《备战2021届高考化学一轮复习专题：第四章 第一节碳及无机非金属材料-作业》由会员分享，可在线阅读，更多相关《备战2021届高考化学一轮复习专题：第四章 第一节碳及无机非金属材料-作业（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。 1硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤。在无机非金属材料 中，硅一直扮演着主角。下面几种物质中含有硅单质的是() 解析：选 C。玛瑙、光导纤维和水晶的主要成分都是 SiO2，硅单质可用来制造太阳能电 池。 2(2020合肥模拟)天工开物记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无沙黏土而 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沙子和黏土的主要成分为硅酸盐 B “燃薪举火”使黏土发生了复杂的物理和化学变化 C烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦 D黏土是制作砖瓦和
2、陶瓷的主要原料 解析：选 A。沙子的主要成分为二氧化硅，二氧化硅是氧化物，不属于硅酸盐，A 项错 误。黏土烧制成瓦的过程中发生了复杂的物理和化学变化，B 项正确。由“浇水转釉(主要 为青色)，与造砖同法”可知，C 项正确。黏土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料，D 项正确。 3材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是() 选项材料主要成分 A刚玉、金刚石三氧化二铝 B大理石、石灰石碳酸钙 C普通水泥、普通玻璃硅酸盐 D沙子、石英二氧化硅 解析：选 A。刚玉和金刚石的主要成分分别是三氧化二铝和碳；大理石和石灰石的主要 成分都是碳酸钙； 普通玻璃和普通水泥都是常见的硅酸盐材料； 沙子和石英的主要成分都是
3、二氧化硅。 4化学与社会、生活、科技有着密切的联系，下列说法正确的是() A烧制陶瓷和石油的分馏均不涉及化学变化 B明矾常用于水的净化和消毒杀菌 C利用高纯硅制造的太阳能电池板可将光能直接转化为电能 D航空母舰上用于舰载机降落拦阻索的特种钢缆，属于新型无机非金属材料 2 解析：选 C。A 项，烧制陶瓷时黏土中的成分在高温下发生复杂的物理和化学变化，而 石油的分馏是利用物质的沸点不同进行分离的一种实验操作， 不涉及化学变化， 错误； B 项， 明矾中的 Al3 发生水解生成 Al(OH)3胶体， 能够吸附水中的颗粒状杂质， 达到净化水的目的， 但没有消毒杀菌作用，错误；C 项，利用高纯硅制造的太
4、阳能电池板可将光能直接转化为电 能， 正确； D 项， 航空母舰上用于舰载机降落拦阻索的特种钢缆需要有特别强的韧性和强度， 耐高温、抗腐蚀，是一种金属材料，错误。 5 “碳捕捉技术”指的是通过一定的方法将工业生产中产生的 CO2分离出来并利用。 例如，可利用 NaOH 溶液来“捕捉”CO2，其基本过程如图所示(部分条件及物质未标出)。 下列有关该方法的叙述中正确的是() 能耗大是该方法的一大缺点 整个过程中，只有一种物质可以循环利用 “反应分离”环节中，分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤 该方法可减少碳排放，捕捉到的 CO2还可用来制备甲醇等产品 AB CD 解析：选 D。该方法中高温反应炉分
5、离出 CO2，需要消耗较多能量，正确；整个过程 中 NaOH 和 CaO 均可循环利用， 错误； 从捕捉室中得到的溶液是 NaHCO3溶液， 加入 CaO 后生成 CaCO3和 NaOH，通过过滤的方法即可分离，错误；捕捉到的 CO2可与 H2反应制 备甲醇：CO23H2 一定条件CH 3OHH2O，正确。 6(2020甘谷第一中学第二次检测)碳循环(如图)对人类生存、发展有着重要的意义。 下列说法错误的是() A碳是构成有机物的主要元素 B光合作用是将太阳能转化为化学能的过程 C化石燃料的大量燃烧是产生温室效应的原因之一 D石油的年产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志 3 解析：选 D。
6、有机物一定含有碳元素，所以碳是构成有机物的主要元素，A 正确；光合 作用是绿色植物将二氧化碳和水合成葡萄糖和氧气的过程，是把太阳能转化为化学能的过 程，B 正确；化石燃料中含碳元素，化石燃料的大量燃烧产生的二氧化碳气体是产生温室效 应的原因之一，C 正确；乙烯的年产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志，D 错误。 7新材料的新秀石墨烯、氧化石墨烯已成为物理、化学、材料科学研究的国际热 点课题。其结构模型如图所示。 下列有关说法正确的是() A石墨烯是一种新型化合物 B氧化石墨烯即石墨烯的氧化物 C二者和石墨都是碳的同素异形体 D氧化石墨烯具有一定的亲水性 解析：选 D。石墨烯是碳的单质，不是
7、化合物，A 错误；氧化石墨烯因为还含有氢元素， 故不是石墨烯的氧化物，也不是碳的同素异形体，B、C 错误；由于氧化石墨烯结构中含有 羟基和羧基等亲水基团，所以具有一定的亲水性，D 正确。 二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。 8(2020济南考试大纲调研卷)工业上制备高纯硅有多种方法，其中的一种工艺流程如 下： 已知：流化床反应的产物中，除 SiCl4外，还有 SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3等。 下列说法正确的是() A电弧炉中发生的反应为 CSiO2= 高温 CO2Si BSiCl4进入还原炉之前需要经过蒸馏提纯 C每生产 1 mol 高纯硅，需要 44.8
8、L(标准状况)Cl2 D该工艺 Si 的产率高，符合绿色化学要求 解析：选 B。A 项，二氧化碳与焦炭在高温下反应生成粗硅和一氧化碳，则电弧炉中发 生的反应为 2CSiO2= 高温 2COSi，选项 A 错误；B 项，在流化床反应器中除 SiCl4外， 还有 SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3等，故 SiCl4在进入还原炉之前需要经过蒸馏提纯， 选项 B 正确；C 项，根据转化关系 SiSiCl4Si，每生产 1 mol 高纯硅，需要 44.8 L(标准 4 状况)Cl2，由于含有其他副反应，消耗 Cl2大于 44.8 L，选项 C 错误；D 项，该工艺中产生 氯化氢气体且
9、有氯气的参与，容易引起空气污染，不符合绿色化学要求，选项 D 错误。 9实验室用 H2还原 SiHCl3(沸点：31.85 )制备高纯硅的装置如图所示(夹持装置和尾 气处理装置略去)，下列说法正确的是() A装置、中依次盛装的是浓硫酸、冰水 B实验时，应先加热管式炉，再打开活塞 K C为鉴定制得的硅中是否含有微量铁单质，需要用到的试剂为盐酸、双氧水、KSCN 溶液 D该实验中制备氢气的装置也可用于饱和食盐水与电石反应制备乙炔 解析：选 C。制备高纯硅的反应为 H2SiHCl3= 高温 Si3HCl，此反应应在装置 中 进行。装置 的目的是制取氢气，氢气中含有水蒸气，对后续实验产生干扰，必须除去
10、， 因此装置 的目的是除去氢气中的水蒸气， 即装置 中盛放浓硫酸； 装置 的目的是 使 SiHCl3汽化，与氢气充分混合，因此应在热水浴中加热，A 项错误；实验时应先打开活 塞 K，通入氢气，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸，B 项错误；硅不能与盐酸反应， 铁与盐酸反应生成 Fe2 ，Fe2被 H2O2氧化成 Fe3，遇 KSCN 溶液变红，可以鉴定制得的硅 中是否含有铁单质，C 项正确；饱和食盐水与电石反应制备乙炔，反应迅速放出大量热且生 成微溶的氢氧化钙，因此不能用启普发生器进行实验，D 项错误。 10水玻璃(Na2SiO3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域，是一种重要的工 业
11、原料。如图是用稻壳灰(SiO2：65%70%、C：30%35%)制取水玻璃的工艺流程： 下列说法正确的是() A原材料稻壳灰价格低廉，且副产品活性炭有较高的经济价值 B操作 A 与操作 B 完全相同 C该流程中硅元素的化合价未发生改变 D反应器中发生的反应为氧化还原反应 解析：选 AC。A 项，稻壳灰来源广泛价格低廉，活性炭具有吸附性，有较高的经济价 值，正确；B 项，操作 A 为过滤，操作 B 为蒸发浓缩，是两种不同的操作，错误；C 项， 二氧化硅中硅元素的化合价是4 价，硅酸钠中硅元素的化合价也是4 价，所以该流程中 5 硅元素的化合价没有发生改变， 正确； D 项， 反应器中发生的反应为
12、 SiO22NaOH=Na2SiO3 H2O，此反应没有化合价的变化，属于非氧化还原反应，错误。 三、非选择题 11为检验二氧化碳气体中是否混有一氧化碳，某课外兴趣小组的同学设计了如图所示 的实验装置。 回答下列问题： (1)A 装置的作用是_。 (2)实验后处理尾气的方法为_，发生反应的化学方程式为_。 (3)若实验时观察到_，则证明原气体中一定含 有一氧化碳。 解析：(1)A 装置的作用是吸收 CO2，以排除对后续实验的干扰。(2)CO 有毒，故将 CO 点燃生成 CO2后才能排放到空气中。(3)CO 还原 CuO 的实验现象是黑色粉末变成红色，且 生成的气体(CO2)能使澄清石灰水变浑浊
13、。 答案：(1)吸收 CO2(2)点燃2COO2= 点燃 2CO2 (3)B 中无明显现象，C 装置中黑色粉末变成光亮的红色，D 中澄清石灰水变浑浊 12氮化硅可用作高温陶瓷复合材料，在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛 的应用。由石英砂合成氮化硅粉末的路线如图所示： 石英砂 焦炭/高温 粗硅 Cl2/723773 K SiCl4(粗) 精馏 SiCl4(精) NH3 Si(NH2)4 高温 氮化硅 其中NH2中各元素的化合价与 NH3相同。请回答下列问题： (1)石英砂不能与碱性物质共同存放，以 NaOH 为例，用化学方程式表示其原因： _。 (2)图示的变化中，属于氧化还原反应的是_
14、。 (3)在反应中，3 mol Si(NH2)4在高温下加热可得 1 mol 氮化硅粉末和 8 mol A 气体， 则氮化硅的化学式为_。 (4)在高温下将 SiCl4在 B 和 C 两种气体的气氛中，也能反应生成氮化硅，B 和 C 两种 气体在一定条件下化合生成 A。写出 SiCl4与 B 和 C 两种气体反应的化学方程式： _。 解析：(1)石英砂不能与碱性物质共同存放的实质是 SiO2与碱性物质可以发生反应。(2) 反应是石英砂与焦炭发生氧化还原反应；反应是硅单质与 Cl2发生氧化还原反应。(3) 6 氮化硅的化学式可通过题目信息运用质量守恒求得：3Si(NH2)4= 高温 Si3N48
15、NH3。(4)结 合题给信息，SiCl4与 N2、H2反应可得到 Si3N4和 HCl。 答案：(1)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O (2)(3)Si3N4 (4)3SiCl42N26H2= 高温 Si3N412HCl 13 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 450500 )，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： 四氯化硅遇水极易水解。 硼、铝、铁在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物。 有关物质的物理常数见下表： 物质SiCl4BCl3AlCl3FeCl3 沸点/57.712.8315 熔点/70.0107.2 升华温度/180300 请回答下列问题： (1)装置 A 中 g 管的作用是_；装置 C 中的试 剂是_。 (2)甲方案：f 接装置；乙方案：f 接装置。但是装置、都有不足之处，请你评 价后填写下表。 方案优点缺点 甲
