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

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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·宁夏银川·高三宁夏育才中学校考期中）在给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能实现的是A．N2(g)NO(g)NaNO2(aq)B．SO2BaSO3BaSO4C．N2(g)NH3(g)NaHCO3(s)D．SiO2H2SiO3Na2SiO32．（2023春·山西运城·高三康杰中学校考期中）下列操作或装置能达到实验目的的是A．用于熔融固体B．可测得氯水的值为2C．若导管中液面低于烧杯中液面，证明发生了铁的吸氧腐蚀D．若将甲中注射器活塞往右拉，能自动恢复到原位，说明甲装置气密性好 A．A B．B C．C D．D3．（2023春·山西运城·高三康杰中学校考期中）近年来，我国在探索太空，开发深海，建设世界第一流的高铁、桥梁、码头，5G技术等方面取得了举世瞩目的成就。下列说法不正确的是A．中国深海载人潜水器“蛟龙号”使用发动机所用的氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料B．“神舟十一号”宇宙飞船舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分是碳化硅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．华为首款5G手机搭载了智能7nm制程SOC“麒麟980”手机芯片，其主要成分是二氧化硅4．（2023春·四川凉山·高三校联考期中）下列化学方程式书写正确的是A．工业制硫酸第二步为：2SO2+O22SO3B．氨的催化氧化为：4NH3+5O24NO2+6H2OC．粗硅的制备：SiO2+2CSi+2CO↑D．铜和浓硝酸：3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O5．（2023春·福建厦门·高三福建省同安第一中学校考阶段练习）硅是构成地壳的主要元素之一，下列有关说法正确的是A．常温下，硅性质稳定，在自然界以游离态形式存在B．晶体硅具有半导体性质，可用于生产光导纤维C．陶瓷、水泥、石英都属于硅酸盐材料D．玻璃中含有的可与HF反应，故常用HF溶液雕刻玻璃纹饰6．（2023春·黑龙江七台河·高三勃利县高级中学校考期中）芯片是信息革命的核心技术和主要推动力，利用高温电炉冶炼得到的粗硅难以满足制作芯片所需要的纯度要求，因此必须对粗硅进行提纯。工业上采用Si与HCl在350℃左右的条件下反应生成SiHCl3，之后将其还原、结晶得到高纯度的单晶硅产品。已知SiHCl3的熔点为-128℃，沸点为33℃，且遇O2与H2O均剧烈反应。现要在实验室中制取少量SiHCl3，其实验装置如下图所示，下列说法不正确的是A．不可以用无水CaCl2、硅胶等固体干燥剂替换干燥管中的碱石灰B．使用浓H2SO4和NaCl混合加热制取利用了浓H2SO4的难挥发性C．冰盐浴的目的为降低收集容器的温度，使SiHCl3冷凝为液体D．工业上用过量焦炭与石英砂混合冶炼粗硅，其反应为7．（2023春·重庆·高三校联考期中）化学与生产生活密切相关，下列说法正确的是A．有毒，不能用作食品添加剂B．高纯度的硅被广泛用于制造太阳能电池和光导纤维C．“红瓷候火，还乍识、冰环玉指”所描述的红瓷，其成分为四氧化三铁D．铵态氮肥不可以与碱液混合使用8．（2023春·浙江杭州·高三校联考期中）在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是A．B．漂白粉C．D．9．（2023春·湖北武汉·高三校联考期中）下列关于材料的说法中正确的是A．化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐B．航天员手臂“延长器”所用材料为碳纤维，碳纤维与石墨烯互为同位素C．制造5G芯片的氮化铝晶圆属于新型无机非金属材料D．光导纤维主要成分为，可用作太阳能电池10．（2023春·湖北武汉·高三校联考期中）在给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能实现的是A．B．C．D．11．（2023·广东潮州·统考二模）纵观古今，化学与环境、材料、生产、生活关系密切，下列说法不正确的是A．华为手机的麒麟9000芯片主要成分是单质硅B．潮州凤凰单丛茶叶中含有的茶单宁(分子式为：)是烃类物质C．潮州精美的瓷器属于硅酸盐材料，主要由无机非金属材料制成D．制作N95型口罩的核心材料是聚丙烯，属于有机高分子材料12．（2023春·浙江·高三浙江省普陀中学校联考期中）固体有晶体和非晶体之分(实际上还有介于两者之间的晶体)，下列对晶体SiO2和非晶体SiO2相关叙述中不正确的是A．相同质量的晶体SiO2转变为非晶体SiO2属于熵增过程B．晶体SiO2具有自范性，非晶体SiO2没有自范性C．晶体SiO2不具有物理性质各向异性的特点D．图中 a 表示的是晶态SiO2的衍射图谱13．（2023春·浙江宁波·高三宁波市北仑中学校考期中）多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。下列有关叙述正确的是A．SiHCl3的电子式为B．SiCl4用于制备光纤C．多晶硅性质稳定，不溶于酸，也不溶于碱D．由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质有HCl、H214．（2023春·新疆阿克苏·高三兵团第一师高级中学校考阶段练习）下列叙述正确的是A．SiO2既能与NaOH溶液反应，又能与HF反应，所以SiO2属于两性氧化物B．浓硫酸具有强氧化性，SO2易被氧化，所以不能用浓硫酸干燥SO2C．高锰酸钾溶液、二氧化硫、双氧水都能使品红褪色，其褪色原理不同。D．SO2可用来漂白纸浆、毛、丝、草帽辫、增白食品等 二、非选择题15．（2022秋·陕西西安·高三校考阶段练习）材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础。(1)试管、烧杯和烧瓶等化学仪器的主要材质是_________。A．玻璃                       B．陶瓷(2)钢铁是目前用量最大的铁合金。钢铁接触海水发生电化学腐蚀，其负极反应式为_________；A．O2+2H2O+4e-=4OH-        B．Fe-2e-=Fe2+(3)太阳能电池现已被广泛使用。生产太阳能电池主要用到的是_________(填字母)。A．晶体硅            B．石墨                 C．金属锂(4)钢铁是日常生活中使用最为广泛的金属，在潮湿的环境中易发生_________(填“化学”或“电化学”)腐蚀，在铁制闸门上常嵌入_________(填“铜块”、“锌块”)来保护闸门防止腐蚀。16．（2021秋·陕西咸阳·高三咸阳市实验中学校考阶段练习）硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。(1)可用于制作计算机芯片和太阳能电池板的是_________(填化学式)。(2)工艺师常用氢氟酸雕刻玻璃，该反应的化学方程式为_________。(3)兵马俑中所用颜料成分之一为蓝紫色的硅酸铜钡(铜为价)，下列有关硅酸铜钡的说法不正确的是_________(填字母)。A．可用氧化物形式表示为 B．性质稳定，不易脱色C．x等于6 D．易溶解于强酸和强碱(4)工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程如图：①电弧炉中发生反应的化学方程式为_________。②在流化床反应的产物中，大约占85%，还有等，有关物质的沸点数据如表，则提纯的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和_________。物质沸点/235557.631.88.2③整个制作过程必须严格控制无水、无氧，遇水剧烈反应生成、气体和另一种物质，该反应的化学方程式为_________。17．（2022秋·福建福州·高三福建省福州格致中学校考期中）现有下列十种物质：①HCl②CH3COOH③SO2④Na2CO3⑤CCl4⑥Ca(OH)2⑦Fe⑧NH3•H2O⑨空气⑩K2SO4(1)上述物质中属于弱电解质的是_______(填序号，下同)，属于非电解质的是_______。(2)②在水溶液中的电离方程式为_______。(3)分离⑤和水的混合物所用的方法是_______。(4)写出①和⑦反应的离子方程式_______。(5)检验⑩中阳离子所用的方法是_______，现象是_______。(6)已知SO2是酸性氧化物，将其通入⑥中，写出对应的化学方程式_______。(7)④与二氧化硅(SiO2)在高温下发生化学反应，生成一种新的盐和二氧化碳。写出该反应的化学方程式_______。18．（2022秋·安徽六安·高三安徽省舒城中学校考开学考试）高纯二氧化硅可用来制造光导纤维。某稻壳灰的成分为组分SiO2CNa2OK2OAl2O3Fe2O3质量分数59.2038.800.250.500.640.61通过如下流程可由稻壳灰制备较纯净的二氧化硅。请回答下列问题：(1)根据氧化物的性质进行分类，稻壳灰中涉及的氧化物最多有____类，其中SiO2属于____。(2)步骤①中涉及SiO2反应的离子方程式为____。(3)滤渣A的成分有____(填化学式)。(4)步骤③反应的化学方程式为____。(5)步骤②中的过量盐酸是否可以用过量CO2来替代：____。(用文字简要描述原因)
参考答案：1．C【详解】A．NO和NaOH不反应，A不符合题意；B．SO2和BaCl2不反应，B不符合题意；C．N2和H2在高温、高压、催化剂条件下可以转化为NH3，将NH3通入饱和食盐水，再通入CO2反应，CO2+NH3+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl，C符合题意；D．SiO2不溶于水，和水不反应，D不符合题意；故答案选C。2．D【详解】A．高温条件下，熔融氢氧化钠能与瓷坩埚中的二氧化硅反应，所以不能用瓷坩埚熔融氢氧化钠固体，故A错误；B．氯水中具有强氧化性的次氯酸会使有机色质漂白褪色，所以用pH试纸无法测得氯水的pH，故B错误；C．若铁发生吸氧腐蚀，烧杯中的氧气被消耗，气体压强减小会导致导管中的液面高于烧杯中液面，故C错误；D．若将甲中注射器活塞往右拉，能自动恢复到原位，说明没有空气进入甲装置中，证明甲装置气密性好，故D正确；故选D。3．D【详解】A．氮化硅陶瓷是性能优良的新型无机非金属材料，可用于制备蛟龙号使用的发动机，故A正确；B．宇宙飞船舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分是性能优良的新型无机非金属材料碳化硅，故B正确；C．石墨烯与金刚石都是碳元素形成的不同种单质，互为同素异形体，故C正确；D．手机芯片的主要成分是硅，不是二氧化硅，故D错误；故选D。4．C【详解】A．二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫，该反应可逆，反应方程式为：2SO2+O22SO3，故A错误；B．氨的催化氧化生成一氧化氮和水：4NH3+5O24NO+6H2O，故B错误；C．二氧化硅和焦炭反应生成粗硅和CO，反应方程式为：SiO2+2CSi+2CO↑，故C正确；D．铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮、水，反应方程式为： Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，故D错误；选C。5．D【详解】A．硅的化学性质不活泼，但硅属于亲氧元素，在自然界中以化合态存在，不能以游离态存在，故A错误；B．单质硅是半导体材料，常用来制作计算机芯片，二氧化硅可用于生产光导纤维，故B错误；C．陶瓷、水泥属于硅酸盐材料，石英的主要成分是二氧化硅，不属于硅酸盐材料，故C错误；D．可与HF反应，玻璃中含有，故常用HF溶液雕刻玻璃纹饰，故D正确；故选D。6．D【分析】浓硫酸与NaCl固体混合加热发生复分解反应产生Na2SO4和HCl，HCl气体经浓硫酸干燥后与粗硅发生反应产生SiHCl3，然后经冰盐浴降温后冷凝为液体物质，多余的HCl可以被干燥管的碱石灰吸收然后排放，碱石灰还可以吸收空气中的H2O蒸气，防止SHCl3遇水剧烈反应导致变质。【详解】A．干燥管中的碱石灰是碱性干燥剂，可以吸收HCl尾气，并可以防止空气中的水分进入收集容器，而不能用无水CaCl2、硅胶等固体干燥剂替换，A正确；B．使用浓H2SO4和NaCl混合加热制取HCl利用了浓H2SO4的高沸点、难挥发性，B正确；C，由于SiHCl3的熔点为-128C，沸点为-33C，所以冰盐浴的目的为降低收集容器的温度，使SiCl3冷凝为液体，C正确；D.工业上用过量的焦炭与石英砂混合冶炼粗硅，发生反应产生Si、CO，反应的化学方程式为，D错误；故答案为：D。7．D【详解】A．二氧化硫有还原作用，可消耗果蔬组织中的氧，可以抑制氧化酶的活性，从而抑制酶性褐变，有抗氧化作用，所以二氧化硫能作食品防腐剂，但不能超量，故A错误；B．Si可以作半导体材料，能制作光电池，二氧化硅是制作光导纤维原料，故B错误；C．四氧化三铁是黑色的，不是“红瓷候火，还乍识、冰环玉指”所描述的红瓷，故C错误；D．由于铵盐能与碱反应生成氨气而降低肥效，所以铵态氮肥不能与碱性肥料混合使用，故D正确；故选D。8．C【详解】A．SiO2不溶于水，不能与水反应生成H2SiO3，A不合题意； B．MnO2与稀盐酸不反应，且实验室制备Cl2是用MnO2和浓盐酸共热才能进行，B不合题意； C．NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑，4NH3+5O24NO+6H2O，C符合题意； D．S燃烧只能生成SO2，不能一步转化为SO3，D不合题意； 故答案为：C。9．C【详解】A．玛瑙的主要成分是二氧化硅，故A错误；B．碳纤维与石墨烯互为同素异形体，不属于同位素，故B错误；C．氮化铝是一种高温结构陶瓷，属于新型的无机非金属材料，故C正确；D．光导纤维的主要成分是二氧化硅，太阳能电池的主要成分是Si，故D错误；故选：C。10．C【详解】A．NO不属于酸性氧化物，不能与NaOH溶液反应，A错误；B．亚硫酸的酸性弱于盐酸，二氧化硫和氯化钡溶液不反应，B错误；C．氮气和氢气反应生成氨气，二氧化碳通入饱和食盐水中形成酸性溶液，再通入氨气生成碳酸氢钠，C正确；D．二氧化硅难溶于水，也不能与水反应，D错误；故选：C。11．B【详解】A．芯片主要成分是高纯度的晶体硅，A正确；B．烃类物质是只含有碳、氢元素的化合物，不属于烃，B错误；C．瓷器为硅酸盐材料，属于无机非金属材料，C正确；D．聚丙烯，属于有机高分子材料，D正确； 故选B。12．C【详解】A．从图中可知，晶体SiO2原子排列有序，非晶体SiO2原子排列无序，从晶体二氧化硅到非晶体二氧化硅是熵增过程，A正确；B．晶体SiO2中原子规则排列故晶体二氧化硅具有自范性，非晶体SiO2中原子排列无序故非晶体二氧化硅不具有自范性，B正确；C．晶体SiO2具有物理性质各向异性的特点，C错误；D．晶体的衍射图谱有明锐的衍射峰，故a表示的是晶态SiO2的衍射图谱，D正确；故答案选C。13．D【详解】A．SiHCl3分子中硅原子最外层有4个电子，能形成4个共价键达到稳定结构，每个氢原子或氯原子能形成一个共价键达到稳定结构，电子式：，故A错误；B．二氧化硅是制备光纤的主要原料，不是SiCl4，故B错误；C．硅单质可以和氢氧化钠溶液反应，故C错误；D．根据图知，粗硅和干燥HCl反应生成混合物，SiHCl3和氢气反应生成HCl；混合物分离得到氢气，SiHCl3和氢气反应生成HCl需要氢气，所以由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质有HCl、H2等，故D正确； 故选D。14．C【详解】A．两性氧化物指既能与酸反应也能与碱反应，而SiO2只能与酸中的HF反应，不属于两性氧化物，A错误；B．二氧化硫与浓硫酸不发生氧化还原，B错误；C．高锰酸钾、双氧水使品红褪色因其具有强氧化性使品红褪色，二氧化硫因其具有漂白性使品红褪色，C正确；D．SO2有毒，不能用来漂白食品，D错误；故答案为：C。15．(1)A(2)B(3)A(4)     电化学     锌块 【详解】（1）试管、烧杯和烧瓶等化学仪器的主要材质都是玻璃，属于传统硅酸盐产品，传统硅酸盐产品还有陶瓷和水泥，故选A，故答案为：A。（2）钢铁在海水中发生吸氧腐蚀，Fe易失电子作负极，负极反应式为Fe-2e-=Fe2+，故选B。（3）硅位于金属和非金属分界线处，其单质属于半导体材料，常常用于制作太阳能电、硅芯片等，故选A。（4）钢铁是日常生活中使用最为广泛的金属，在潮湿的环境中钢铁表明有一层中性或酸性的水膜，易发生电化学腐蚀；原电池负极的金属加速被腐蚀，原电池正极的金属被保护，铁、锌和电解质溶液构成原电池，锌易失电子作负极，所以铁被保护，在铁制闸门上常嵌入锌块来保护闸门防止腐蚀。16．(1)(2)(3)D(4)          蒸馏      【详解】（1）可用于制作计算机芯片和太阳能电池板的是；（2）工艺师常用氢氟酸雕刻玻璃，氢氟酸与二氧化硅反应生成氟化硅和水，该反应的化学方程式为；（3）A.硅酸盐改写成氧化物形式时:活泼的金属氧化物写在前面，再写，含有氢元素的最后写，所以硅酸铜用氧化物形式表示: BaO·CuO·2，故A正确；B.BaCuSi2O6中铜显+2价，二价铜离子不容易被还原，所以性质较稳定，不容易褪色，故B正确；C. 在硅酸铜中的铜元素化合价为+2，硅元素化合价为+4，氧元素的化合价为-2价，钡元素的化合价为+2价，则由化学式为，根据化合物中正负化合价的代数和为0可得:(+2) + (+2) + (+4)×2+(-2)×x=0，解得x=6，故C正确；D. BaCuSi2O6是弱酸盐，所以能和强酸反应，和强碱不反应，故D错误；故选:D。（4）①石英砂的主要成分是二氧化硅，在反应中生成单质硅，反应为：；②利用沸点的不同提纯SiHCl3属于蒸馏，SiHCl3(沸点31.8C)中含有少量 SiCl4(沸点57.6C)和HCl(沸点-84.9C)由于沸点差别较大，可以通过精馏(或蒸馏)除去杂质；③常温下SiHCl3水解的反应方程式：。17．(1)     ②⑧     ④(2)(3)分液(4)Fe+2H+=Fe2++H2↑(5)     焰色反应     通过蓝色钴玻璃观察到淡紫色火焰(6)SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O或2SO2+Ca(OH)2=Ca(HSO3)2(7) 【详解】（1）强酸、强碱和绝大多数盐为强电解质，弱酸、弱碱、水和极少数盐为弱电解质，故属于弱电解质的是醋酸和一水合氨，选②⑧；SO2溶于水自身不能电离，属于非电解质，故选④；（2）醋酸为弱电解质，在水中部分电离，电离方程式为：；（3）四氯化碳与水不互溶，可采用分液的方法分离；（4）铁和稀硫酸反应的离子方程式为：Fe+2H+=Fe2++H2↑；（5）检验钾离子的方法是：焰色反应；现象是：通过蓝色钴玻璃观察到淡紫色火焰；（6）二氧化硫与氢氧化钙溶液反应的化学方程式为：SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O或2SO2+Ca(OH)2=Ca(HSO3)2；（7）碳酸钠与二氧化硅反应的化学方程式为：。18．(1)     3     酸性氧化物(2)SiO2+2OH-=SiO+H2O(3)C、Fe2O3(4)H2SiO3SiO2+H2O(5)不能，通入过量的CO2会生成两种沉淀Al(OH)3和H2SiO3，煅烧后所得SiO2中含有Al2O3杂质 【分析】由流程可知稻壳灰加入足量NaOH溶液，滤渣A含有C、Fe2O3，滤液B含有偏铝酸钠、硅酸钠，加入足量盐酸生成氯化铝和硅酸，硅酸经过滤、洗涤，煅烧可生成二氧化硅，以此解答该题。【详解】（1）根据表格数据可知涉及的氧化物最多有3种，其中SiO2属于酸性氧化物；故答案为：3；酸性氧化物；（2）步骤①中涉及SiO2的离子反应方程式为SiO2+2OH-=SiO+H2O；故答案为：SiO2+2OH-=SiO+H2O；（3）由以上分析可知滤渣A的成分有C、Fe2O3；故答案为：C、Fe2O3；（4）硅酸不稳定受热易分解生成二氧化硅和水，方程式：H2SiO3SiO2+H2O；故答案为：H2SiO3SiO2+H2O；（5）不能，通入过量的CO2会生成两种沉淀Al(OH)3和H2SiO3，煅烧后所得SiO2中含有Al2O3杂质；故答案为：不能，通入过量的CO2会生成两种沉淀Al(OH)3和H2SiO3，煅烧后所得SiO2中含有Al2O3杂质。