年中国IC领袖峰会上，苏州芯联成软件有限公司获优异表现，芯片的主要成分是___________，写出其工业用二氧化硅制备其粗产品的化学反应方程式___________(2)精美的雕花玻璃使我们的世界变得绚丽多彩，雕花玻璃涉及的主要反应的化学方程式为___________。(3)1754年，Briestly用硵砂(主要成分NH4Cl)和熟石灰共热制得了氨，化学反应方程式为___________。(4)可利用CH4等气体除去烟气中的氮氧化物，生成物为可参与大气循环的气体，请写出CH4与NO反应的化学方程式___________。(5)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应可以回收S，其物质转化如图所示。该图示的总反应为___________。   16．（2023·全国·高三专题练习）从矿石中获得化工原料资源名称原理(主要的离子方程式、化学方程式)说明矿产1.工业制硫酸(沸腾炉)(接触室)(吸收塔)三步反应都是_______；为了充分利用，进入接触室的气体要净化、预热；用98%_______吸收，得到发烟硫酸，再稀释2.铝的冶炼一系列的变化是为了得到纯净的3.粗硅的提纯粗硅提纯：，氧化产物不是_______，是_______4.硅酸盐工业——玻璃制玻璃的原料是_______、_______、_______，玻璃的主要成分是_______、_______、_______ 17．（2023·高三课时练习）请回答下列问题：(1)耐辐照石英玻璃是航天器姿态控制系统的核心元件。石英玻璃的成分是_______(填化学式)，该物质的类别属于_______(填“碱性氧化物”或“酸性氧化物”)，实验室中不能用带玻璃塞的试剂瓶盛放KOH溶液，原因是_______(用离子方程式表示)。(2)硅在地壳中的含量较高，硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。①1810年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时，得到一种“金属”，这种“金属”可能是____。②玻璃是常用的硅酸盐材料，生产普通玻璃的主要材料有_______，其制备过程中涉及的主要化学方程式为_______。18．（2023春·四川乐山·高三四川省乐山沫若中学校考阶段练习）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
参考答案：1．D【分析】A装置中Zn与稀硫酸反应制备H2，B装置用于干燥H2，C装置中通过加热使SiHCl3气化，D装置中实现H2与SiHCl3反应制备纯硅，据此作答。【详解】A．A装置中锌与稀硫酸反应生成氢气，氢气中含有水蒸气，由于SiHCl3能与水强烈反应，故需通过盛有浓硫酸的洗气瓶除去氢气中的水蒸气，A项正确；B．SiHCl3通常呈液态，将装置C加热的目的是使滴入的三氯硅烷气化，B项正确；C．在装置D中三氯硅烷与氢气高温反应生成硅和氯化氢，反应的化学方程式为SiHCl3+H2Si+3HCl，C项正确；D．在装置D中SiHCl3与氢气在1000~1100℃条件下反应，普通玻璃管在高温下会软化，不能使用普通玻璃管，应选择耐高温的石英玻璃管，D项错误；故选D。2．B【详解】A．钠性质活泼，具有强的还原性，钠与熔融的氯化钛反应生成钛和氯化钠，可用于冶炼钛，A正确；B．也可以在高温下与氧气反应生成，从而能进一步制取硫酸，B错误；C．硅芯片为单质硅，二氧化硅是共价晶体，可直接用于制造光导纤维，但不能直接做芯片，C正确；D．镁有较强的还原性，能被或或氧化，反应过程中发光放热，为燃烧反应，即镁能在或或中剧烈燃烧，D正确； 故选B。3．D【详解】A．乙醇和乙酸在加热条件下反应可生成乙酸乙酯，乙酸乙酯有香味，A项有关联；B．氢氧化钠和铝粉混合可以作为管道疏通剂使用，铝和氢氧化钠遇水反应生成气体，且放出大量的热，加快氢氧化钠对毛发等腐蚀，便于疏通，B项有关联；C．受热分解产生，使面包变疏松，C项有关联；D．氢氟酸雕刻石英的原因是，与是一种气体，促进反应进行，与是酸性氧化物无关，D项没有关联；故选D。4．B【详解】A．氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，故A正确；B．芯片的主要成分单质硅，故B错误；C．石墨烯与金刚石是碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，故C正确；D．水泥是硅酸盐材料，属于传统无机非金属材料，故D正确；选B。5．C【详解】A．镁和溴在海水中都是以化合态形式存在，则海水资源的综合利用涉及制取镁和溴等，其过程中均涉及氧化还原反应，A正确；B．过程属于物理变化，“燃煤固硫”主要是指把氧化钙或碳酸钙和含硫的煤混合后燃烧，涉及化学变化，“汽车尾气催化净化”是指CO与NO，在催化剂的作用下反应生成无毒的CO2和N2，属于化学变化，B正确；C．芯片的主要成分为硅，C错误；D．高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料，D正确；故选C。6．B【详解】A．Si元素在自然界中以化合态存在，硅元素的含量在地壳中排第二位，A项错误；B．硅在元素周期表中处于金属和非金属之间，导致硅单质的性质介于二者之间，所以硅是制半导体的重要材料，B项正确；C．光导纤维由SiO2制成，不属于硅酸盐工业产品，C项错误；D．石英砂的主要成分为SiO2，不属于硅酸盐产品，D项错误。答案选B。7．C【详解】A．和是2种核素，它们互称为同位素，A错误；B．玻璃中的二氧化硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠，所以不能用带玻璃塞的试剂瓶盛放溶液，应该用橡皮塞，B错误；C．硅是半导体，可以导电，单质硅可用于制作太阳能电池，C正确；D．不溶于水，但可以溶于氢氟酸，D错误；答案选C。8．B【详解】①和氢氟酸反应生成的四氟化硅和水，且二氧化硅只能和氢氟酸反应，所以不是两性氧化物，属于酸性氧化物，①错误；②或都会导致酸雨的形成，主要是引起温室效应，②错误；③0℃，101 kPa是三氧化硫不是气态，含有1 mol硫原子的与的混合物，其体积小于22.4 L，③正确；④和均能使澄清石灰水变浑浊，过量后均澄清，不能用澄清石灰水鉴别和，④正确；⑤液氨汽化时吸收大量的热，使周围环境温度降低，因此，液氨常用作制冷剂，⑤正确；⑥二氧化硅能传递光信号，制造月球探测器中的瞄准镜时使用的光导纤维，其主要成分是二氧化硅，⑥正确；⑦常温下铝遇浓硝酸钝化，因此铝不能溶于过量浓硝酸中，⑦错误；答案选B。9．D【详解】A．石墨烯是单质，既不是电解质也不是非电解质，故A错误；B．高纯硅具有良好的半导体性能，可制成硅芯片、光电池，光导纤维原料是二氧化硅，故B错误；C．碳化硅是一种新型的无机高分子材料，故C错误；D．“硅胶”由硅酸凝胶经干燥、脱水制得，常用作食品、药品等的干燥剂，也可作催化剂的载体，故D正确。综上所述，答案为D。10．B【详解】A．属于酸性氧化物，但是其不溶于水，与水也不反应，A错误；B．硫单质的氧化性较弱，与变价金属元素的单质反应时都生成低价态的金属硫化物，故与S加热直接化合生成，则与S加热也能直接化合生成，B正确；C．通入溶液中可生成和，是因为强酸制弱酸，但是具有氧化性，会将氧化为硫酸钙，C错误；D．通入溶液不产生沉淀，是因为弱酸不能制取强酸，但通入溶液中，溶于水，生成亚硫酸使溶液呈酸性，溶液中存在的硝酸根离子，将氧化成，会生成硫酸钡沉淀，D错误；故答案为：B。11．C【详解】A．制粗硅的反应为：SiO2+2CSi+2CO↑，该反应中C是还原剂、SiO2是氧化剂，还原剂与氧化剂的物质的量之比为2∶1，故A错误；B．生产玻璃涉及到的反应有SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑和SiO2+Ca2CO3 Ca2SiO3+CO2↑，反应中没有化合价变化，不属于氧化还原反应，故B错误；C．黄铜矿冶炼钢时，产生的可用于生产硫酸，产生的FeO可用作冶炼铁的原料，故C正确；D．黄铜(CuFeS2)与反应产生、的过程中Cu、O元素化合价降低，S元素化合价上升，是还原产物，SO2 既是氧化产物又是还原产物，故D错误；故选C。12．C【详解】A．氢氟酸可用于蚀刻玻璃，是因为产物中SiF4呈气态，有利于反应的正向进行，在此反应中，SiO2没有表现出碱性，不是碱性氧化物，A不正确；B．明矾可用作净水剂，是因为Al3+水解生成氢氧化铝胶体具有吸附水中悬浮颗粒物的能力，B不正确；C．铝箔在酒精灯火焰上加热时，铝表面生成氧化铝，氧化铝的熔点高于铝，所以铝熔化但不滴落，C正确；D．HF的热稳定性比HCl强，是因为F的非金属性比Cl强，与H形成的共价键能大，D不正确；故选C。13．A【分析】由题给流程可知，反应①为高温条件下二氧化硅与焦炭反应生成硅和一氧化碳，反应②为粗硅中的硅与氯化氢高温条件下反应生成三氯硅烷和氢气，反应③为三氯硅烷与氢气高温条件下反应生成氯化氢和硅，三个反应都有元素发生化合价变化，均为氧化还原反应。【详解】A．由分析可知，反应②为粗硅中的硅与氯化氢高温条件下反应生成三氯硅烷和氢气，反应中硅元素的化合价升高被氧化，三氯硅烷是反应的氧化产物，故A错误；B．由分析可知，氯化氢是反应②的反应物，反应③的生成物，而氢气是反应②的生成物，反应③的反应物，所以氢气和氯化氢均可循环利用，故B正确；C．由分析可知，①②③三个反应都有元素发生化合价变化，均为氧化还原反应，故C正确；D．高纯硅是良好的半导体材料，可以制备芯片和太阳能电池板，故D正确；故选A。14．C【详解】A．是气体发生剂，撞击过程中受热分解生成和Na，故A正确；B．是主氧化剂，与分解生成的Na反应生成Fe和氧化钠，消除活泼金属钠产生的隐患，故B正确；C．产药剂中各成分彼此较难反应，的主要作用是与反应过程中生成的碱性氧化物反应，将其转化为稳定的硅酸盐，消除安全隐患，故C错误；D．是冷却剂，通过发生分解反应，吸收产气过程中释放的热量，故D正确；故选：C。15．(1)     Si     (2)4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O(3)(4)(5)2H2S+O2=2S↓+2H2O 【详解】（1）硅芯片主要为Si单质。工业利用碳还原SiO2制得，反应为。答案为Si；；（2）玻璃雕花利用HF与SiO2反应实现，反应为4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O。答案为4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O；（3）硵砂(主要成分NH4Cl)和熟石灰[Ca(OH)2]共热制得了氨。答案为；（4）甲烷除氮氧化物产生CO2和N2，反应为。答案为；（5）从图看Cu2+和Fe3+为催化剂，而CuS为中间体，则反应为2H2S+O2=2S↓+2H2O。答案为2H2S+O2=2S↓+2H2O。16．     放热反应     硫酸                                        【详解】黄铁矿和氧气、二氧化硫和氧气、三氧化硫和水的反应均为放热反应；浓硫酸难挥发、具有吸水性，用98%浓硫酸吸收，得到发烟硫酸，再稀释，吸收过程可以减少酸雾的形成，提高吸收效率；粗硅和碳单质反应生成一氧化碳，碳发生氧化反应得到氧化产物一氧化碳，而不是二氧化碳；制玻璃的原料是、、，二氧化硅和碳酸钠反应得到硅酸钠、和碳酸钙反应得到硅酸钙，故玻璃的主要成分是、、。17．(1)     SiO2     酸性氧化物     SiO2＋2OH-=＋H2O(2)     含有硅、碳的铁合金     纯碱、石英砂、石灰石     Na2CO3＋SiO2Na2SiO3 ＋CO2↑、CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑ 【详解】（1）石英为二氧化硅，二氧化硅与强碱反应生成硅酸盐和水，属于酸性氧化物，则SiO2与氢氧化钠发生反应SiO2＋2OH-=＋H2O，生成的硅酸钠具有黏性，导致玻璃塞无法打开，故实验室中不能用带玻璃塞的试剂瓶盛放KOH溶液。（2）石英砂的主要成分是二氧化硅，加热石英砂、木炭和铁时，发生反应：SiO2＋2CSi＋2CO↑，所以在加热石英砂、木炭和铁时，可能得到含有硅、碳的铁合金。②制造普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英砂，在玻璃窑中加强热时主要发生反应：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3 ＋CO2↑、CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。18．(1)          (2)(3)、(4)(5)(6)CDF 【详解】（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。