第11讲--碳、硅及无机非金属材料(练)(解析版).docx

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第一部分：高考真题感悟
.正误判断，正确的打错误的打“X”
⑴河姆渡出土陶灶，属于陶器，兽首玛瑙杯主要成分为二氧化硅（2021 ・广东，1BC）（ N ）
⑵利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品，是利用了氢氟酸可与SiCh反应（2021 .广东，4C）（ 7 ）
（3）硅酸钠是一种难溶于水的硅酸盐（2021 •浙江6月选考，9A）（ x ）
（4）SiCh可用来制造光导纤维（，9B）（ < ）
⑸向 NazSiCh溶液中滴加稀盐酸：Na2SiO3+2H+=H2SiO31+2Na+（2019・江苏，7D）（ x ）
（6）高纯硅可用于制作光感电池（2019•全国卷III, 7A）（ < ）
.（2020•浙江7月选考，24）Ca3SiO5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（ ）
：Ca3SiO5+4NH4Cl=^=CaSiO3+2CaCl2+4NH3?+2H2O
，需要密封保存

，所得固体产物主要为SiCh
【答案】D
【解析】Ca3SiO5可看作CaSiO3・2CaO,它与NH4cl固体混合加热,反应生成CaSiCh、CaCl2> NH3和H2O, A正确；Ca3SiO5能够吸水，故需要密封保存，B正确；由于H2s03的酸性强于HzSiCh，CasSiOs与SO2反 应可生成CaSCh，C正确；Ca3SiO5与足量盐酸作用，析出HzSiCh沉淀，故所得固体产物主要是HzSiCh，D 错误。
.（2019•全国卷I , 7）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
，由黏土经高温烧结而成
，主要化学成分是硅酸盐
，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点
【答案】A
【解析】“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色与氧化亚铁有关，而氧化铁显红棕色，A项错误；秦兵马俑是 陶制品，由黏土经高温烧结而成，B项正确；陶瓷以黏土为原料，经高温烧制而成，，主要成 分是硅酸盐，C项正确；陶瓷主要成分是硅酸盐，硅酸盐中硅元素化合价处于最高价，化学性质稳定，具有 耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点，D项正确。
.（, 26）水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2,并含有一定量的铁、 铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：
③硝酸
【解析】(1)根据原子个数守恒可写出化学方程式3SiC14+2N2+6H2=Si3N4+ 12HClo (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。②因为该反应是放热反应，如果温度过高，局部过热，会导致硅熔化成团，阻碍与N2的接触；通 入氢气能将体系中的氧气转化为水蒸气，而易被除去。③由于工业用硅中含有铜的氧化物，在反应中氧化 铜能被还原生成铜，因此要除去铜应该选择硝酸，盐酸和硫酸不能溶解铜，氢氟酸能腐蚀氮化硅。
15. (2021 .全国•高三开学考试)(14分)化合物A由三种短周期元素组成，某兴趣小组进行了如下实验:
g A
20 mL 3 mol/L
120 mL 1 mol/L
气体甲
溶液乙
g
启溶饕容产皿噩冬白色固体甲,小
已知：气体甲为纯净物且只含两种元素，在标况下体积为672mL；固体甲为常用的耐火材料，溶液乙为建 筑行业中常用的粘合剂。请回答下列问题：
(1)A的组成元素为 (用元素符号表示)，A的化学式为；
(2)写出A溶于盐酸的化学方程式 o
(3)写出气体甲与NaOH (aq)反应的离子方程式。
(4)往溶液乙中通入少量CO2气体发生的化学方程式 o
(5)高温下A与足量氯气能发生剧烈爆炸，生成三种常见化合物，试写出相应的化学方程式
【答案】(除标注外，每空2分)(1) Mg、Si、H (3分) MgSi2H4 (3分)
MgSi2H4+2HC仁Si2H6T+MgCL
Si2H6+4OH+2H2O=2SiO；+7H2T
Na2SiO3 + CO2 + H2O=Na2cO3 + H2SiO3；
MgSi2H4+702煞MgCL+2SiC14+4HCl
【解析】 gA中加入20 mL3 mol/L的盐酸发生反应生成气体甲为纯净物且只含两种元素，在标况下体积
为672 mL,物质的量〃=——: = ,气体甲和120 mLimol/L的氢氧化钠溶液恰好完全反应生

成气体单质乙和溶液乙，溶液乙为建筑行业中常用的粘合剂，溶液乙为硅酸钠溶液，说明A中含硅元素、 氢元素，溶液甲只含一种溶质，加入过量氢氧化钠溶液生成氢氧化物白色沉淀，加热得到白色固体甲为常 用的耐火材料，固体甲应为氧化镁，白色沉淀为Mg(OH)2,则判断甲溶液中含Mg元素，为MgCb溶液,
计算得到镁的物质的量"(Mg)=
l・20g
40g / mol
=,则A含有的元素为Mg、Si、H元素，气体甲为纯净
物且只含两种元素为Si、H组成， mLimol/L的氢氧化钠溶液恰好完全反应
生成气体单质乙和溶液乙，消耗NaOH物质的量= mol/L= mol,则气体甲和氢氧化钠反应的物
质的量之比为1： 4,生成SiO；和氢气，根据原子守恒得到甲为Si2H6,甲和氢氧化钠溶液反应的离子方程
式：Si2H6+4OH-+2H2O=2SiO；-+7H2f, 〃(Si)=,所含氢元素物质的量
/TT、-- „ .. .
〃(H)= 茨~~; = , n(Mg)： zi(Si)： n(H)=： ：
Ig/mol
=l： 2： 4, A 为 MgSi2H4。
(1)根据上述分析，A含有的元素为Mg、Si、H元素；A为MgSi2H4；故答案为：Mg、Si、H； MgSi2H4；
(2)根据上述分析，A为MgSi2H4,气体甲为Si2H6,溶液甲为MgCL,故A溶于盐酸的化学方程式为
MgSi2H4+2HCl=Si2H6T+MgCb。
⑶气体甲为Si2H6,气体甲和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和氢气，离子方程式为：Si2H6+4OH-+2H20=2
SiO；+7H2T，故答案为：Si2H6+4OH+2H2O=2SiO：+7H2T；
(4)溶液乙为硅酸钠溶液，通入少量二氧化碳反应生成硅酸沉淀和碳酸钠，化学方程式为：Na2SiO3 + CO2 + H2O=Na2CO3 + H2SiO3；,故答案为：Na2SiO3 CO2 + H2O=Na2CO3 + H2SiO3i；
(5)高温下，A与足量氯气能发生剧烈爆炸，生成三种常见化合物为氯化镁、四氯化硅和氯化氢，反应的化 学方程式：MgSi2H4+702煞MgC12+2SiC14+4HCL 故答案为：MgSi2H4+7Cb煞MgCb+2SiC14+4HCl。
水泥样品
氯化镀
盐酸、 硝酸
沉淀A
氨水r pH=4〜5
加热」滤 液
沉淀B
草酸镂
溶液
硫酸. KMnO,
一"法测定
回答下列问题：
⑴在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化镂为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是 ，还可以使用 代替硝酸。
⑵沉淀A的主要成分是，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为 ⑶加氨水过程中加热的目的是
o
沉淀B的主要成分为、(填化学式)。
⑷草酸钙沉淀经稀H2s04处理后，用KMnO4标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量，滴定 反应为：MnO； + H+ + H2C2O4—>Mn2+ + CO2+ g水泥样品，滴定时消耗了 0 mol-L- mL,则该水泥样品中钙的质量分数为。
【答案】⑴将样品中可能存在的 度+氧化为Fe3+ H2O2 (2)SiO2(或H2SiO3) SiO2 + 4HF=SiF4T+ 2H2。(或 H2SiO3+4HF=SiF4f +3H2O) (3)防止胶体生成，易于沉淀分离 A1(OH)3 Fe(OH)3 (4)%
【解析】(1)水泥样品中含有铁的氧化物。加入盐酸后的溶液中可能含有Fe3+、Fe2+, Fe?+在pH为4〜5时 不能形成沉淀除去，所以需要先加入氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+,故加入硝酸的目的是将样品中可能存在的 Fe2+氧化为Fe3+；双氧水是一种强氧化剂，可将Fe?+氧化为Fe?*,本身被还原为水，不会引入新的杂质离 子，故可用双氧水代替硝酸。
⑵钙、铁、铝和镁等金属的氧化物都能溶于盐酸和硝酸的混合液，而二氧化硅不与盐酸、硝酸反应，故沉 淀A的主要成分为SiO2;二氧化硅可与氢氟酸反应，生成四氟化硅和水，该反应的化学方程式为SiO2 + 4HF=SiF4T + 2H2Oo
⑶Fe3+和AF+在pH为4〜5时可水解生成氢氧化铁、氢氧化铝，水解过程中会生成氢氧化铁胶体和氢氧化 铝胶体，不利于分离出沉淀，加热可使胶体聚沉，有利于分离出沉淀，所以加热可防止胶体的生成，易于 沉淀分离，故沉淀B的主要成分为A1(OH)3、Fe(OH)3o
(4)根据化合价升降法、电荷守恒和质量守恒配平可得：2MnO； + 6H + + 5H2C2O4=2Mn2+ +1OCO2T + 8H2O, 设含钙的物质的量为xmol,由反应方程式和钙元素守恒可得关系式：
5Ca2+ 〜 5H2c2。4 〜 2MnO；
5 mol 2 mol
x mol 0 mobL",-3L
解得犬=(p3, -3 mo]x40g・moL=,故该水泥样品 中钙的质量分数为普黯 xl00%=%。
第二部分：最新模拟精练
完卷时间：50分钟
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12*5分）
高温
（2022•江苏苏州•模拟预测）工'也可通过A12O3+N2+3C^ 2A1N+3CO制得高温陶瓷材料A1N。下列说
法正确的是
B. A1N是分子晶体
C. N2发生氧化反应
【答案】A
【解析】、水泥和陶瓷均属于无机硅酸盐产品，则传统陶瓷主要成分是硅酸盐，A正确；B. A1N
高温
具有很高的熔点，故不是分子晶体，而是共价晶体（或者称为原子晶体），B错误；C. ALO3+N2+3C - 2A1N+3co反应中N的化合价由。价降低到-3价，故N2发生还原反应，C错误； 化合物互相交换成分生成两种新的化合物的反应，故该反应不属于复分解反应，属于氧化还原反应，D错 误；故答案为：Ao
（2022・江苏•模拟预测）我国拟定于2022年底发射“爱因斯坦”探针卫星，首次填补时域天文观测和高能
天体物理研究的国际空白。X射线主探器单体结构如图，下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是
镀窗
石英玻璃
光电倍增管
前端电子学组件
光电倍增管减震套 及磁屏蔽罩
Nai
Csl
，可作主探器的射线窗
，可作光导材料
SiC）2属于原子晶体，可作耐高温l材料
Nai、Csl遇光易分解，作为闪烁体
【答案】D
【解析】，将镀做成镀片，A不选；，传导光的能力非常
强，可作光导材料，B不选；C. SiCh属于原子晶体，熔点很局，可作耐局温材料，C不选；D. NaL CsI 能作为闪烁体的原因是：吸收高能粒子，闪烁体中的电子被激发跃迁后又回到基态，释放光能而发光，不 涉及化学变化，即不涉及Nai、CsI的分解，D选；答案选D。
（2022・）天然SiO?晶体称为水晶，是古代重要宝石品种。有关Si。？的说法错误的是
= O键
【答案】D
【解析】A. SiCh属于原子晶体，A正确；B. SiCh难溶于水，在熔融状态下也不能导电，属于非电解质，
B正确；C. SiCh属于酸性氧化物，能和强碱反应生成硅酸盐和水，C正确；D. SiCh晶体中只含有Si-0键, 不含Si=O键，D错误；故选D。
（）“十四五”工作报告强调，中国将加速建设新能源供给消纳体系。硅基能源逐步取 代碳基能源的革命，必须举全国之力破解芯片技术受制于人的困局。以下说法不正确的是
、石油、天然气，我国的煤炭资源禀赋优于石油
，从沙滩到用户，硅发生了还原反应

-电子级氟化氢可加压保存在玻璃罐体中
【答案】D
【解析】、石油、天然气，我国的煤炭储量及开发技术均优于石油，A说法正确； 在地壳中的含量仅次于氧，从沙滩到用户，硅由SiCh转化为硅单质，化合价下降，发生了还原反应，B说 法正确；，形成PN结，在接通电源或受光的激发，自由电子可向
空穴方向移动（单向移动）（见图）,
Y V
• • • ・ ・ - • •
N型半导体
C说法正确；
p型半导体
璃容器中二氧化硅发生反应，故D说法错误。故选D。
（）近年来我国取得让世界瞩目的科技成果，化学功不可没。下列说法不正确的是
A. “天和核心舱”电推进系统中的腔体采用氮化硼陶瓷属于有机物
B.“北斗系统”组网成功，北斗芯片中的半导体材料为硅
C.“嫦娥五号”运载火箭用液氧液氢推进剂，产物对环境无污染
D. “奋斗者”号潜水器外壳材料为钛合金，22号钛元素属于过渡元素
【答案】A
【解析】，A说法错误；，可用于制作芯片，B 说法正确；，产物是水，对环境没有污染，C说法正确； 周期第HB族，属于过渡金属元素，D说法正确；答案选A。
（2022•河北沧州•二模）作为我国将“碳达峰、碳中和”纳入生态文明建设整体布局后的首个世界级体育盛 会，北京2022年冬奥会向世界展现了我国的科技实力。下列说法错误的是

“测温创可贴”的测温芯片主要成分是二氧化硅
，对保护臭氧层作出重要贡献
、甘蔗渣的主要成分都属于糖类
【答案】B
【解析】，属于无机材料，A正确；，可用于制作 芯片，则测温芯片主要成分是硅，B错误；，用二氧化碳取代氟利昂作为制 冷剂，可保护臭氧层，C正确；、甘蔗中蔗糖属于二糖，它们都属于糖类，D正确；故选: Bo
（2022・上海・三模）由于石墨烯独特的结构，在石墨烯薄膜上施加较低的电压（1-10V）即可产生较高的热 量，平昌冬奥会“北京8分钟”主创团队用石墨烯制作了 20℃能发热4h的智能服饰，向世界展现了新时代的 中国形象，下列说法中错误的是

石墨烯属于单质

，使电能转化为热能
【答案】A
【解析】，是能够导热的非金属材料，A错误；，B正确；
墨烯属于碳单质，碳单质具有良好的导电性，可以导电，C正确；，在石墨烯薄膜上
施加较低的电压（1-10V）即可产生较高的热量，使电能转化为热能，D正确；答案选A。
（）部分含碳物质的分类与相应碳元素的化合价关系如图所示。下列说
法错误的是

p转化为r可通过化合反应来实现
m转化为n或o的反应均释放能量
n的一种同素异形体中既存在共价键也存在范德华力
【答案】C
【解析】依据价类二维图可知：m为甲烷、n为碳单质、。为CO、p为CO2、r为碳酸盐。A. p为二氧化 碳，可做制冷剂用于人工降雨，A项正确；，是化合反应实现，B 项正确；，C项错误；，如金刚石、石墨等， 石墨既存在共价键也存在范德华力，D项正确；答案选C。
（）“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金。”诗句中的“沙”的主要成分是Si。？，下列 说法错误的是
Si。?属于酸性氧化物，不与任何酸反应
“水玻璃”可以由Si。?与NaOH溶液反应制得
SiC>2是制取传统硅酸盐产品玻璃的原料之一
“从沙滩到用户”，这句话涉及工业上制备粗硅的工艺
【答案】A
【解析】A. Si。?属于酸性氧化物，但其能与氢氟酸反应，A项错误；B.“水玻璃”是硅酸钠溶液，可由Si。?
与NaOH溶液反应制得，B项正确；、硅酸钙和二氧化硅，Si。?与碳酸钠在高 温条件下反应生成硅酸钠和二氧化碳，C项正确；D. “从沙滩到用户”的实质为工业上制粗硅的反应原理,
即SiC>2 + 2C^—Si（粗硅） + 2COf, D项正确；故选A。
（2022・）硅及其化合物在人类进步中发挥了重要作用。Si和SiC用于制造芯片，SiC）2用 于制造光纤，NazSiOs用作木材防火剂。下列说法正确的是
A. Si在自然界以游离态存在 B. Si和SiC具有优良的导电性
C. Si。？不与酸反应 D. NazSiO3溶液可与CO?反应
【答案】D
【解析】，而不是游离态形式存，故A错误；B. Si和SiC属于半导体，导 电能力弱，故B错误；C. SiCh能与氢氟酸发生反应，而不是不与任何酸反应，故C错误； 比硅酸强，则NazSiCh溶液可与CO2反应生成HzSiCh,故D正确；故选：D。
（）寿山石是中国传统四大印章石之一，含叶蜡石、高岭石等黏土矿物。下列说法 错误的是
、高岭石的主要成分属于硅酸盐
、强碱接触
【答案】A
【解析】，雕刻印章时通常用钢刀或金刚石进行，故寿山石的硬 度比金刚石小，A错误；
，故叶蜡石、高岭石的主要成分属于硅酸盐，B正确；C. Fe2O3是一种红棕色粉末，故 寿山石的红色条纹与Fe203含量有关，C正确；，既能与强酸又能与强碱反应， 故寿山石印章要避免与强酸、强碱接触，D正确；故答案为：Ao
（2022•天津市咸水沽第一中学模拟预测）第24届冬奥会于2022年2月4日在北京开幕，“科技冬奥” 理念，体现在方方面面。下列说法不正确的是
，属于天然有机高分子
，属于新型有机非金属材料
，属于金属材料
D. “天机芯”是全球首款异构融合类脑计算芯片，其主要成分是高纯硅
【答案】B
【解析】，纤维素属于天然有机高分子化合物，A正确；