（京津鲁琼版）2020版高考化学一轮复习 第15讲 碳、硅及无机非金属材料检测（含解析）

碳、硅及无机非金属材料一、选择题1．(2019·佛山教学质量检测)2017年国产大飞机C919试飞成功，化学工作者研发的新材料发挥了重要作用。下列关于C919的说法中错误的是()A．机身涂料中的氢氧化铝有阻燃作用B．发动机使用的高温陶瓷材料氮化硅属于硅酸盐产品C．使用的碳纤维复合材料能经受许多由温差带来的“冷冻热蒸”的考验D．使用的第三代铝锂合金具有低密度、高比强度、优良的耐低温等性能解析：选B。氮化硅不属于硅酸盐，B项错误。2．(2019·济南教学质量检查)“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法中正确的是()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．高温结构陶瓷的主要成分也为硅酸盐解析：选C。陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品，A项错误；纯碱、石灰石和石英是制玻璃的原料，而制水泥的原料是黏土和石灰石，B项错误；硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高，C项正确；高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料，其主要成分不是硅酸盐，D项错误。3．(2019·晋豫省际大联考)山西博物院是太原地标性建筑之一。下列相关说法正确的是()A．展柜使用的钢化玻璃，其主要成分只有SiO2B．墙体使用的砖瓦、水泥是硅酸盐制品C．陈列的元青花瓷的原料有高岭土[Al2Si2O5(OH)4]，也可以表示为Al2O3·SiO2·H2OD．展示的青铜器上有一层绿色物质，此绿色物质可能是碱式碳酸铜，它不溶于盐酸解析：选B。钢化玻璃与普通玻璃的成分相同(只是制造的工艺不同)，主要成分是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅，A项错误；砖瓦和水泥都是硅酸盐制品，B项正确；高岭土[Al2Si2O5(OH)4]应该表示为Al2O3·2SiO2·2H2O，C项错误；铜绿是碱式碳酸铜，该物质可以与盐酸反应生成氯化铜、二氧化碳和水而溶解，D项错误。4．(2019·德州高三模拟)硅及其化合物的应用范围很广。下列说法正确的是()A．硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料B．粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应C．反应Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑中，Si为氧化剂D．硅能与氢氟酸反应，则硅也可以与盐酸反应解析：选A。由粗硅制备单晶硅的过程一般为Si――→Cl2SiCl4――→H2Si＋HCl，都是氧化还原反应，B项错误；C项中Si为还原剂，C项错误；硅不能与盐酸反应，D项错误。5．(2019·孝感高中月考)锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)与碳、硅两元素同位于第ⅣA族，其原子序数按锗、锡、铅的顺序依次增大，则下列推断一定不正确的是()A．铅可形成PbO、PbO2两种氧化物B．锗与盐酸不反应，锡、铅能与盐酸反应C．锗、锡、铅的＋4价氢氧化物的碱性：Ge(OH)4Sn(OH)4Pb(OH)4D．锗、锡、铅的金属性依次减弱解析：选D。Pb在第ⅣA族，有＋2、＋4两种化合价，因而可形成PbO、PbO2两种氧化物，A正确；锡、铅在金属活动性顺序中均排在氢的前面，因而可与盐酸反应，锗金属活动性比锡和铅弱，与盐酸可能不反应，B正确；同一主族元素从上到下金属性依次增强，因而Ge(OH)4、Sn(OH)4、Pb(OH)4的碱性依次增强，锗、锡、铅的金属性依次增强，C正确、D错误。6．(2019·临沂高三模拟)据报道，科学家通过对稻壳进行控制性焚烧热解，从中提取一种叫作生物质纳米结构二氧化硅的超高活性材料，将少量这种材料掺入混凝土中，即可制备出超高强度的高性能混凝土。下列关于二氧化硅的说法正确的是()A．二氧化硅溶于水生成硅酸，所以二氧化硅属于酸性氧化物B．将二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以得到硅酸C．因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸的强D．水晶是比较纯净的二氧化硅，玛瑙的主要成分是硅酸盐解析：选B。二氧化硅为酸性氧化物，但其不溶于水；硅酸的酸性比碳酸的弱；玛瑙的主要成分是二氧化硅。7．(2019·宜春高三月考)下列转化关系中，不能通过一步反应实现的是()①SiO2→Na2SiO3②CuSO4→CuCl2③SiO2→H2SiO3④CuO→Cu(OH)2⑤Na2O2→Na2SO4A．①②B．③④C．②③④D．②③④⑤解析：选B。①中SiO2可与NaOH或Na2CO3反应生成Na2SiO3；②中CuSO4可与BaCl2反应生成BaSO4和CuCl2；③中SiO2不能与H2O反应，所以不能由SiO2一步制得H2SiO3；④中CuO不能与H2O反应一步生成Cu(OH)2；⑤中将Na2O2加入稀H2SO4中反应即可得到Na2SO4。8．(2019·济南高三模拟)下列离子方程式的书写正确的是()A．水玻璃中通入过量二氧化碳：Na2SiO3＋CO2＋H2O===2Na＋＋CO2－3＋H2SiO3↓B．澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca(OH)2＋2CO2===Ca2＋＋2HCO－3C．硅与氢氟酸的反应：Si＋4H＋＋4F－===SiF4↑＋2H2↑D．二氧化硅溶于烧碱溶液中：SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2O解析：选D。Na2SiO3是强电解质，应拆分成Na＋、SiO2－3，且应生成HCO－3，A错；B项正确写法是CO2＋OH－===HCO－3，B错；氢氟酸是弱酸，不能拆分成H＋和F－，C错。9．(2019·南阳高三期末)《天工开物》记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无沙粘(黏)土而为之”“凡坯既成，干燥之后，则堆积窖中燃薪举火”“浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法”。下列说法错误的是()A．黏土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料B．“燃薪举火”使黏土发生了复杂的物理化学变化C．沙子和黏土的主要成分为硅酸盐D．烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦解析：选C。沙子的主要成分是二氧化硅，黏土的主要成分是硅酸盐，C项错误。10．(2019·山东高三联考)有些科学家提出硅是“21世纪的能源”。下列说法正确的是()A．晶体硅具有半导体性质，可用于制造光导纤维B．玻璃中含有的SiO2可与NaOH溶液反应，故常用NaOH溶液雕刻玻璃纹饰C．陶瓷、水泥、石英玻璃都属于硅酸盐材料D．硅酸盐Na2Fe2Si3O9用氧化物的形式可表示为Na2O·2FeO·3SiO2解析：选D。A．晶体硅具有半导体性质，可用于生产电脑芯片，二氧化硅可用于制造光导纤维，A不正确；B.玻璃中含有的SiO2可与NaOH溶液反应，但不能用NaOH溶液雕刻玻璃纹饰，因为玻璃表面是光滑的，该反应太慢，应用氢氟酸，B不正确；C.陶瓷、水泥属于硅酸盐材料，石英玻璃的主要成分是二氧化硅，C不正确；D.硅酸盐Na2Fe2Si3O9用氧化物的形式可表示为Na2O·2FeO·3SiO2，D正确。11．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属于两性氧化物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．图中所示的转化反应都是氧化还原反应解析：选C。SiO2是酸性氧化物，能与氢氟酸反应是其特殊性质，A错；在图示转化关系中只有第一行的反应是氧化还原反应，其余均为非氧化还原反应，D错。二、非选择题12．在下列物质的转化关系中，A是一种固体单质，且常做半导体材料，E是一种白色沉淀，F是最轻的气体单质。请回答下列问题：(1)B的化学式是________，目前在现代通讯方面B已被用作______________的主要原料。(2)B和a溶液反应的离子方程式是____________________________________________________________________。(3)A和a溶液反应的离子方程式是___________________________________________________________________。(4)C和过量盐酸反应的离子方程式是______________________________________________________________________。答案：(1)SiO2光导纤维(2)SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2O(3)Si＋2OH－＋H2O===SiO2－3＋2H2↑(4)SiO2－3＋2H＋===H2SiO3↓13．从“南澳一号”沉船中发现了大量宋代精美瓷器，体现了灿烂的中华文明。青花瓷胎体的原料——高岭土[Al2Si2O5(OH)x]可掺进瓷石制胎，青花瓷釉料的成分主要是钾长石(KAlSi3O8)，在1300℃左右一次烧成的釉可形成精美的青花瓷。(1)下列说法正确的是________(填字母)。A．高岭土分子中x＝2B．钾长石能完全溶解在盐酸中形成澄清的溶液C．烧制青花瓷过程中发生了复杂的物理变化和化学变化D．青花瓷、玻璃、水泥都属于硅酸盐产品(2)在“南澳一号”考古过程中，需用高纯度SiO2制造的光纤。下图是用海边的石英砂(含氯化钠、氧化铝等杂质)制备二氧化硅粗产品的工艺流程。①洗涤石英砂的目的是_______________________________________________。②二氧化硅与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是___________________________________________________________________________________________________。③在以上流程中，要将洗净的石英砂研磨成粉末，目的是____________________。④工业上常用纯净石英砂与C在高温下发生反应制备粗硅，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物质的量之比为1∶1。下列说法正确的是________(填字母)。A．SiC是一种传统的无机非金属材料B．制造粗硅时的反应为2SiO2＋5C=====高温Si＋SiC＋4CO↑C．在以上流程中，将盐酸改为NaOH溶液，也可达到目的D．纯净的SiO2只能用于制造光导纤维解析：(1)选项A，根据化合物中各元素的正、负化合价代数和等于零的原则，可得(＋3)×2＋(＋4)×2＋(－2)×5＋(－1)×x＝0，解得x＝4。选项B，钾长石与盐酸反应后不能形成澄清的溶液。选项C，根据陶瓷的制作过程可推测出烧制青花瓷的过程中发生了复杂的物理变化和化学变化。选项D，青花瓷、玻璃、水泥都属于硅酸盐产品。(2)①石英砂中含有易溶于水的NaCl杂质，洗涤石英砂可使NaCl与SiO2分离。②SiO2与NaOH溶液反应生成Na2SiO3和H2O，据此可写出相应的离子方程式。③将洗净的石英砂研磨成粉末后能增大反应物的表面积，从而增大反应物之间的接触面积，增大反应速率，提高生产效率。④选项A，SiC是一种新型无机非金属材料。选项B，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物质的量之比为1∶1，根据元素的原子个数守恒和得失电子守恒，可将题述信息转化为如下反应：2SiO2＋5C=====高温Si＋SiC＋4CO↑。选项C，因SiO2、Al2O3都能溶解在NaOH溶液中，无法实现二者的分离。选项D，纯净的SiO2还可用于制造光学玻璃等。答案：(1)CD(2)①除去石英砂中的NaCl杂质②SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2O③增大反应物之间的接触面积，从而增大反应速率，提高生产效率④B14．单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度为450～500℃)，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得到高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置图：相关信息如下：①四氯化硅遇水极易水解。②硼、铝、铁在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物。③有关物质的物理常数见下表：物质SiCl4BCl3AlCl3FeCl3沸点/℃57.712.8—315熔点/℃－70.0－107.2——升华温度/℃——180300请回答下列问题：(1)装置A中g管的作用是_______________________________