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第四章非金属及其化合物第1讲碳、硅及无机非金属材料1．(2015·福建高考·6)下列制作铅笔的材料与相应工业不对应的是( ) A．橡皮擦——橡胶工业B．铝合金片——冶金工业C．铅笔芯——电镀工业D．铅笔漆——涂料工业2．有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。
下列有关硅的说法中，不正确的是() A．高纯度的硅广泛用于制作计算机芯片B．硅可由二氧化硅还原制得C．低温时，硅与水、空气和酸不反应，但能与氢氟酸反应D．自然界中硅的储量丰富，自然界中存在大量的单质硅3．下列关于SiO2和CO2的叙述中不正确的是() A．都是共价化合物B．都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应C．都能溶于水且与水反应生成相应的酸D．SiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨4．常温下，下列不发生反应的一组物质是()①硅与NaOH溶液②硅与盐酸③硅与氢氟酸④二氧化硅与碳酸钠⑤二氧化硅与NaOH溶液⑥二氧化硅与浓硝酸A．①②④B．③④⑥C．②⑤⑥D．②④⑥5．(2015·太原调研)下列叙述正确的是()A．利用高纯硅可以制成光电池，将光能直接转化为电能B．CO、CO2均易与血红蛋白结合而中毒C．从SiO2制备高纯Si的过程反应中只涉及置换反应D．SiO2和H2O反应可直接制备H2SiO36．(2015·济南联考)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＋H2SiO3B．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＋H2O7．从与NaOH溶液反应所得产物(纯净物)类型差异性角度上看，下列四种物质有一种明显不同于其他三种物质，该物质是()A ．SiO 2B ．CO 2C ．SiD ．Al 2O 38．(2015·宿州模拟)下列叙述中正确的是( )A ．因为Na 2CO 3＋SiO 2=====高温 Na 2SiO 3＋CO 2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强B ．碳和硅都是ⅣA 族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似C ．二氧化硅既溶于氢氧化钠溶液又溶于氢氟酸，所以二氧化硅是两性氧化物D ．二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反应生成硅酸9．将足量CO 2通入KOH 和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量(n )和通入CO 2体积(V )的关系正确的是 ( )10．在水玻璃中通入少量的CO 2气体，充分反应后加热蒸干，再高温充分灼烧，冷却后所得的固体物质为( )A ．Na 2SiO 3B ．Na 2SiO 3与Na 2CO 3C ．SiO 2与Na 2CO 3D ．SiO 2、Na 2SiO 3及Na 2CO 311．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 ．SiO 2属于两性氧化物B ．盛放Na 2CO 3溶液的试剂瓶用玻璃塞C ．硅胶吸水后可重复再生D ．图中所示的转化都是氧化还原反应12．下列除杂方法正确的是( )A ．SiO 2中含Al 2O 3杂质，可以加入足量NaOH 溶液然后过滤除去B．CO2中含有CO杂质，可以通入盛有CuO的玻璃管且加热C．CO2中含有HCl杂质，可以通过盛有Na2CO3溶液的洗气瓶D．Na2CO3溶液中含有Na2SiO3杂质，可以通入足量的CO2，然后过滤13．(2015·安徽高考·9)下列有关说法正确的是( )A．在酒精灯加热条件下,Na2CO3、NaHCO3固体都能发生分解B．Fe(OH)3胶体无色、透明,能产生丁达尔现象C．H2、SO2、CO2三种气体都可用浓H2SO4干燥D．SiO2既能和NaOH溶液反应又能和氢氟酸反应,所以是两性氧化物14．A、B、C、D、E五种物质中均含有同一种非金属元素，它们能发生如图所示的转化关系，该元素(用R表示)的单质能与NaOH溶液反应生成盐(Na2RO3)和氢气。
碳、硅与无机非金属材料1．化学与科技、社会、生产、生活密切相关，下列有关说法不正确的是（）A．用乙醚从黄花蒿中提取青蒿素B．第五形态的碳单质——“碳纳米泡沫”，与石墨烯互为同分异构体C．维生素C又称“抗坏血酸”，能帮助人体将食物中摄取的、不易吸收的Fe3+转变为易吸收的Fe2+，这说明维生素C具有还原性D．2018年10月23日，港珠澳大桥开通，大桥共用钢铁42万吨，水泥189万吨，其中钢铁属于合金，水泥属于传统无机非金属材料。
【答案】B【解析】A. 青蒿素不溶于水易溶于有机溶剂，故可用乙醚从黄花蒿中提取青蒿素，A正确；B. “碳纳米泡沫”是一种碳单质，与石墨烯互为同素异形体，B不正确；C. Fe3+转变为Fe2+，则铁离子发生还原反应，维生素C在该转化过程中充当还原剂、维生素C具有还原性，C正确；D. 钢铁是含铁、碳等成分的合金，水泥是硅酸盐材料、属于传统无机非金属材料，D正确；答案选B。
2．苏颂《本草图经》有关不灰木（火浣布）有如下描述：“不灰木，出上党，今泽、潞山中皆有之，盖石类也。
其色青白如烂木，烧之不燃，以此得名。
或云滑石之根也，出滑石[Mg3(Si4O10)(OH)2]处皆有”。
“不灰木”成分可能是（）A．纤维素B．硅酸盐C．氧化铁D．动物毛皮【答案】B【解析】A．不灰木，烧之不燃，而纤维素能燃烧，A不合题意；B．不灰木，盖石类也，云滑石之根也，出滑石[Mg3(Si4O10)(OH)2]处皆有，则与滑石同类，都属于硅酸盐，B符合题意；C．不灰木，其色青白如烂木，而氧化铁呈红色，C不合题意；D．不灰木，盖石类也，而动物毛皮属于蛋白质类，D不合题意；故选B。
3．按如图所示装置进行实验，将液体A逐滴加入到固体B中，下列叙述不正确的是A．若A为浓盐酸，B为KMnO4，C中盛品红溶液，则C中溶液褪色B．若A为醋酸，B为CaCO3，C中盛Na2SiO3，则C中溶液中变浑浊C．实验仪器D可以起到防止溶液倒吸的作用D．若A为浓氨水，B为生石灰，C中盛AlCl3溶液，则C中先产生白色沉淀后沉淀又溶解【答案】D【解析】A、浓盐酸和KMnO4反应生成氯气，氯气通入品红溶液，溶于水生成的次氯酸有漂白性，能使品红溶液褪色，故A正确；B、若A为醋酸，B为碳酸钙，与醋酸反应会生成二氧化碳气体，C中Na2SiO3溶液和CO2反应生成硅酸沉淀，溶液变浑浊，故B正确；C、D装置为球形结构，其容积较大，其中倒吸的液体受重力作用可以回流至试管中，因而具有防倒吸作用，故C正确。
无机非金属材料的主角碳硅巩固练习2013.12.18师用1．硅在无机非金属材料中一直扮演着重要角色，被誉为无机非金属材料的主角。
下列物品用到硅单质的是()A．玻璃制品B．石英钟表C．计算机芯片D．光导纤维【解析】制玻璃、石英钟表以及光导纤维的含硅原料为SiO2，故A、B、D三项不合题意；计算机芯片的含硅原料为单质硅。
【答案】C2．下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是()①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料A．①②B．②③C．①④D．③④【解析】硅元素在地壳中的含量仅次于氧，排第二位，是构成岩石和矿物的基本元素。
水晶的主要成分为SiO2，②错误．制作光导纤维的原料是石英，而不是高纯硅，③错误．【答案】C3．下列关于SiO2和CO2的叙述中不正确的是()A．都是共价化合物B．都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应C．都能溶于水且与水反应生成相应的酸D．SiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨【解析】SiO2虽是酸性氧化物，但不能溶于水生成相应的酸。
【答案】C.4．《青花瓷》中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”、“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案让人赏心悦目，但古瓷中所用颜料成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2O x，铜为＋2价)，下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是()A．可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2B．性质稳定，不易脱色C．易溶解于强酸和强碱D．x等于6【解析】根据化合物中化合价代数和为0，可计算出x=6，A、D正确；由古瓷“图案让人赏心悦目”，可知颜料性质稳定，不易脱色，B正确。
【答案】C5．继科学家发现C3O2是金星大气成分之后，2004年，美国科学家通过“勇气”号太空车探测出水星大气中含有一种称为硫化羰(化学式为COS)的物质，已知硫化羰与二氧化碳的结构相似，但在氧气中会燃烧，下列有关C3O2与硫化羰的说法中不正确的是()A．C3O2与CO一样可以在氧气中燃烧生成CO2B．CO、C3O2、CO2是碳的氧化物，但它们不是互为同素异形体C．COS分子中只有一种共价键D．硫化羰在氧气中完全燃烧后的生成物是CO2、SO2【解析】从题干信息描述，C3O2中的碳元素不是最高正价，则应该像CO一样可以在氧气中燃烧生成CO2；CO、C3O2、CO2是碳的氧化物，但不是碳元素的单质，故不可能互为同素异形体；硫化羰与二氧化碳的结构相似则分子中应该有碳氧双键和碳硫双键两种共价键；COS在氧气中会燃烧，完全燃烧后的生成物应该是CO2、SO2。
高考化学《碳、硅及其化合物新型无机非金属材料》真题练习含答案一、选择题1.[2022·辽宁卷]北京冬奥会备受世界瞩目。
下列说法错误的是（）A.冰壶主材料花岗岩属于无机非金属材料B.火炬“飞扬”使用的碳纤维属于有机高分子材料C.冬奥会“同心”金属奖牌属于合金材料D.短道速滑服使用的超高分子量聚乙烯属于有机高分子材料答案：B解析：花岗岩的主要成分是石英、云母、长石等矿物，属于无机非金属材料，A正确；碳纤维指的是含碳量在90%以上的高强度高模量纤维，属于无机非金属材料，B错误；金属奖牌属于合金材料，C正确；聚乙烯属于有机高分子材料，D正确。
2.[2022·广东卷]广东一直是我国对外交流的重要窗口，馆藏文物是其历史见证。
下列文物主要由硅酸盐制成的是（）A.南宋鎏金饰品B.蒜头纹银盒C.广彩瓷咖啡杯D.铜镀金钟座答案：C解析：鎏金饰品属于金属材料，A项错误；纹银盒的主要成分是银，B项错误；瓷质咖啡杯的主要成分是陶瓷，属于硅酸盐材料，C项正确；铜镀金钟座的主要成分是合金，D项错误。
3.[2024·吉林东北师大附中一模]“中国名片”有中国航天、军事、天文等，这些领域的发展受到全世界瞩目，而这些领域与化学有着密切的联系。
下列说法不正确的是（）A.“天宫二号”空间实验室的硅电池板将光能直接转化为电能B.“蛟龙”号潜水器所使用的钛合金材料具有强度大、密度小、耐腐蚀等特性C.5G技术的应用离不开光缆，我国光缆线路总长度超过了三千万千米，光缆的主要成分是晶体硅D.港珠澳大桥设计使用寿命120年，水下钢柱镶锌块是利用牺牲阳极的阴极保护法防腐蚀答案：C解析：“天宫二号”空间实验室的硅电池板是为空间实验室提供电能的装置，可以将光能转化为电能，A正确；“蛟龙”号潜水器所使用的钛合金是合金材料，具有强度大、密度小、耐腐蚀、耐热等特性，B正确；光缆的主要成分是二氧化硅，C错误；水下钢柱镶锌块，铁和锌在水中形成原电池，锌作负极被腐蚀，铁作正极被保护，利用的是牺牲阳极的阴极保护法，D正确。
第16讲 碳、硅及无机非金属材料考点专练学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．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。
其结构模型见下图。
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2．下边是碳元素的价类二维图，有关说法不正确的是A．a是最简单的有机化合物B．b在高温下被SiO氧化成e2C．d与血红蛋白结合的能力比O强D．将氨气和e通入饱和食盐水中可得到m23．科技的进步为二氧化碳资源化利用提供了广阔的前景。
下列说法错误的是A ．CO 2是自然界碳循环中的重要物质B ．CO 2加氢转化为乙烯，CO 2被还原C ．CO 2电催化时，在阳极转化为燃料D ．CO 2与环氧丙烷可合成可降解塑料4．利用()253N C H 捕获2CO 并在纳米金催化剂作用下较低温转化为甲酸，为实现“碳达峰、碳中和”提供了新路径，转化过程如图，下列说法错误的是A ．()253N C H 可与HCl 反应生成盐B ．2CO 加氢合成甲酸，符合绿色化学思想C ．1mol 2CO 完全转化为甲酸，转移电子数为4N AD ．纳米金催化剂降低了反应的活化能二、解答题5．二氧化硅又称硅石，是制备硅及其化合物的重要原料，部分转化过程如图所示。
A ．Y 、Z 分别为2H 、2Cl B ．制取粗硅的反应为：2SiO C Si +高温（粗）2CO +C SiHCl H Si +高温3HCl+D．为防止SiHCl水解而损失及氢气燃炸，“还原”步骤在无水、无氧条件下进行39．“挖掘文物价值，讲好中国故事”。
下列文物中主要成分属于硅酸盐的是硅中含Fe Cu 、的单质及化合物，高温氮化时杂质未参加反应)的一种工艺流程如图所示。
碳、硅及无机非金属材料1．硅及其化合物已被广泛用于生产生活中，下列说法不正确的是()A．图1是常见于汽车中的小摆件“苹果花”，它的动力源于以Si为原料的太阳能电池B．互联网通过光纤交换信息，光纤的主要原料是SiO2C．硅酸钠溶液的俗名是水玻璃，常用作木材的阻燃剂D．图2中这幅玻璃上的精美刻花，是工艺师用盐酸刻蚀玻璃形成的解析：选D工艺师用氢氟酸刻蚀玻璃，D错误。
2．下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是()A．CO2、SiO2都能与碱及碱性氧化物反应B．CO2和SiO2与水反应分别生成相应的酸C．SiO2可用来制作干燥剂，因SiO2可与水反应D．CO2和SiO2都是由相应的分子构成的解析：选A CO2、SiO2都是酸性氧化物，都能与碱及碱性氧化物反应，故A正确；SiO2不溶于水，也不能和水反应生成硅酸，B不正确；硅胶可用作干燥剂，但SiO2不与水反应，C不正确；CO2是由分子构成的，SiO2是由Si、O原子直接构成的，D不正确。
3．据某网站报道：国家质检总局称，在我国销售的德国NUK牌婴儿爽身粉含有一级致癌物滑石粉。
已知滑石粉的化学式为Mg3(Si4O10)(OH)2，色白、滑爽、柔软、耐火。
下列有关说法不正确的是()A．滑石粉属于无机硅酸盐类物质B．滑石粉的组成可表示为3MgO·4SiO2·H2OC．爽身粉中添加滑石粉是利用它的滑爽、柔软和耐火性D．滑石粉可能会与氢氟酸、NaOH溶液发生反应解析：选C滑石粉属于无机硅酸盐类物质，故A正确；从滑石粉的化学式可知其组成可表示为3MgO·4SiO2·H2O，故B正确；爽身粉中添加滑石粉，与它的耐火性无关，故C错误；从滑石粉的组成可知它具有SiO2的性质，能与氢氟酸、NaOH溶液反应，故D正确。
4．工业制粗硅的反应为2C ＋SiO 2=====高温Si ＋2CO ↑。
下列说法正确的是( )A ．SiO 2为分子晶体，Si 为原子晶体B ．Si 是光导纤维的主要成分C ．在该反应条件下，C 的氧化性强于Si 的氧化性D ．每生成1 mol Si 理论上转移的电子数目约为4×6.02×1023解析：选D A 项，SiO 2、Si 晶体类型均为原子晶体，故该项错误；B 项，SiO 2是光导纤维的主要成分，故该项错误；C 项，在该反应条件下，C 的还原性强于Si 的还原性，故该项错误；D 项，在反应中每有 1 mol Si 生成，理论上转移的电子为 4 mol ，即约为4×6.02×1023，故选项正确。
第一讲 碳、硅及无机非金属材料1.气凝胶是一种世界上最轻的固体，也被称为“固态烟”，非常坚固耐用，它可以承受相当于自身重量几千倍的压力，最高能承受1 400摄氏度的高温，绝热性能十分优越，其主要成分是二氧化硅等。
下列说法正确的是( )A ．该材料具有良好的导电性B ．二氧化硅可用于制作光导纤维C ．二氧化硅耐所有的酸或碱D ．水泥的主要成分是二氧化硅【答案】B【解析】气凝胶的主要成分是二氧化硅，二氧化硅不导电，A 项不正确；二氧化硅可溶于强碱和氢氟酸，C 项不正确；水泥的主要成分是硅酸盐，D 项不正确。
2．下列说法中，不正确的是( )A ．SiO 2是酸性氧化物，但不与水反应B ．泡花碱属于盐类C ．明矾和漂白粉均可用于自来水的杀菌、消毒D ．玻璃和陶瓷都属于传统硅酸盐材料【答案】C【解析】明矾中的铝离子水解得到氢氧化铝胶体，其具有吸附作用，可以净水但不能杀菌、消毒；漂白粉具有强氧化性，具有杀菌、消毒作用。
3．(2016·湖北八校联考)如何解决好碳排放问题是关系到人类可持续发展的重大课题之一。
目前，采用较多的方法是对二氧化碳进行搏集封存和富集再利用。
下列与二氧化碳有关的叙述正确的是( )A ．CO 2是形成酸雨的主要物质B ．CO 2导致温室效应，是一种大气污染物C ．CO 2(g)＋C(s)=====高温2CO(g) ΔH >0，高温有利于该反应自发进行D ．实验室常用大理石与稀盐酸或稀硫酸反应制取二氧化碳【答案】C【解析】硫的氧化物和氮的氧化物是形成酸雨的主要物质，A 项错误；CO 2不属于大气污染物，B 项错误；CO 2(g)＋C(s)=====高温2CO(g)为熵增的吸热反应，当ΔT ＝ΔH －T ΔS <0时，反应易自发进行，故高温有利于该反应自发进行，C 项正确；实验室不能用稀硫酸与大理石反应制取二氧化碳，因为生成的硫酸钙微溶，包裹在大理石的表面，会阻止大理石与稀硫酸接触，使反应停止，D 项错误。
碳、硅及无机非金属材料完卷时间：50分钟可能用到的相对原子质量：H1 O16 Mg24 Al27 Si28 Fe56一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12*5分）1．（2021·广东汕头市·高三二模）芯片被誉为“现代工业粮食”，是新一代信息产业的基石。
制备芯片材料高纯硅的装置如下图所示(加热及夹持装置省略)，利用SiHCl3与过量H2在1100～1200℃反应(SiHCl3沸点为31.8℃，遇水会强烈水解)，下列说法不正确．．．的是A．装置B中的试剂是浓硫酸B．实验开始时先打开装置A中的K1C．装置C采用常温冷却水，目的是使SiHCl3与H2充分混合D．石英管中发生反应SiHCl3+H21100-1200CSi+3HCl【答案】C【解析】装置A中Zn与稀硫酸反应产生H2，由于SiHCl3遇水强烈水解，故需要对氢气进行干燥，故装置B 中盛放浓硫酸，装置C采用热水浴加热，使SiHCl3气化，与H2形成混合气体，进入石英管中反应，高温条件下，SiHCl3被H2还原为Si。
A．由分析知，装置B中盛放浓硫酸，起到干燥氢气的作用，A正确；B．实验开始时先打开K1，利用生成的H2将装置中的空气排尽，防止加热石英管时因H2不纯而爆炸，B正确；C．由于SiHCl3为液体，实验需得到SiHCl3气体，故装置C应采用热水浴，使SiHCl3气化，C错误；D．SiHCl3被H2还原为Si，根据元素守恒推知另一产物为HCl，故该反应为：SiHCl3+H21100~1200℃Si+3HCl，D正确；故答案选C。
2．（2021·湖北高三零模）水泥是人类最伟大的发明之一，主要成分为硅酸三钙(3CaO∙SiO2)。
将其与适量的水反应，形成相互交联的结构，反应式如下2(3CaO∙SiO2)+6H2O=3CaO∙2SiO2∙3H2O+3Ca(OH)2∆H＜0。
但是，需要避免交联过程热膨胀及产生的水蒸气在建筑结构中造成空隙。
第一讲碳、硅及无机非金属材料【真题速递】1.（2019.全国1卷）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【答案】A【解析】A项、氧化铁为棕红色固体，瓷器的青色不可能来自氧化铁，故A错误；B项、秦兵马俑是陶制品，陶制品是由粘土或含有粘土的混合物经混炼、成形、煅烧而制成的，故B正确；C项、陶瓷的主要原料是取之于自然界的硅酸盐矿物，陶瓷的主要成分是硅酸盐，与水泥、玻璃等同属硅酸盐产品，故C正确；D项、陶瓷的主要成分是硅酸盐，硅酸盐的化学性质不活泼，具有不与酸或碱反应、抗氧化的特点，故D正确。
2.（2019.北京）下列我国科研成果所涉及材料中，主要成分为同主族元素形成的无机非金属材料的是( )A. AB. BC. CD. D【答案】A【解析】A.碳化硅(SiC)是由碳元素和硅元素组成的无机非金属材料，且碳元素与硅元素均位于元素周期表第IVA族，故A符合题意；B.聚氨酯为有机高分子化合物，故B不符合题意；C.碳包覆银纳米材料中银为金属元素，故C不符合题意；D.钛合金为含有金属钛元素的合金，故D不符合题意；3.（2019.全国2卷）下列实验现象与实验操作不相匹配的是( )A. AB. BC. CD. D【答案】A【解析】A. 乙烯被酸性高锰酸钾氧化生成二氧化碳无机小分子，则实验现象中不会出现分层，A项错误；B. 将镁条点燃后迅速伸入集满二氧化碳的洗气瓶，发生反应为：CO2+2Mg2MgO+C，则集气瓶因反应剧烈冒有浓烟，且生成黑色颗粒碳单质，实验现象与操作匹配，B项正确；C. 向盛有饱和硫代硫酸钠溶液的试管中滴加稀盐酸，则发生氧化还原反应，其离子方程式为：S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O，则会有刺激性气味产生，溶液变浑浊，实验现象与操作匹配，C项正确；D. 向盛有氯化铁溶液的试管中加过量的铁粉，铁粉会将溶液中所有的铁离子还原为亚铁离子，使黄色逐渐消失，充分震荡后，加1滴KSCN溶液，因震荡后的溶液中无铁离子，则溶液不会变色，实验现象与操作匹配，D项正确；4．下列有关硅及其化合物的叙述错误的是( )A．SO2通入Na2SiO3溶液产生胶状沉淀，证明酸性H2SO3>H2SiO3(2017·北京理综，10D)B．SiO2硬度大，故可用于制造光导纤维(2017·江苏，3C)C．HF能与SiO2反应，可用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记(2016·全国卷Ⅲ，7D)D．石英砂可用于生产单晶硅(2016·海南，4C)【答案】B【解析】A项，依据强酸制弱酸原理判断；B项，前后无因果关系。
碳、硅及无机非金属材料 经典习题1．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 答案 C解析 A 项，烧制陶瓷时黏土中的成分在高温下发生复杂的物理化学变化，而石油的分馏是利用物质的沸点高低进行分离的一种实验操作，不涉及化学变化，故A 错误；B 项，明矾中的Al 3＋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，故B 错误；C 项，利用高纯硅制造的太阳能电池可将太阳的光能转化为电能，故C 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，是一种新型金属材料，故D 错误。
2．“神舟”飞船上的太阳能帆板采用了大量先进的复合材料，以便在尽可能提高发电效能的同时，减轻其自身质量，其身价达到了上千万元。
下列说法不符合事实的是( )A ．复合材料的使用可以使太阳能帆板承受超高温B ．复合材料的使用可以使“神舟”飞船质量变轻C ．复合材料的使用可以使太阳能帆板承受超高强度的改变D ．复合材料的使用可以使太阳能帆板承受温差造成的热胀冷缩的难题答案 C3．碳是构成地球生命的一种重要非金属元素，碳单质很早就被人类认识和利用，碳的一系列化合物——有机物，更是生命的根本。
下列有关说法中正确的是( )A ．含碳的化合物数量众多、分布极广B ．向空气中大量排放二氧化碳气体会形成酸雨，破坏建筑物C ．碳单质有多种不同的存在形式，如金刚石、12C 、14C 、C 60等D ．煤、石油属于不可再生资源，天然气、乙醇属于可再生资源答案 A解析 碳是构成有机物的基础元素，有机物的种类繁多，即含碳的化合物数量众多，分布极广，A 项正确；酸雨是SO 2、NO 、NO 2等大量排放形成的，B 项错误；12C 、14C 是碳的两种核素，不是单质，C 项错误；煤、石油、天然气属于不可再生资源，D 项错误。
4．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 ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑中，Si 为氧化剂D ．硅能与氢氟酸反应，则硅可以与盐酸反应答案 A解析 由粗硅制备单晶硅的过程一般为Si ――→Cl 2SiCl 4――→H 2Si ＋HCl ，都是氧化还原反应，B 项错误；硅不能与盐酸反应，D 项错误。
5．碳和碳的化合物间的部分转化关系如图所示，则下列说法正确的是( )A ．由碳酸转化成X 一定要在加热条件下进行B ．由碳转化为X 一定发生的是化合反应C ．物质X 一定是二氧化碳D ．若使一氧化碳转化成X ，只能通过一氧化碳在空气(或氧气)中燃烧获得答案 C解析 由转化关系图可知，碳酸分解生成二氧化碳，二氧化碳与水反应生成碳酸，故X 是二氧化碳，碳能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，C 与少量氧气反应生成CO ，CO 与氧气反应生成二氧化碳，碳酸钙分解生成二氧化碳和CaO ，CaO 与二氧化碳反应生成碳酸钙。
6．硅是构成无机非金属材料的一种主要元素，下列有关硅的化合物的叙述错误的是( )A ．氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为Si 3N 4B ．碳化硅(SiC)的硬度大，熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承C ．光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为SiO 2D ．二氧化硅为立体网状结构，其晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为1∶2答案 D解析 A 项，在氮化硅中N 元素为－3价，Si 元素为＋4价，则化学式为Si 3N 4，正确；D 项，在SiO 2晶体中，一个硅原子与周围4个氧原子形成4个硅氧单键，错误。
7．下列说法正确的是( )A ．水泥、玻璃、青花瓷、水晶、玛瑙都属于硅酸盐工业产品B ．二氧化碳通入水玻璃中可以得到原硅酸C ．因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以硅酸酸性比碳酸强D ．2MgO·SiO 2中的酸根阴离子为SiO 2－4答案 B解析 硅酸盐工业产品是用含硅物质为原料，经高温加热制成的产品。
A 项，水晶、玛瑙不是硅酸盐工业产品；C 项，只能得出高温下硅酸钠比碳酸钠稳定的结论；D 项，酸根阴离子应为SiO 4－4。
8．硅作为一种新型能源被广泛开发利用，下列关于其有利因素的说法中，不正确的是( )A ．硅燃烧的产物对环境产生的污染，容易得到有效控制B ．由Si(s)＋O 2(g)===SiO 2(s) ΔH ＝－858.6 kJ·mol －1可知，硅燃烧放出的热量多C ．自然界中硅的储量丰富，可以从自然界直接获得单质硅D ．硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料之一答案 C解析 自然界中的硅均以化合态存在，故不能从自然界中直接获得单质硅。
9．下列有关硅及其化合物的说法中正确的是( )A ．硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中B ．反应①Na 2SiO 3＋H 2O ＋CO 2===Na 2CO 3＋H 2SiO 3↓，反应②Na 2CO 3＋SiO 2=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑，两反应是相互矛盾的，不可能都发生C ．普通玻璃、石英玻璃、水泥等均属于硅酸盐材料D ．祖母绿的主要成分为Be 3Al 2Si 6O 18，用氧化物形式表示为3BeO·Al 2O 3·6SiO 2答案 D解析 硅酸钠溶液呈碱性，故不能保存在磨口玻璃塞试剂瓶中，A 项错误；反应②是在高温下进行的，CO 2为气体，逸出可使平衡正向移动，促使反应继续进行，B 项错误；石英玻璃不属于硅酸盐材料，C 项错误。
10．科学家最近用金属钠还原CCl 4和SiCl 4制得一种一维SiC 纳米棒，相关反应的化学方程式为8Na ＋CCl 4＋SiCl 4===SiC ＋8NaCl 。
下列说法不正确的是( )A ．SiC 和SiO 2中Si 元素的化合价相同B ．上述反应中SiC 既是氧化产物又是还原产物C ．SiO 2制备单质Si 、单质Si 制备SiCl 4均涉及氧化还原反应D ．一维SiC 纳米棒比表面积大，对微小粒子有较强的吸附能力答案 B解析 SiC 和SiO 2中Si 元素的化合价均为＋4，A 项正确；SiC 是还原产物，NaCl 是氧化产物，B 项错误；SiO 2制备单质Si 需加入还原剂，单质Si 制备SiCl 4需加入氧化剂，C 项正确；一维粒子上下表面均能与其他物质接触，比表面积大，对微小粒子有较强的吸附能力，D 项正确。
11．灼热的焦炭与水蒸气反应所得产物为H 2、CO 和少量CO 2，为了检验产物中的H 2和CO(设气体均被充分吸收)，设计如下实验装置，下列有关说法错误的是( )A．为了实验安全，应先点燃①处酒精灯，后点燃④处酒精灯B．②③⑤中依次盛装氢氧化钠溶液、浓硫酸和澄清石灰水C．④中黑色固体变红色，即可证明产物中一定含有H2和CO中的一种或两种D．若用碱石灰替换无水硫酸铜，也可以达到检验H2和CO的目的答案 D解析由图可知，①中C与水蒸气反应生成H2、CO和少量CO2，实验目的为检验产物中的H2和CO，则②中NaOH溶液可除去CO2，③中浓硫酸干燥气体，④中H2和CO均还原CuO，若无水硫酸铜变蓝，则检验出含有氢气，⑤中澄清石灰水变浑浊可检验出含有CO，最后处理尾气。
12．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溶液的试剂瓶用玻璃塞C．硅胶吸水后可重复再生D．图中所示的转化都是氧化还原反应答案 C解析SiO2是酸性氧化物，A错误；Na2CO3溶液呈碱性，试剂瓶不能用玻璃塞，B错误；题图中有的转化不是氧化还原反应，例如SiO2与NaOH溶液的反应，D错误。
13．硅是带来人类文明的重要元素之一，从传统材料到信息材料的发展过程中创造了一个又一个奇迹。
(1)新型陶瓷Si3N4的熔点高、硬度大、化学性质稳定。
工业上可以采用化学气相沉积法，在H2的保护下，使SiCl4与N2反应生成Si3N4沉积在石墨表面，写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
(2)一种工业用硅(含少量钾、钠、铁、铜的氧化物)，已知硅的熔点是1 420 ℃，高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。
一种合成氮化硅的主要工艺流程如下：①净化N2和H2时，铜屑的作用是______________，硅胶的作用是________________。
②在氮化炉中发生反应3SiO2(s)＋2N2(g)===Si3N4(s)＋3O2(g)ΔH＝－727.5 kJ·mol－1，开始时，严格控制氮气的流速以控制温度的原因是__________________；体系中要通入适量的氢气是为了___________________________________________________________。
③X可能是__________________(填“盐酸”“硝酸”“硫酸”或“氢氟酸”)。
(3)工业上可以通过如图所示的流程制取纯硅：①整个制备过程必须严格控制无水无氧。
SiHCl 3遇水剧烈反应，写出该反应的化学方程式：__________________________________________________________。
②假设每一轮次制备1 mol 纯硅，且生产过程中硅元素没有损失，反应Ⅰ中HCl 的利用率为90%，反应Ⅱ中H 2的利用率为93.75%。
则在第二轮次的生产中，补充投入HCl 和H 2的物质的量之比是______________。
答案 (1)3SiCl 4＋2N 2＋6H 2===Si 3N 4＋12HCl(2)①除去原料气中的氧气 除去生成的水蒸气②该反应是放热反应，防止局部过热，导致硅熔化成团，阻碍与N 2的接触 将体系中的氧气转化为水蒸气，而易被除去(或将整个体系中空气排尽) ③硝酸(3)①SiHCl 3＋3H 2O===H 2SiO 3↓＋3HCl ＋H 2↑ ②5∶1解析 (1)根据原子个数守恒可写出化学方程式3SiCl 4＋2N 2＋6H 2===Si 3N 4＋12HCl 。
(2)①由于氧气和水蒸气都能腐蚀氮化硅，而氮气和氢气中含有水蒸气和氧气，所以铜屑的作用是除去氧气，硅胶的作用是除去水蒸气。
