第29练　碳、硅　无机非金属材料 同步练习（含答案）-2025年高考化学一轮复习

这是一份第29练　碳、硅　无机非金属材料 同步练习（含答案）-2025年高考化学一轮复习，共8页。试卷主要包含了“碳中和”有利于全球气候改善，下列关于硅的说法不正确的是，下列关于二氧化硅的说法正确的是，纯二氧化硅可用下列流程制得等内容，欢迎下载使用。

A．玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品
B．制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英
C．硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高
D．陶瓷的烧制过程为物理变化
2．(2021·湖北，1)“碳中和”有利于全球气候改善。下列有关CO2的说法错误的是( )
A．CO2是V形的极性分子
B．CO2可催化还原为甲酸
C．CO2晶体可用于人工增雨
D．CO2是侯氏制碱法的原料之一
3．(2019·全国卷Ⅰ,7)陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是( )
A．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁
B．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成
C．陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐
D．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点
4．下列关于硅的说法不正确的是( )
A．硅是非金属元素，它的单质是灰黑色、有金属光泽的固体
B．硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料
C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应
D．加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应
5．(2023·徐州高三检测)硅是构成无机非金属材料的一种主要元素，下列有关硅及其化合物的叙述错误的是( )
A．氮化硅陶瓷是一种高温结构陶瓷，其化学式为Si3N4
B．高纯硅可以制成计算机、通信设备等的芯片
C．硅可以用来生产新型无机非金属材料——光导纤维
D．二氧化硅为立体网状结构，每个硅原子结合4个氧原子
6．下列关于二氧化硅的说法正确的是( )
A．二氧化硅是酸性氧化物，因此能与水反应生成硅酸
B．二氧化硅制成的光导纤维，由于导电能力强而被用于制造光缆
C．二氧化硅能与碳酸钠固体在高温时发生反应
D．用二氧化硅制取单质硅时，当生成2.24 L气体(标准状况)时，得到2.8 g硅
7．在20世纪90年代末，科学家发现碳有新的单质形态C60存在。后来人们又相继得到了C70、C76、C84、C90、C94等另外一些球碳分子。21世纪初，科学家又发现了管状碳分子和洋葱状碳分子，大大丰富了碳元素单质的家族。下列有关碳元素单质的说法错误的是( )
A．金刚石和石墨的熔点肯定比C60高
B．熔点：C60＜C70＜C90
C．球碳分子、管状碳分子和洋葱状碳分子都不能与O2发生反应
D．金刚石以非分子形式的粒子存在，属于共价晶体；C60、C70、管状碳分子和洋葱状碳分子以分子形式的粒子存在，属于分子晶体；这些碳单质互为同素异形体
8．二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用途。a～e是对①～⑤反应中SiO2所表现的化学性质或作用进行的判断，其中正确的是( )
①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
②SiO2＋2Ceq \(=====,\s\up7(高温))Si＋2CO↑
③SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
④Na2CO3＋SiO2eq \(=====,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑
⑤SiO2＋3Ceq \(=====,\s\up7(高温))SiC＋2CO↑
a．反应①中SiO2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃
b．反应②中SiO2表现出氧化性
c．反应③中SiO2表现了酸性氧化物的通性
d．反应④符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性的酸酐的原理
e．反应⑤中SiO2未参加氧化还原反应
A．ace B．bde C．cde D．ab
9．纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是( )
A．X可用作木材防火剂
B．步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3＋H2SO4===H2SiO3↓＋ Na2SO4
C．步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2来代替
D．SiO2既能与NaOH溶液反应，又能与氢氟酸反应，所以SiO2是两性氧化物
10．(2023·扬州高三检测)由粗硅制备硅烷(SiH4)的基本流程如图所示：
已知：反应Ⅰ的化学方程式为Si＋3HCleq \(=====,\s\up7(△))SiHCl3＋X，反应Ⅱ的化学方程式为SiHCl3＋Yeq \(=====,\s\up7(高温))Si＋3HCl。下列说法不正确的是( )
A．X和Y为同一种物质
B．SiH4的稳定性比NH3弱
C．流程中的4个反应有3个属于氧化还原反应
D．反应Ⅳ中SiH4、NH3两种气体在常温、常压下体积比为4∶1
11．科学家最新研制的利用氯化氢和氢气生产高纯硅的工艺流程如图所示：
容器①中进行的反应为①Si(粗)＋3HCl(g)eq \(=====,\s\up7(△))SiHCl3(l)＋H2(g)；容器②中进行的反应为②SiHCl3＋H2eq \(=====,\s\up7(高温))Si(纯)＋3HCl。下列说法不正确的是( )
A．该工艺流程的优点是部分反应物可循环使用
B．①和②互为可逆反应
C．该流程中需要隔绝空气
D．粗硅制备不能通过SiO2eq \(―――→,\s\up7(HClaq))SiCl4eq \(――→,\s\up7(H2),\s\d5(高温))Si实现
12.Ag催化刻蚀Si晶片的反应原理示意图如图，刻蚀溶液由一定浓度的HF和H2O2混合而成，刻蚀时间为2～16 min，由Ag薄膜覆盖的硅晶片部分逐渐被刻蚀掉，剩余部分就形成了硅纳米线。下列说法不正确的是( )
A．Ag薄膜附近随着反应的进行，pH逐渐减小
B．Si极发生的反应为Si＋2H2O－4e－===SiO2＋4H＋，SiO2＋6HF===H2SiF6＋2H2O
C．该刻蚀的总反应可表示为Si＋6HF＋2H2O2===H2SiF6＋4H2O
D．该刻蚀过程是由微小的Si、Ag、HF和H2O2的原电池组成
13．硅的提纯是电子工业一项十分重要的工作，可用粗硅与干燥的HCl气体反应制SiHCl3(其中含有BCl3、SiCl4)，SiHCl3与过量H2在1 000～1 100 ℃反应制得纯硅。有关物质的物理性质见下表：
回答下列问题：
(1)基态Si原子核外电子共有________种运动状态；粗硅与HCl反应完全后的混合物冷却到标准状况，可通过________(填操作名称)提纯得到SiHCl3。
(2)已知在有HF存在的条件下，硅可以和浓硝酸反应生成六氟合硅酸eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(H2SiF6))，该反应的化学方程式为____________________________________________________。
(3)实验室可以采用如图装置(夹持、尾气处理装置及部分加热装置均略去)用SiHCl3与过量干燥H2反应制取纯硅。
①仪器a的名称为__________，装置B中的试剂为________。
②将装置C水浴加热，该加热方式的优点是__________________________________________。
③为保证实验安全，加热装置D前必须完成的操作是：ⅰ.检验装置的气密性；ⅱ.________________________________________________________________________ ____，该装置中发生反应的化学方程式为________________________________________________。
第29练 碳、硅 无机非金属材料
1．C [陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品，A项错误；纯碱、石灰石和石英是制普通玻璃的原料，而制水泥的原料是黏土和石灰石，B项错误。]
2．A [CO2中C采取sp杂化，空间结构为直线形，CO2是非极性分子，A项错误；CO2在电催化下与氢气反应可以降低碳的化合价，生成一系列化合物，如CH4、CH2===CH2、CH3OH、HCOOH等，B项正确；干冰气化时吸收大量热量，使水蒸气液化而增雨，C项正确；侯氏制碱法的化学反应原理是NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl,2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O，D项正确。]
3．A [“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色与氧化亚铁有关，而氧化铁显红棕色，A项错误；秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成，B项正确；陶瓷以黏土为原料，经高温烧制而成，属于人造材料，主要成分是硅酸盐，C项正确；陶瓷主要成分是硅酸盐，硅酸盐中硅元素化合价处于最高价，化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点，D项正确。]
4．C [晶体硅的结构与金刚石类似，它是灰黑色、有金属光泽的非金属固体，故A正确；硅常温下能和HF溶液、氢氧化钠溶液反应，故C错误；在加热时，硅能与氧气或氯气反应生成二氧化硅或四氯化硅，故D正确。]
5．C [光导纤维的主要成分是二氧化硅，属于新型无机非金属材料，故C错误。]
6．C [二氧化硅是酸性氧化物，但是二氧化硅不溶于水，与水不反应，故A错误；二氧化硅制成的光导纤维，由于其良好的光学特性而被用于制造光缆，故B错误；在高温时，二氧化硅能够与碳酸钠固体反应生成硅酸钠和二氧化碳，故C正确；由化学方程式SiO2＋2Ceq \(=====,\s\up7(高温))Si＋2CO↑可知，当生成2.24 L(标准状况)即0.1 ml气体时，得到0.05 ml 即1.4 g硅，故D错误。]
7．C [金刚石属于共价晶体，石墨属于混合型晶体，C60属于分子晶体，因此金刚石和石墨的熔点肯定比C60高，故A正确；分子晶体的相对分子质量越大，熔点越高，因此熔点：C60＜C70＜C90，故B正确。]
8．B [通常用氢氟酸来刻蚀玻璃，与之对应的反应是③，a、c判断错误；反应②是一个置换反应，其中二氧化硅被还原，表现出氧化性，b判断正确；反应④用难挥发的二氧化硅制取易挥发的二氧化碳，d判断正确；反应⑤中碳的化合价由0价变为－4价和＋2价，硅的化合价和氧的化合价都没有改变，因此二氧化硅没有参加氧化还原反应，e判断正确。]
9．D [碳酸、硫酸的酸性都强于硅酸，能够与硅酸钠溶液反应生成硅酸，C正确；SiO2既能和NaOH溶液反应又能和氢氟酸反应，但与氢氟酸反应的生成物不是盐，所以二氧化硅不是两性氧化物，而是酸性氧化物，D不正确。]
10．D [根据题给反应Ⅰ、Ⅱ的化学方程式和原子守恒可得，X为H2，Y为H2，X、Y为同一种物质，A正确；非金属性越强，简单氢化物的稳定性越强，非金属性：N>Si，则简单氢化物的稳定性：NH3>SiH4，B正确；根据图示可知，流程中的反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均属于氧化还原反应，反应Ⅳ为非氧化还原反应，C正确；由反应Ⅳ的化学方程式Mg2Si＋4NH4Cl===SiH4↑＋4NH3↑＋2MgCl2可知，SiH4、NH3两种气体在常温、常压下体积比为1∶4，D错误。]
11．B [A项，反应②中生成的HCl在反应①中循环利用，反应①中生成的H2在反应②中循环利用，正确；B项，反应①与反应②的反应温度不同，不是可逆反应，错误；C项，高温条件下，Si、SiHCl3、H2都与O2反应，故需隔绝空气，正确；D项，SiO2不与HCl(aq)反应，不能通过上述途径制硅，正确。]
12．A [根据图示可知：在Ag薄膜附近发生反应：2H＋＋2e－＋H2O2===2H2O，所以随着反应的进行，c(H＋)减小，故pH逐渐增大，A错误；根据图示可知：在Si电极上，Si失去电子与HF结合形成H2SiF6和H＋，反应方程式为Si＋2H2O－4e－===SiO2＋4H＋，SiO2＋6HF===H2SiF6＋2H2O，B正确；由Ag、Si极发生的电极反应及电子转移数目相等，可知总反应方程式为Si＋6HF＋2H2O2===H2SiF6＋4H2O，C正确；根据上述分析可知：在Ag电极上得到电子，在Si电极上失去电子，电解质溶液为HF和H2O2，它们形成闭合回路，实现了化学能向电能的转化，即构成了原电池，D正确。]
13．(1)14 蒸馏 (2)Si＋4HNO3(浓)＋6HF===H2SiF6＋4NO2↑＋4H2O
(3)①分液漏斗 浓硫酸 ②加热均匀，便于控制温度使SiHCl3汽化 ③检验氢气的纯度(或先滴加稀硫酸，产生氢气，排尽装置中的空气) SiHCl3＋H2eq \(=====,\s\up7(1 000～1 100 ℃))Si＋3HCl
物质
SiCl4
BCl3
SiHCl3
沸点/℃
57.6
12.5
33.0
熔点/℃
－70.0
－107
－127