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16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．（湖北省武汉市武昌区2022-2023学年高三下学期5月质量检测化学试卷）蕲春管窑镇被湖北省命名为“陶瓷之乡”，其管窑手工制陶技艺是湖北省第一批非物质文化遗产。下列说法中错误的是
A．陶瓷的主要原料是黏土和石灰石
B．陶瓷烧制过程中发生了化学变化
C．新型超导陶瓷可应用于磁悬浮技术
D．高温结构陶瓷可应用于火箭发动机
2．（2023·湖北·统考高考真题）工业制备高纯硅的主要过程如下：
石英砂粗硅高纯硅
下列说法错误的是
A．制备粗硅的反应方程式为
B．1molSi含Si-Si键的数目约为
C．原料气HCl和应充分去除水和氧气
D．生成的反应为熵减过程
3．（2023春·山西大同·高三大同一中校考阶段练习）下列说法不正确的有几个
①铁与氯气反应生成氯化铁，则铁与硫反应生成硫化铁
②氨气催化氧化制备硝酸属于氮的固定
③保存氢氟酸可用玻璃瓶，但不能用玻璃塞
④氨易液化，汽化时要吸收大量的热，因此可用作制冷剂
⑤高纯硅可用于制作光导纤维
⑥硅酸钠的水溶液可以用作黏合剂和防火剂
A．3 B．4 C．5 D．6
4．（2023春·四川内江·高三四川省资中县第二中学校考阶段练习）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
用氢氟酸刻蚀玻璃
二氧化硅是碱性氧化物
B
豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨
这是一个自然固氮的过程
C
过氧化钠可作呼吸面具中氧气来源
过氧化钠能氧化二氧化碳
D
用硅制光导纤维
硅是良好的半导体材料
A．A B．B C．C D．D
5．（2023·浙江·校联考模拟预测）下列关于物质制备说法正确的是
A．实验室用亚硫酸钠与的浓硫酸反应可以制备二氧化硫
B．通过煤的分馏可以获得甲苯
C．工业上通过电解制备金属镁
D．工业上用焦炭在高温下还原二氧化硅可制得粗硅和二氧化碳
6．（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
7．（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
8．（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∶1
B．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
9．（2023春·贵州贵阳·高三校联考阶段练习）化学与生活密切相关，下列有关说法错误的是
A．疫情期间，“网课”成为主流学习方式，生产光纤的原料是二氧化硅
B．葡萄酒中添加适量的可以起到杀菌作用
C．温室气体是形成酸雨()的主要物质
D．生产普通玻璃和普通水泥的原料中都有石灰石
10．（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
D
HF的热稳定性比HCl强
HF分子间有氢键

A．A B．B C．C D．D
11．（2023春·河南开封·高三统考期中）下列关于硅及其化合物的说法正确的是
A．单质硅是制造光导纤维的材料 B．二氧化硅的空间结构为正方体
C．石英坩埚不能用来熔融固体 D．新型陶瓷属于有机高分子材料
12．（2023春·浙江·高三期中）我国古代劳动人民用“失蜡法”铸造青铜器：用蜂蜡作成铸件模型，再用黏土敷成外范，烧成陶模，烧制过程蜡模全部融化流失，使整个铸件模型变成空壳，再往内浇灌青铜熔液，便铸成器物。下列说法正确的是
A．青铜是我国最早使用的合金材料，其硬度比纯铜小
B．陶制器皿属于传统硅酸盐材料，耐高温、耐腐蚀
C．黏土(Al2O3•2SiO2•2H2O)是由氧化物构成的混合物
D．蜂蜡的主要成分为有机物，其中的酯类物质易溶于水
13．（2023春·天津河西·高三统考期中）下列说法中，不正确的是
A．二氧化硫和氯水混合使用，可增强漂白性
B．高压输电线路使用陶瓷做绝缘材料
C．液氨可以作制冷剂，硝酸能用于制造化肥
D．聚乙烯、橡胶、纤维属于有机高分子材料
14．（2023春·江西抚州·高三校联考期中）下列各物质间的转化在给定条件下不能实现的是
A．
B．
C．
D．

二、非选择题
15．（2022秋·湖南岳阳·高三统考阶段练习）Ⅰ、汽车尾气净化装置“催化转化器”是防止尾气(含一氧化碳、氮氧化物等气体)污染的有效方法，能使尾气中的一氧化碳和氮氧化物发生反应生成可参与大气生态循环的无毒气体。
(1)汽车尾气中易造成光化学烟雾的物质是_______________。
(2)写出催化转化器中，一氧化碳和一氧化氮反应的化学方程式为_______________。
(3)下列措施中有利于控制城市空气污染的是_________________。
a．推广电动汽车        b．加快煤炭开采和使用      c．开发和使用氢能
(4)造成温室效应的物质是______________。
(5)请写出任意一条可防治酸雨的措施___________________。
Ⅱ、
(6)硅酸盐具有特殊的性质与应用，回答下列问题：硅酸盐材料是传统无机非金属材料，下列产品属于硅酸盐的是______(填序号)。
①玻璃        ②陶瓷        ③水晶        ④硅芯片        ⑤光导纤维        ⑥水泥        ⑦砖瓦
(7)SiO2是一种酸性氧化物。
①用化学方程式表示盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞的原因__________。
②二氧化硅的用途有____(填字母)。
A．太阳能电池            B．光导纤维            C．计算机芯片            D．石英坩埚
16．（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___________。

  
17．（2022秋·天津河北·高三统考期中）用化学知识回答下列问题。
I．实验室配制的溶液。
(1)需称量固体__________g。
(2)在该溶液的配制过程中，用到的玻璃仪器有：量筒、烧杯、玻璃棒、__________。
(3)如果在定容时仰视，则溶液浓度__________。(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
II．根据元素化合物相关知识填空。
(4)中阳离子与阴离子个数比__________，检验其组成中所含阳离子的方法是__________。
(5)在潜水艇和消防员的呼吸面具中，所发生反应的化学方程式为__________，从氧化剂和还原剂的角度分析，在这个反应中的作用是__________。
(6)的水溶液俗称水玻璃，具有黏结力强、耐高温等特性，可以用作黏合剂和防火剂。实验室盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶应使用橡胶塞，而不用玻璃塞。请用反应的化学方程式解释原因__________。
(7)科学家研究发现含氮化合物和含硫化合物在形成雾霾时与大气中的氨有关，转化关系如图所示：(已知为和混合物)

回答下列问题：
①从物质分类的角度看，图中的物质属于酸性氧化物的有__________(填化学式)。
②图中物质溶于水所得溶液呈碱性的是__________(填化学式)。
③写出与反应生成的化学方程式：__________。
④氨气与一氧化氮在一定条件下反应可生成对空气无污染的物质，该反应的化学方程式为__________。
18．（2022秋·山东济宁·高三统考阶段练习）2021年是国际化学年十周年纪念，中国的宣传口号是“化学一我们的生活，我们的未来”。
(1)高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。下列有关硅材料的说法正确的是_______(填字母)。
A．晶体硅用于制作半导体材料 B．硅在常温下化学性比较活泼
C．玻璃属于硅酸盐材料 D．玛瑙的主要成分是硅单质
(2)工业上常用金属钠冶炼钛，是利用金属钠的强_______性。
(3)常温下，可用铁或铝制器皿盛放浓硝酸，是因为_______。
(4)纯碱和小苏打均为常见的厨房用品。兴趣小组同学用如图装置比较纯碱(Na2CO3)和小苏打(NaHCO3)的热稳定性。实验过程中可以观察到烧杯_______(填“I”或“II”)中澄清石灰水变浑浊。加热后试管中发生反应的化学方程式为_______。

(5)智利硝石矿层中含有碘酸钠，可用亚硫酸氢钠与其反应来制备单质碘：NaIO3+NaHSO3→NaHSO4+Na2SO4+I2+H2O(未配平)。配平该方程式_______。

参考答案：
1．A
【详解】A．生产陶瓷的主要原料是黏土，A错误；
B．陶瓷烧制过程中发生了复杂的物理及化学变化，B正确；
C．新型超导陶瓷具有超导性，可应用于磁悬浮技术，C正确；
D．高温结构陶瓷具有耐高温、抗氧化、耐磨蚀等优良性能，可用于火箭发动机，D正确；
故答案为：A。
2．B
【详解】A. 和在高温下发生反应生成和，因此，制备粗硅的反应方程式为，A说法正确；
B. 在晶体硅中，每个Si与其周围的4个Si形成共价键并形成立体空间网状结构，因此，平均每个Si形成2个共价键， 1mol Si含Si-Si键的数目约为，B说法错误；
C. HCl易与水形成盐酸，在一定的条件下氧气可以将HCl氧化；在高温下遇到氧气能发生反应生成水，且其易燃易爆，其与在高温下反应生成硅和HCl，因此，原料气HCl和应充分去除水和氧气 ，C说法正确；
D. ，该反应是气体分子数减少的反应，因此，生成的反应为熵减过程，D说法正确；
综上所述，本题选B。
3．B
【详解】①铁与氯气反应生成氯化铁，但铁与硫反应生成硫化亚铁，故错误；②氨气催化氧化制备硝酸不属于氮的固定，氮的固定是指氮气的固定而不是氮元素固定，故错误；③保存氢氟酸不可用玻璃瓶，也不能用玻璃塞，故错误；④氨易液化，汽化时要吸收大量的热，因此可用作制冷剂，正确；⑤制作光导纤维的是二氧化硅，故错误；⑥硅酸钠的水溶液可以用作黏合剂和防火剂，正确；上述表述共有4个是错误的，故选B。
4．B
【详解】A．SiO2与HF发生反应：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O，SiF4不属于盐，即SiO2不属于碱性氧化物，故A错误；
B．豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨，为生物固氮，属于自然固氮，故B正确；
C．过氧化钠与CO2发生2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，过氧化钠既是氧化剂又是还原剂，CO2中元素的化合价没有发生变化，故C错误；
D．晶体硅是良好的半导体材料，用于制作光导纤维的是二氧化硅，故D错误；
故选B。
5．A
【详解】A．实验室用亚硫酸钠与的浓硫酸发生复分解反应制备二氧化硫，选项A正确；
B．煤是多种复杂的有机物和无机物的混合物，不含苯和甲苯，煤干馏可以得到甲苯，选项B错误；
C．熔点高，工业上通过电解浪费能源，一般是电解熔融状态的制备金属镁，选项C错误；
D．焦炭在高温下还原二氧化硅可制得粗硅和一氧化碳，不是二氧化碳，选项D错误；
答案选。
6．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。
7．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。
8．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。
9．C
【详解】A．光导纤维的原料是二氧化硅，故A正确；
B．葡萄酒中添加适量的可以起到抗氧化、杀菌作用，故B正确；
C．温室气体是形成遇水pH小于7的主要物质，但酸雨()主要是二氧化硫、二氧化氮形成的主要物质，故C错误；
D．生产普通玻璃的主要原料是石灰石、纯碱、石英砂，生成普通水泥的主要原料是黏土、石灰石，则生产普通玻璃和普通水泥的原料中都有石灰石，故D正确。
综上所述，答案为C。
10．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。
11．C
【详解】A．常用作制造光导纤维的材料是二氧化硅，A错误；
B．二氧化硅的空间结构为正四面体，B错误；
C．石英坩埚的主要成分可以和在高温下反应生成，故不能用石英坩埚熔融固体，C正确；
D．新型陶瓷属于新型无机非金属材料，D错误；
故选C。
12．B
【详解】A．青铜为合金，硬度大于纯铜，A错误；
B．陶主要成分为硅酸盐，属于传统无机非金属材料，具有耐高温、耐腐蚀的性质，B正确；
C．Al2O3•2SiO2•2H2O为硅酸盐的氧化物表示形式，即黏土(Al2O3•2SiO2•2H2O)的主要成分为硅酸盐，而不是由氧化物构成的混合物，C错误；
D．蜂蜡是主要成分为是高级脂肪酸和一元醇所合成的碳氢化合物，酯类物质难溶于水，D错误；
故答案为：B。
13．A
【详解】A．二氧化硫和氯水混合使用，会发生反应，会降低甚至失去漂白性，故A错误；
B．绝缘陶瓷主要用于高低压输电线路，这是一种特殊的绝缘材料，能够在架空输电线路中起到重要作用，故B正确；
C．液氨汽化会吸收大量能量，可以作制冷剂，硝酸能与某些物质反应生成铵盐，铵盐中含有植物生长所需元素，可以用作化肥，故C正确；
D．有机高分子材料是相对分子质量很大的物质， 聚乙烯、橡胶、纤维都是高聚物，相对分子质量都很大，都属于有机高分子材料，故D正确；
故答案为：A
14．A
【详解】A．与溶液不反应，不能实现，A项符合题意；
B．和NaOH反应生成Na2SiO3，Na2SiO3溶液和二氧化碳反应生成H2SiO3，能实现，B项不符合题意；
C．S燃烧生成二氧化硫，二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫，三氧化硫和水反应生成硫酸，C项不符合题意；
D． 加热分解产生，和Ca(OH)2反应生成NaOH和CaCO3，D项不符合题意；
故选A。
15．(1)NOx
(2)2CO+2NON2+2CO2
(3)ac
(4)CO2和CH4
(5)煤脱硫处理或减少化石能源的使用等
(6)①②⑥⑦
(7) SiO2能与NaOH反应产生粘黏性的Na2SiO3导致瓶塞无法打开 BD

【详解】（1）氮氧化物能形成光化学烟雾。答案为NOx；
（2）一氧化碳和一氧化氮经催化剂转化为无污染的物质即N2和CO2，反应为2CO+2NON2+2CO2。答案为2CO+2NON2+2CO2；
（3）a．推广电动汽车，电能无污染，a项符合题意；
b．加快煤炭开采和使用会造成环境污染，b项不符合题意；
c．开发和使用氢能产生H2O无污染，c项符合题意；
故选ac。
（4）CO2和CH4会造成温室效应导致全球气候变暖。答案为CO2和CH4；
（5）酸雨主要原因为SO2和NO、NO2的排放，从硫的角度对煤脱硫处理或减少化石能源的使用。NO和NO2使用催化剂或提倡使用电动车。答案为煤脱硫处理或减少化石能源的使用等；
（6）①玻璃为硅酸盐材料，①符合题意；
②陶瓷 为硅酸盐材料，②符合题意；
③水晶为SiO2，③不符合题意；
④硅芯片为Si单质，④不符合题意；
⑤光导纤维 为SiO2，⑤不符合题意；
⑥水泥为硅酸盐材料，⑥符合题意；
⑦砖瓦为硅酸盐材料，⑦符合题意；
故选①②⑥⑦；
（7）玻璃塞中含有SiO2能与NaOH反应产生粘黏性的Na2SiO3导致瓶塞无法打开。A．太阳能电池为Si，A项不符合题意；
B．光导纤维为SiO2，B项符合题意；
C．计算机芯片为Si，C项不符合题意；
D．石英坩埚为SiO2，D项符合题意；
故选BD；
答案为SiO2能与NaOH反应产生粘黏性的Na2SiO3导致瓶塞无法打开；BD。
16．(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。
17．(1)6.0
(2)胶头滴管、500mL容量瓶
(3)偏小
(4) 1:2 焰色试验
(5) 氧化剂、还原剂
(6)
(7) N2O5、SO2、SO3 NH3

【详解】（1）实验室配制的溶液，需称量固体的质量m=cVM= ；
（2）该溶液的配制的步骤有：计算、称量、溶解并冷却、移液、洗涤、定容、摇匀，用到的玻璃仪器有：量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、500mL容量瓶。
（3）如果在定容时仰视，溶液体积偏大，则溶液浓度偏小；
（4）由构成，阳离子与阴离子个数比1:2；钠元素焰色为黄色，检验Na+的方法是焰色试验。
（5）和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，反应的化学方程式为，中O元素化合价由-1升高为0、由-1降低为-2，从氧化剂和还原剂的角度分析,的作用是氧化剂、还原剂。
（6）实验室盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶应使用橡胶塞，而不用玻璃塞，原因是。
（7）①酸性氧化物是能与碱反应生成盐和水的氧化物，从物质分类的角度看，图中的物质属于酸性氧化物的有N2O5、SO2、SO3。
②氨气溶于水得到氨水，氨水呈碱性，图中物质溶于水所得溶液呈碱性的是NH3。
③与反应生成反应的化学方程式为。
④氨气与一氧化氮在一定条件下反应可生成对空气无污染的物质，则产物是氮气和水，根据得失电子守恒，反应的化学方程式为。
18．(1)AC
(2)还原
(3)浓硝酸具有强氧化性，可使铁、铝发生钝化
(4) II 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(5)

【详解】（1）A、晶体硅可用于制作半导体，故A正确；
B、硅原子的最外层电子数为4，因此硅在常温下化学性质稳定，故B错误；
C、玻璃、陶瓷、水泥都属于硅酸盐材料，故C正确；
D、玛瑙的主要成分是SiO2，故D错误；
选AC。
（2）工业上用金属钠冶炼金属钛，钠的化合价升高，利用了钠的强还原性；
（3）浓硝酸具有强氧化性，常温下能使铁、铝钝化，所以常温下，可用铁或铝制器皿盛放浓硝酸；
（4）NaHCO3不稳定，受热过程中发生反应2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。而Na2CO3稳定，受热不分解，因此实验过程中可观察到烧杯Ⅰ无名显现想，烧杯Ⅱ中澄清石灰水变浑浊；
（5）该反应中，NaIO3转化为I2，碘元素由+5价变为0价；NaHSO3转化为NaHSO4和Na2SO4，硫元素由+4价变为+6价。根据得失电子守恒可得，NaIO3的系数为2，I2的系数为1；NaHSO4的系数为5，根据Na、S原子守恒可得，NaHSO4的系数为3，Na2SO4的系数为2，根据H原子守恒可得，H2O的系数为1，该反应的化学方程式为2NaIO3+5NaHSO3=3NaHSO4+2Na2SO4+I2+H2O。