适用于新高考新教材广西专版2024届高考化学一轮总复习第四章化工生产中的重要非金属元素课时规范练14碳及其化合物无机非金属材料

这是一份适用于新高考新教材广西专版2024届高考化学一轮总复习第四章化工生产中的重要非金属元素课时规范练14碳及其化合物无机非金属材料，共6页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1.(2022湖北华中师大一附中模拟)我国提出争取在2030年前实现“碳达峰”,2060年实现“碳中和”。下列有关说法中正确的是( )
A.使用光导纤维进行太阳能发电,获得绿色电力
B.利用新型材料和新技术将二氧化碳“填埋”有利于实现“碳中和”
C.利用催化技术将二氧化碳氧化制成甲醇等清洁能源
D.向燃煤中添加碳酸钙,减少污染气体排放,有利于“碳中和”
2.实验室以CaCO3为原料,制备CO2并获得CaCl2·6H2O晶体。下列图示装置和原理不能达到实验目的的是( )
3.氮化硅(Si3N4)可由石英与焦炭在高温的氮气流中通过以下反应制备:3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO。下列说法不正确的是( )
A.氮化硅中氮元素的化合价为-3价
B.该反应中SiO2是氧化剂,C是还原剂
C.该反应中,氧化产物与还原产物的质量比为6∶5
D.反应中生成0.5 ml CO时,转移电子数目为NA
4.(2022江西抚州高三教学质量检测)精彩的北京冬奥会离不开“化学元素”,下列叙述错误的是( )
5.(2022济南高三模拟)钧瓷是宋代五大名窑瓷器之一,以“入窑一色,出窑万彩”的神奇窑变著称。下列关于陶瓷的说法正确的是( )
A.高品质的白瓷晶莹剔透,属于纯净物
B.瓷器中含有大量的金属元素,因此陶瓷属于金属材料
C.碳化硅陶瓷属于传统无机非金属材料
D.“窑变”是高温下釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致颜色的变化
6.(2022福建模拟)化学与社会、科学、技术、环境密切相关。下列说法正确的是( )
A.目前提岀的“低碳经济”,即减少向环境中排放CO2,抑制酸雨的形成
B.推广使用燃料电池汽车,可以减少固体颗粒物、CO等有害物质的排放
C.高纯度的硅广泛用于制作光导纤维,光导纤维遇强碱会“断路”
D.水泥、玻璃、青花瓷、水晶、玛瑙都属于硅酸盐材料
7.用四种溶液进行实验,下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是( )
8.如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程,下列说法正确的是( )
A.SiO2除能与HF反应外,还能与其他强酸反应
B.盛放Na2CO3溶液的试剂瓶能用玻璃塞
C.硅胶吸水后可重复再生
D.图中所示转化反应都是氧化还原反应
二、选择题:本题共3小题,每小题有一个或两个选项符合题目要求。
9.(2020全国Ⅱ卷,9)二氧化碳的过量排放可对海洋生物的生存环境造成很大影响,其原理如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.海水酸化能引起HC浓度增大、C浓度减小
B.海水酸化能促进CaCO3的溶解,导致珊瑚礁减少
C.CO2能引起海水酸化,其原理为HCH++C
D.使用太阳能、氢能等新能源可改善珊瑚的生存环境
10.现今社会手机等电子产品产业蓬勃发展,推动了高纯硅的生产与应用。工业上以硅石(SiO2)为原料制备冶金级高纯硅的工艺流程如图所示。下列说法不正确的是( )
已知:SiHCl3室温下为易挥发、易水解的无色液体。
A.“还原”过程需要在高温条件下,该反应的主要还原产物为Si
B.为了最大程度节约成本,上述生产工艺中能循环使用的物质只有H2
C.为防止SiHCl3水解而损失、氢气爆炸,“氧化”、“分离”与“热解”的过程均需要在无水、无氧的条件下进行
D.“氧化”过程反应的化学方程式为Si+3HClSiHCl3+H2
11.以磷石膏[主要成分为CaSO4,含少量SiO2、Ca3(PO4)2等杂质]为原料制备轻质CaCO3,流程如下图。下列说法错误的是( )
A.“转化”中,包含反应CaSO4+CS+CaCO3
B.“滤液”的pH约为6.5,阴离子主要是S和C
C.“高温煅烧”需要的仪器有酒精喷灯、表面皿、泥三角、三脚架等
D.“浸取”时,适当升高温度有利于Ca2+的浸出
三、非选择题:本题共1小题。
12.(2021湖南雅礼中学检测)晶体硅是一种重要的非金属材料,制备高纯硅的主要步骤如下:
①高温下用炭还原二氧化硅制得粗硅;
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3:Si+3HClSiHCl3+H2;
③SiHCl3与过量H2在1 000~1 100 ℃反应制得纯硅。
已知SiHCl3能与H2O强烈反应,在空气中易自燃。
请回答下列问题:
(1)第①步制备粗硅的化学方程式为 。
(2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点-84.7 ℃),提纯SiHCl3采用的方法为 。
(3)用SiHCl3与过量的H2反应制备纯硅的装置如下(热源及夹持装置略去):
①装置B中的试剂是 。装置C中的烧瓶需要加热,其目的是 。
②反应一段时间后,装置D中观察到的现象是 ,装置D不能采用普通玻璃管的原因是 ,装置D中发生反应的化学方程式为 。
③为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检查实验装置的气密性,控制好反应温度以及 。
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需再加入的试剂是 (填字母)。
a.碘水
b.氯水
c.NaOH溶液
d.KSCN溶液
e.Na2SO3溶液
参考答案
课时规范练14 碳及其化合物
无机非金属材料
1.B 解析 太阳能发电使用的材料是单质硅,而不是二氧化硅,A项错误;利用新型材料和新技术将二氧化碳“填埋”可减少空气中二氧化碳含量,有利于实现“碳中和”,B项正确;二氧化碳转化为甲醇的过程中,碳元素的化合价降低,二氧化碳是被还原而不是被氧化,C项错误;向燃煤中添加碳酸钙,可减少二氧化硫的排放量,但增加了二氧化碳的排放量,D项错误。
2.D 解析 从溶液中获得含结晶水的晶体时,不能用加热蒸发的方法,应用加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法,D项错误。
3.B 解析 氮元素的非金属性强于硅,则氮化硅中氮元素显-3价,A正确;该反应中Si和O元素未变价,则SiO2既不是氧化剂又不是还原剂,B错误;该反应中氧化产物是CO,还原产物是Si3N4,其物质的量之比为6∶1,则其质量之比为(6×28)∶140=6∶5,C正确;该反应中,碳元素由0价变为+2价,则生成0.5mlCO时,转移电子数目为NA,D正确。
4.B 解析 用石墨烯制作冬奥会制服,主要是石墨烯具有较好的导热性,有利于调节体温,B项错误。
5.D 解析 白瓷中含有多种成分,属于混合物,A项错误;陶瓷属于无机非金属材料,B项错误;碳化硅陶瓷属于新型无机非金属材料,C项错误。
6.B 解析 目前提出的“低碳经济”,即减少向环境中排放CO2,可减缓温室效应,故A项错误;高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维,二氧化硅可与强碱反应,因此光导纤维遇强碱会“断路”,故C项错误;水泥、玻璃、青花瓷属于硅酸盐材料,水晶、玛瑙的主要成分是二氧化硅,不属于硅酸盐材料,故D项错误。
7.B 解析 由于相同温度下Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度,因而向饱和Na2CO3溶液中通入CO2会析出NaHCO3晶体,A正确;H2SiO3与CO2不反应,浑浊不会消失,B错误;CO2+Ca(ClO)2+H2OCaCO3↓+2HClO,溶液变浑浊后加入品红溶液,被HClO氧化褪色,C正确;少量CO2与石灰水反应生成CaCO3,CO2过量时生成Ca(HCO3)2,加入NaOH与Ca(HCO3)2反应又转变为CaCO3,D正确。
8.C 解析 SiO2是酸性氧化物,与HF溶液反应是其特殊性质,A错误;Na2CO3溶液显碱性,保存时不能用带玻璃塞的试剂瓶,B错误;在题给图示转化关系中,只有制Si过程的反应为氧化还原反应,其余的均为非氧化还原反应,D错误。
9.C 解析 当酸化时,促使平衡H++CHC,CaCO3(s)Ca2+(aq)+C(aq)均向右移动,A、B正确;CO2引起海水酸化是由H2CO3的一级电离引起的:H2CO3HC+H+,C错误;使用太阳能和氢能等新能源可以减少CO2的排放,D正确。
10.B 解析 二氧化硅和金属镁在高温下反应生成氧化镁和硅,加入稀硫酸除去氧化镁,过滤后得到硅,通入氯化氢在200~300℃下反应生成SiHCl3,最后与氢气反应生成Si。二氧化硅和金属镁在高温下反应生成氧化镁和硅,还原产物为硅,A正确;流程中H2、HCl既是反应物也是生成物,则可循环使用,B错误;“氧化”、“分离”与“热解”的过程均需要在无水、无氧的条件下进行,可防止SiHCl3水解而损失、氢气爆炸,C正确;由流程可知,通入氯化氢在200~300℃下反应生成SiHCl3,反应的化学方程式为Si+3HClSiHCl3+H2,D正确。
11.BC 解析 “转化”时,通入二氧化碳生成碳酸根离子,将硫酸钙转化为碳酸钙,A正确;滤液pH约为6.5,呈酸性,碳酸根不可能大量存在,B错误;“高温煅烧”需要的仪器有酒精喷灯、坩埚、坩埚钳、泥三角、三脚架等,不需要表面皿,C错误;NH4Cl溶液中存在水解平衡:N+H2ONH3·H2O+H+,升温平衡右移,c(H+)增大,CaO+2H+Ca2++H2O,有利于Ca2+的浸出,D正确。
12.答案 (1)2C+SiO22CO↑+Si (2)分馏法
(3)①浓硫酸 使滴入烧瓶的SiHCl3汽化
②有固体物质生成 在反应温度下,普通玻璃会软化
SiHCl3+H2Si+3HCl ③排尽装置内的空气
(4)bd
解析 (1)第①步高温下利用碳单质还原SiO2制得粗硅,化学方程式为2C+SiO22CO↑+Si。
(2)SiHCl3、SiCl4和HCl的沸点分别为33.0℃、57.6℃和-84.7℃,其沸点相差较大,故提纯SiHCl3可采用分馏法。
(3)①Zn粒与稀硫酸反应制取的H2中含有水蒸气,装置B中盛有浓硫酸,用于干燥H2。装置C中烧瓶需要加热,其目的是促使SiHCl3气化,得到SiHCl3蒸气。②D中SiHCl3与H2在1000~1100℃下发生反应生成Si和HCl,反应一段时间后,D中观察到有固体生成。该反应在1000~1100℃下进行,温度太高,普通玻璃管易软化。③为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检验实验装置的气密性,控制好反应温度及排尽装置内的空气,防止生成的Si被O2氧化。④产品硅中若含有铁单质,用稀盐酸溶解后生成FeCl2,可利用氯水和KSCN溶液检验是否含有FeCl2。
选项
冬奥会的“化学元素”
叙述
A
二氧化碳直冷制冰技术打造世界“最快冰面”
二氧化碳为无毒气体,符合绿色冬奥理念
B
用石墨烯制作冬奥会制服“山河映朝霞”系列
石墨烯主要目的是增加制服硬度
C
“极速”液氮速冻机,-35 ℃下保证食品品质与安全
氮气熔点很低,可以达到“极速”冷冻效果
D
智能穿戴式体温计“腋下创可贴”是防疫利器,精准实时自动报温,充电1小时可使用10天
微型原电池为“腋下创可贴”温度计提供电能
选项
操作及现象
溶液
A
通入CO2,溶液变浑浊
饱和Na2CO3溶液
B
通入CO2,溶液变浑浊,继续通CO2至过量,浑浊消失
Na2SiO3溶液
C
通入CO2,溶液变浑浊,再加入品红溶液,红色褪去
Ca(ClO)2溶液
D
通入CO2,溶液变浑浊,继续通CO2至过量,浑浊消失,再加入足量NaOH溶液,又变浑浊
澄清石灰水