高考化学碳、硅及无机非金属材料1(解析版)
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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。
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13讲碳、硅及其化合物无机非金属材料备考导航复习目标1.了解C 、Si 单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2.了解Si 、SiO 2的结构特点,了解Si 的制备方法。
3.了解硅酸盐工业,了解无机非金属材料和新型无机非金属材料。
复习策略本专题的复习宜采用:1.迁移法。
如晶体硅、二氧化硅属于原子晶体,应具有较高的熔点等;二氧化碳、二氧化硅属于酸性氧化物,能与碱溶液反应生成盐和水。
2.比较法。
如二氧化硅与二氧化碳晶体结构不同,二者物理性质有较大的差异。
3.特殊法。
如硅及其化合物有许多反应是在高温下的固态反应。
又如硅单质及其化合物在生活及高科技发展中起着重要的作用:硅是半导体材料、二氧化硅是制备光导纤维的材料。
4.联系实际法。
如CO 、CO 2与绿色化学;Si 、SiO 2、硅酸盐与无机非金属材料。
以新材料、新技术应用为背景进行命题。
熟记网络课前思考问题1(2021·浙江卷)已知3种共价晶体的熔点数据如下表:共价晶体金刚石碳化硅晶体硅熔点/℃>355026001415金刚石的熔点比晶体硅高的原因是均为共价晶体,原子半径:C <Si(或键长:C—C <Si—Si),键能:C—C >Si—Si 。
问题2粗硅提纯的常见方法有哪些?【答案】1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。
(1)(2020·浙江卷)SiO2可用来制造光导纤维(√)(2)(2019·新课标Ⅲ卷)高纯硅可用于制作光感电池(√)(3)(2021·广东卷)氢氟酸可与SiO2反应,利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品(√)(4)制作钻杆用的SiC增强铝基材料属于复合材料(√)(5)(2019·江苏卷)向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸的离子方程式:Na2SiO3+2H+===H2SiO3↓+2Na+(×)(6)(2020·海南卷)SiO2的熔点比干冰高的原因是SiO2分子间的范德华力大(×)(7)(2018·海南卷)设N A为阿伏加德罗常数的值。
碳、硅及无机非金属材料李仕才考点一碳、硅及其氧化物1.碳、硅单质的性质(1)单质的结构、存在形态、物理性质和用途(2)碳和硅的化学性质(3)硅的工业制法2.碳、硅的氧化物 (1)一氧化碳①物理性质:无色气体,有毒,难溶于水。
②化学性质a .燃烧:2CO +O 2=====点燃2CO 2,淡蓝色火焰; b .还原CuO :CuO +CO=====△Cu +CO 2(冶炼金属)。
(2)二氧化碳和二氧化硅的比较判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)1.碳和硅两种元素共有两种单质。
( ×)2.12C、13C、14C是碳的三种同素异形体。
( ×)3.硅单质广泛存在于自然界中,天然存在的单质硅叫硅石。
( ×)4.常温下,硅很稳定,不能跟酸、碱溶液反应。
( × )5.硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料。
( √ ) 6.C 60属于原子晶体,熔点高,硬度大。
( × )7.将足量CO 2通入含K +、SiO 2-3、Cl -、NO -3的溶液中,离子将不能大量共存。
( √ ) 8.常温下,SiO 2既能与KOH 溶液反应又能与稀盐酸反应。
( × ) 9.SiO 2分子是由一个硅原子和两个氧原子构成。
( × ) 10.Si→SiO 2→H 2SiO 3均能一步转化。
( × )11.不能用瓷坩埚来加热烧碱或纯碱使其熔化。
( √ ) 12.SiO 2有导电性,所以SiO 2可用于制备光导纤维。
( × )1.氢氟酸能腐蚀玻璃并用于雕刻玻璃,盛放氢氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。
盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,因为SiO 2与碱溶液反应生成具有黏性的Na 2SiO 3。
2.不能依据反应2C +SiO 2=====高温Si +2CO↑来说明C 的还原性比Si 强,也不能依据反应SiO 2+Na 2CO 3=====高温Na 2SiO 3+CO 2↑来说明SiO 2水化物的酸性比H 2CO 3强。
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。
专题14碳、硅及无机非金属材料(建议完成时间:30分钟实际完成时间:_______分钟)目录考点一碳及其化合物的结构、性质及应用考点二硅及其化合物的结构、性质及应用考点三无机非金属材料的制备与应用考点一碳及其化合物的结构、性质及应用1(2023秋·宁夏吴忠·高三青铜峡市高级中学校考开学考试)以下表示的是碳及其化合物的转化关系,其中涉及的基本反应类型依次是C→高温CuO CO2→H2O H2CO3→Ca OH2CaCO3→高温CO2A.化合、置换、分解、复分解B.置换、复分解、化合、分解C.置换、化合、分解、复分解D.置换、化合、复分解、分解【答案】D【解析】该转化关系涉及的化学反应依次为:C+2CuO 高温2Cu+CO2↑、CO2+H2O=H2CO3、H2CO3+Ca OH2=CaCO3↓+2H2O、CaCO3高温CaO+CO2↑,各反应的基本反应类型依次为:置换反应、化合反应、复分解反应、分解反应;因此,本题选D。
2(2023·陕西咸阳·统考一模)如图是某元素常见物质的“价一类”二维图,f为钠盐。
下列说法不正确的是A.物质a既可被氧化,也可被还原B.可存在a→b→d→e→f的转化关系C.可通过灼热的氧化铜除去d中混有的少量cD.向足量f溶液中加入少量稀盐酸,一定没有CO2产生【答案】D【分析】结合图示可知,a为CH4、b为C、c为CO、d为CO2、e为H2CO3,f为CO2-3或HCO-3。
【解析】A.a为CH 4,碳元素化合价可升高,氢元素化合价可降低,物质a既可被氧化,也可被还原,故A正确;B .可存在a →b →d →e →f 的转化关系:甲烷高温分解生成碳,碳燃烧生成二氧化碳,二氧化碳溶于水生成碳酸,与适量的碱生成盐,故B 正确;C .CO 能被灼热的氧化铜氧化生成二氧化碳,可通过灼热的氧化铜除去d 中混有的少量c ,故C 正确;D .f 可能为正盐或酸式盐,向足量f 溶液中加入少量稀盐酸,正盐转化成酸式盐,可能没有CO 2产生,酸式盐和盐酸,一定有二氧化碳产生,故D 错误;故选D 。
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。
高考真题化学分项详解专题十六碳、硅及无机非金属材料1.【2019·全国高考真题】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2.【2018·江苏高考真题】下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( ) A .NaHCO 3受热易分解,可用于制胃酸中和剂B .SiO 2熔点高硬度大,可用于制光导纤维C .Al 2O 3是两性氧化物,可用作耐高温材料D .CaO 能与水反应,可用作食品干燥剂3.【2020·浙江高考真题】35Ca SiO 是硅酸盐水泥的重要成分之一,其相关性质的说法不正确...的是( )A .可发生反应:Δ3543232Ca SiO 4NH ClCaSiO 2CaCl 4NH 2H O +++↑+B .具有吸水性,需要密封保存C .能与2SO ,反应生成新盐D .与足量盐酸作用,所得固体产物主要为2SiO4.【2007·广东高考真题】下列说法正确的是( ) A .硅材料广泛应用于光纤通讯 B .工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品 C .水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品 D .粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应5.【2013·江苏高考真题】下列有关物质性质的应用正确的是( ) A .液氨汽化时要吸收大量的热,可用作制冷剂B .二氧化硅不与强酸反应,可用石英器皿盛放氢氟酸C .生石灰能与水反应,可用来干燥氯气D.氯化铝是一种电解质,可用于电解法制铝6.【2019·浙江高考真题】下列说法不正确...的是()A.液氯可以储存在钢瓶中B.天然气的主要成分是甲烷的水合物C.天然石英和水晶的主要成分都是二氧化硅D.硫元素在自然界的存在形式有硫单质、硫化物和硫酸盐等7.【2010·江苏高考真题】下列有关物质的性质或应用的说法不正确的是()A.二氧化硅是生产光纤制品的基本原料B.水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂C.盐析可提纯蛋白质并保持其生理活性D.石油分馏可获得乙烯、丙烯和丁二烯8.【2009·广东高考真题】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.③④9.【2018·海南高考真题】化学与生产生活密切相关,下列说法错误的是()A.Na2O2可与CO2反应放出氧气,可用于制作呼吸面具B.SiO2具有导电性,可用于制作光导纤维和光电池C.聚四氟乙烯耐酸碱腐蚀,可用作化工反应器的内壁涂层D.氯水具有较强的氧化性,可用于漂白纸张.织物等10.【2011·江苏高考真题】下列有关物质的性质和该性质的应用均正确的是()A.常温下浓硫酸能使铝发生钝化,可用铝制容器贮运浓硫酸B.二氧化硅不与任何酸反应,可用石英制造耐酸容器C.二氧化氯具有还原性,可用于自来水的杀菌消毒D.铜的金属活泼性比铁的弱,可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀11.【2009·重庆高考真题】材料与化学密切相关,表中对应系错误的是()12.【2015·全国高考真题】食品干燥剂应无毒、无味、无腐蚀性及环境友好。
喷晶州喇遇市喊景学校课时跟踪检测(十四)碳、硅及无机非金属材料1.(2019·全国卷Ⅰ)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、抗氧化等优点解析:选A 氧化铁的颜色为红棕色,不是青色。
2.(2019·北京高考)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.4.03米大口径碳化硅反射镜B.2022年冬奥会聚氨酯速滑服C.能屏蔽电磁波的碳包覆银纳米线D.“玉兔二号”钛合金筛网轮于合成高分子材料。
C错:碳包覆银纳米线不属于无机非金属材料。
D错:钛合金属于金属材料。
3.《本草衍义》中有如下叙述:“嘉州峨眉山有燕萨石,形六棱而锐首,色莹白明澈。
”这里“燕萨石”的主要成分可能是( )A.CaO B.SiO2C.石墨D.NaCl解析:选B 由题意知“燕萨石”为无色透明的晶体,NaCl和CaO的形状不符合,石墨是黑色,颜色不符合,只有SiO2晶体符合。
4.材料与化学密切相关,表中对应关系错误的是( )选项材料主要化学成分A 光导纤维二氧化硅B 半导体材料硅C 普通水泥、普通玻璃硅酸盐解析:选D B正确;水泥成分为硅酸二钙、硅酸三钙和铝酸三钙,普通玻璃的主要成分为二氧化硅、硅酸钙和硅酸钠,普通水泥、普通玻璃的主要成分为硅酸盐,C正确;沙子、石英的主要成分为二氧化硅,不是硅,D错误。
5.用四种溶液进行实验,如表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是( )2332323晶体,正确;B项,CO2通入Na2SiO3溶液中产生H2SiO3沉淀,CO2过量后沉淀不消失,错误;C项,CO2与Ca(ClO)2溶液反应生成CaCO3沉淀和HClO,溶液变浑浊后加入品红溶液,被HClO氧化褪色,正确;D项,首先CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O,继续通CO2,生成可溶于水的Ca(HCO3)2,再加入足量的NaOH,又发生2NaOH+Ca(HCO3)2===CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,溶液又变浑浊,正确。
专题七碳、硅及其化合物无机非金属材料方向导航考点1 碳、硅及其化合物1.[2020全国卷Ⅱ,9,6分]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,其原理如图所示。
下列叙述错误的是( )A.海水酸化能引起HC O3-浓度增大、C O32−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HC O3-H++C O32−D.使用太阳能、氢能等新能源可改善珊瑚的生存环境2.[2020安徽合肥模拟]利用下列装置模拟“侯氏制碱法”,通过制备的NH3和CO2与饱和NaCl溶液反应先制备NaHCO3。
下列说法正确的是( )A.装置Ⅰ中产生的气体应先通入装置Ⅳ中B.装置Ⅲ中的试剂为浓硫酸C.导管口的连接顺序为a→e,f←d←c←bD.实验过程中,装置Ⅳ中会出现浑浊现象3.[2020安徽淮北二模]芯片制造过程中物质转化的主要过程为沙子→硅棒→蚀刻硅基→电镀铜→芯片,下列说法错误的是( )A.沙子的主要成分是SiO2B.粗硅的制取:SiO2+C Si(粗)+CO2↑C.氢氟酸可用于蚀刻硅基D.在硅基上电镀铜时,硅基作阴极4.[2019天津,10,14分]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。
回答下列问题:Ⅰ.硅粉与HCl在300 ℃时反应生成1 mol SiHCl3气体和H2,放出225 kJ热量,该反应的热化学方程式为。
SiHCl3的电子式为。
Ⅱ.将SiCl4氢化为SiHCl3有三种方法,对应的反应依次为:①SiCl4(g)+H2(g)SiHCl3(g)+HCl(g) ΔH1>0②3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g) ΔH2<0③2SiCl4(g)+H2(g)+Si(s)+HCl(g)3SiHCl3(g) ΔH3(1)氢化过程中所需的高纯度H2可用惰性电极电解KOH溶液制备,写出产生H2的电极名称(填“阳极”或“阴极”),该电极反应方程式为。
高考化学模拟训练题1.(2020·广东省深圳中学模拟)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()【答案】C【解析】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·安徽合肥模拟)《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.黏土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料【答案】A【解析】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.(2020·湖南省武冈市二中模拟)材料与化学密切相关,表中对应关系错误的是()【答案】A【解析】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二氧化硅。
4.(2020·山东师范大学附属中学模拟)有科学家提出,硅是“21世纪的能源”,下面有关硅的叙述中,正确的是()A.硅单质化学性质不活泼,常温下不与任何物质反应B.硅是构成矿物和岩石的主要元素,硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位C.硅的化学性质不活泼,在自然界中可以以游离态存在D.硅在电子工业中,是重要的半导体材料【答案】D【解析】硅单质化学性质不活泼,但在常温下与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和氢气,故A错误;硅是构成矿物和岩石的主要元素,硅在地壳中的含量在所有的元素中居第二位,在地壳中的含量在所有的元素中居第一位的是氧元素,故B错误;硅是亲氧元素,在自然界中以化合态的形式存在,故C错误;硅的导电性介于导体与绝缘体之间,是良好的半导体材料,故D正确。
5.(2020·黑龙江省牡丹江市第一高级中学模拟)下列有关硅及硅的化合物的叙述中,正确的是()A.硅是光导纤维的主要成分B.硅是构成岩石与许多矿物的基本元素C.SiO2是酸性氧化物,不与任何酸发生反应D.可以通过SiO2一步制得硅酸【答案】B【解析】光导纤维的主要成分是二氧化硅,故A错误;硅是亲氧元素,岩石与许多矿物的基本元素中含有Si元素,故B正确;SiO2是酸性氧化物,但可与氢氟酸发生反应,故C错误;二氧化硅不溶于水,不能通过SiO2一步制得硅酸,故D错误。
答案选B。
6.(2020·湖北省葛洲坝中学模拟)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【答案】D【解析】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.(2020·河南省禹州市一中模拟)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【答案】D【解析】石墨烯是碳的单质,不是化合物,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。
8.(2020·山东省邹城市二模拟)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SiCl 4 外,还有SiHCl 3、SiH 2Cl 2、SiH 3Cl 、FeCl 3 等。
下列说法正确的是( )A .电弧炉中发生的反应为C +SiO 2=====高温CO 2↑+SiB .SiCl 4 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 L(标准状况)Cl 2D .该工艺Si 的产率高,符合绿色化学要求【答案】B【解析】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2C +SiO 2=====高温2CO↑+Si ,选项A 错误;B 项,在流化床反应器中除SiCl 4 外,还有SiHCl 3、SiH 2Cl 2、SiH 3Cl 、FeCl 3 等,故SiCl 4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Si→SiCl 4→Si ,每生产1 mol 高纯硅,需要44.8 L(标准状况)Cl 2,由于含有其他副反应,消耗Cl 2 大于44.8 L ,选项C 错误;D 项,该工艺中产生氯化氢气体且有氯气的参与,容易引起空气污染,不符合绿色化学要求,选项D 错误。
9.(2020·江西省莲花中学模拟)实验室用H 2还原SiHCl 3(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KC .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【答案】C【解析】制备高纯硅的反应为H 2+SiHCl 3=====高温Si +3HCl ,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,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SiHCl 3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Fe 2+,Fe 2+被H 2O 2氧化成Fe 3+,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.(2020·福建省厦门市二中模拟)水玻璃(Na 2SiO 3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域,是一种重要的工业原料。
如图是用稻壳灰(SiO 2:65%~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发生改变D.反应器中发生的反应为氧化还原反应【答案】A【解析】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,所以该流程中硅元素的化合价没有发生改变,错误;D项,反应器中发生的反应为SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O,此反应没有化合价的变化,属于非氧化还原反应,错误。
11.(2020·浙江省萧山中学模拟)二氧化硅是一种酸性氧化物,下列物质中不能和二氧化硅发生化学反应的是( )A.氢氟酸B.碳(高温下) C.碳酸钠(高温下) D.水【答案】D【解析】二氧化硅和氢氟酸反应生成四氟化硅和水,故A不选;高温下,二氧化硅和碳反应生成硅和一氧化碳,故B不选;高温下,二氧化硅和碳酸钠反应生成硅酸钠和二氧化碳,故C不选;二氧化硅和水不反应,故D选;故答案选D。
12.(2020·安徽省淮北市高级中学模拟)下列关于硅材料的说法不正确的是()A.钢化玻璃与普通玻璃的主要成分基本相同B.制普通玻璃的原料是石灰石、纯碱和石英砂C.陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料D.水玻璃是纯净物,可用于生产黏合剂和防火剂【答案】D【解析】钢化玻璃就是将普通退火玻璃先切割成要求尺寸,然后加热到接近软化点的700度左右,再进行快速均匀的冷却而得到的玻璃,故钢化玻璃与普通玻璃的主要成分基本相同,A正确;玻璃是传统硅酸盐产品,制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英,故B正确;陶瓷是传统无机非金属材料,是人类应用很早的硅酸盐材料,故C正确;水玻璃为硅酸钠的水溶液,属于混合物,故D错误。
13.(2020·江苏省如皋中学模拟)下列叙述中,正确的是()A.硅是良好的半导体材料,且是制造光缆的主要材料B.SiO2不溶于水,也不溶于任何酸C.观察K2SO4的焰色应透过蓝色的钴玻璃D.Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3,故在与其它非金属反应的产物中Fe也显+3价【答案】C【解析】晶体硅是良好的半导体材料,但是制造光缆的主要材料为二氧化硅,故A错误;二氧化硅能够与氢氟酸反应,故B错误;因钠的焰色对钾的焰色会产生干扰,因此K的焰色反应需要透过蓝色的钴玻璃观察,故C正确;硫的氧化性较弱,与铁反应生成硫化亚铁,故D错误;故选C。
14.(2020·浙江省温岭中学模拟)下列叙述正确的是()A.硅在自然界中能够以单质形式存在B.SiO2是酸性氧化物,所以不与任何酸反应C.可用Na2SiO3溶液和CO2反应来制备H2SiO3D.NaOH溶液可以盛装在带玻璃塞的磨口试剂瓶中【答案】C【解析】硅在自然界中都是以二氧化硅和硅酸盐的形式存在,故A错误;SiO2能与氢氟酸反应,不与其他酸、水反应,故B错误;强酸与弱酸的盐反应可制备弱酸,可用Na2SiO3溶液和CO2反应来制备H2SiO3,故C正确;NaOH溶液的存放方法是:密封保存,试剂瓶应用橡胶塞或软木塞,不能用玻璃塞,因为NaOH 能与玻璃中的SiO2反应生成具有粘性的硅酸钠,其化学方程式为:2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O,故D错误;答案选C。
15.(2020·黑龙江省齐齐哈尔市第八中学模拟)下列说法正确的是A.二氧化硅是制造太阳能电池的常用材料B.硅是非金属元素,合金材料中不可能含有硅C.酸性氧化物只能和碱反应,不能和酸反应D.水玻璃可用作木材防火剂【答案】D【解析】单质硅用于生产太阳能电池,故A错误;合金可以是金属与非金属的熔合物,所以合金材料中可以含有硅,如硅钢中含有硅元素,故B错误;二氧化硅是酸性氧化物,但二氧化硅能与氢氟酸反应,故C错误;水玻璃是硅酸钠的水溶液,可用作木材防火剂,故D正确。