2024届高考化学一轮总复习第四章第14讲碳、硅及无机非金属材料练习(含解析)

碳、硅及无机非金属材料

1．下列哪些材料是新型无机非金属材料( )

①氧化铝陶瓷；②氮化硅陶瓷；③碳化硅陶瓷；④氮化铝陶瓷；⑤氮化钛陶瓷；⑥硅化硼陶瓷；⑦二硅化铜陶瓷

A．仅①②③ C．仅①⑤⑥ 答案：D

2．(2024·河南南阳期末)《天工开物》记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无砂粘(黏)土而为之”，“凡坯既成，干燥之后，则堆积窑中燃薪举火”，“浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法”。下列说法中错误的是( )

A．沙子和黏土主要成分为硅酸盐

B．“燃薪举火”使黏土发生复杂的物理化学变化 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等的主要原料

解析：沙子的主要成分为SiO2，不属于硅酸盐，A错误；“燃薪举火”是使成型的黏土器皿发生复杂的物理化学变化而制成陶器，B正确；烧制过程中铁的化合物被氧化为氧化铁，得到红瓦，若浇水则发生还原反应得到氧化亚铁而成为青瓦，C正确；砖瓦、陶瓷的主要原料是黏土，D正确。

答案：A

3．下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是( ) ①硅酸盐Na2Fe2Si3O10用氧化物的形式表示为 Na2O·2FeO·3SiO2

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单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料 A．②③ C．①④

B．①③ D．④ B．仅①③④⑤ D．全部都是

解析：①硅酸盐Na2Fe2Si3O10中Fe的化合价是＋3价，所以用氧化物的形式表示为Na2O·Fe2O3·3SiO2，错误；②水晶的主要成分是二氧化硅，不属于硅酸盐制品，错误；③用于制作光导纤维的材料是二氧化硅，不是硅单质，错误；④单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料，正确，所以答案为D。

答案：D

4．(2024·福建龙岩教学质量检查)“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑各色青瓷的诗句，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．沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐

解析：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；硅酸盐制品性质稳定、熔点高，C项正确；沙子的主要成分是SiO2，黏土的主要成分是硅酸盐，D项错误。

答案：C

5．(2024·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SiO2 B．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·H2O D．展示的青铜器上有一层绿色物质可能是碱式碳酸铜，此绿色物质不溶于盐酸 解析：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而溶解，D项错误。

答案：B

6．(2024·山西45校第一次联考)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、C、C、C60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

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SO2、NO、NO2等大量排放形成的，B项错误；C、C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。

答案：A

7．下列关于SiO2和CO2的叙述不正确的是( ) A．都是共价化合物

B．SiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨

12

14

12

14

C．都能溶于水且与水反应生成相应的酸 D．都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应 解析：SiO2不溶于水且与水不反应，C项错误。 答案：C

8．下列叙述正确的是( )

高温

A．因为Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强 B．碳和硅都是第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 解析：A项的反应之所以能够发生，是因为生成的产物中有气体生成，平衡正向移动，促使反应能够顺利进行，故不能通过此反应判断H2CO3与H2SiO3的酸性强弱，A错误；CO2和SiO2的物理性质差异较大，B错误；SiO2与氢氟酸的反应不属于两性氧化物，因为SiO2与一般酸不反应，C错误。

答案：D

9．下列物质间的转化不能通过一步反应完成的是( ) A．SiO2―→Si C．SiO2―→H2SiO3

B．H2SiO3―→SiO2 D．Si―→Na2SiO3

△

解析：A项，SiO2＋2C高温,Si＋2CO↑；B项，H2SiO3=====SiO2＋H2O；C项，SiO2不能与水反应生成H2SiO3，也无法与其他物质通过一步反应生成H2SiO3；D项，Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。

答案：C

10．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＋CO3＋H2SiO3 B．澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca(OH)2＋2CO2===Ca＋2HCO3 C．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===SiO3＋H2O

解析：Na2SiO3是强电解质，应拆成Na、SiO3，且应生成HCO3，A错；B项正确写法是CO2＋OH===HCO3；C项，氢氟酸是弱酸，不能拆分成H和F。

答案：D

11．将足量CO2气体通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后得到的固体物质是( )

A．Na2SiO3 C．Na2CO3、SiO2

B．Na2CO3、Na2SiO3 D．SiO2

－

－

＋

－

＋

2－

－

－

2－

＋

－

2＋

－

＋

2－

解析：将足量CO2气体通入水玻璃中，发生反应：2CO2＋Na2SiO3＋2H2O===H2SiO3↓＋△△

2NaHCO3；加热蒸干，高温灼烧时发生反应：H2SiO3=====H2O＋SiO2；2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑高温

＋H2O；Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑，所以最后所得固体物质是Na2SiO3，故选A项。

答案：A

12．二氧化硅(SiO2)又称硅石，是制备硅及其化合物的重要原料(如图所示)。下列说法正确的是( )

A．SiO2既能与HF反应，又能与NaOH反应，属于两性氧化物 B．盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞 C．硅胶吸水后不能重复使用

D．图中所示转化反应都是氧化还原反应

解析：二氧化硅与NaOH反应：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，生成了盐和水，SiO2只能与HF反应，即只是能和特殊酸反应，和其他酸不反应，和酸的反应没有普遍性，所以二氧化硅不是两性氧化物，故A错误；Na2CO3溶液呈碱性，二氧化硅能与碱反应生成具有黏合性的硅酸钠，使玻璃塞无法打开，故B正确；硅胶吸附水分后，可通过热脱附方式将水分除去重复使用，故C错误；图中二氧化硅与氢氟酸、氢氧化钠、碳酸钠的反应，硅酸钠与盐酸的反应，硅酸的分解，硅酸的生成，元素的化合价都没有发生变化，是非氧化还原反应，故D错误。

答案：B

13．(1)将下列左栏中的物质与右栏中对应的性质、用途用线连起来：

(2)填写下列材料主要化学成分的化学式。 ①刚玉：____________；

②大理石、石灰石：____________；

③普通玻璃：____________； ④石英、水晶：____________。

答案：(1)①—c ②—a ③—e ④—b ⑤—d (2)①Al2O3 ②CaCO3 ③Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 ④SiO2

14．X是一种新型无机非金属材料，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击性。有关生产过程如下：

为了确定C的组成，某同学进行了以下的探究过程。已知F、G都是难溶于水和稀硝酸的白色沉淀，I可用于制造光导纤维。

按要求回答下列问题：

(1)C的化学式为________；X的化学式为________。 (2)写出下列方程式

反应①的化学方程式：_____________________________________________________； 反应⑦的离子方程式：_____________________________________________________。 解析：本题可从I入手推断，I可用于制造光导纤维，故其为二氧化硅，F为硅酸，H为硅酸钠。E为HCl，C为四氯化硅，X为Si3N4。反应①为Si与Cl2反应生成SiCl4，反应⑦为硅酸钠与过量的二氧化碳反应生成硅酸和碳酸氢钠。

答案：(1)SiCl4 Si3N4

(2)Si＋2Cl2△,SiCl4 SiO3＋2H2O＋2CO2===H2SiO3↓＋2HCO3

15．二氯二氢硅(SiH2Cl2)常用于外延法工艺中重要的硅源。易燃、有毒，与水接触易水解，沸点为8.2 ℃。在铜催化作用下，HCl与硅在250～260 ℃反应可以制得SiH2Cl2。

2－

－

(1)以浓硫酸、浓盐酸为原料，选用A装置制取HCl，利用了浓硫酸的________性。 (2)D装置中生成二氯二氢硅的化学方程式为__________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)按照气体从左到右的方向，制取SiH2Cl2的装置(h处用止水夹夹好)连接次序为