届高考化学一轮复习基础练 专题41 碳硅及其无机非金属材料文档格式.docx
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【解析】二氧化硅不溶于水，A错误；
二氧化硅是酸性氧化物，能与氢氟酸反应，B错误；
二氧化硅不是半导体材料，硅是半导体材料，C错误；
工业上以二氧化硅为原料生产硅，即在高温下与碳反应生成一氧化碳和硅，D正确。
5．金华市博物馆陈列着大量明清砖瓦和精美瓷器（婺州窑）。
下列说法不正确的是（ ）
A．古代的陶瓷、砖瓦都是硅酸盐产品
B．普通玻璃的主要成分是SiO2
C．工业上制取水泥的主要原料为黏土、石灰石
D．婺州窑胎体的原料为高岭土[Al2Si2O5（OH）4]，以氧化物形式表示：
Al2O3·
2SiO2·
2H2O
解析 普通玻璃是由碳酸钙、碳酸钠和二氧化硅在高温下反应得到的产物，主要成份为硅酸钙、硅酸钠和二氧化硅的混合物，B错误；
工业上制取水泥的主要原料为黏土、石灰石，在高温下反应得到复杂的产物，C正确；
Al2Si2O5（OH）4用氧化物形式表示：
2H2O，D正确。
6．下列有关“化学与生活”的叙述正确的是
A．生石灰和碱石灰均可用作食品干燥剂
B．Fe（OH）3胶体无色、透明，能产生丁达尔现象
C．用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装该过程没有发生化学反应
D．雾霾是一种分散系，分散剂是空气，带活性炭口罩防雾霾的原理是吸附原理
【解析】碱石灰中含有氢氧化钠，具有强腐蚀性，不能用作食品干燥剂，故A错误；
Fe（OH）3胶体呈红褐色而不是无色，故B错误；
硅胶具有吸水性，可以做干燥剂，吸收水分，属于物理变化；
铁粉具有还原性，防止食物被氧化，发生氧化还原反应，属于化学变化，故C错误；
活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，雾霾是一种分散系，分散剂是空气，带活性炭口罩防雾霾的原理是吸附原理，故D正确。
7．有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”等观点。
假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不正确的是（ ）
A．硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料
B．自然界中存在大量单质硅
C．硅燃烧放出的热量大，且燃烧产物对环境污染程度低，容易有效控制
D．自然界硅的贮量丰富
解析 自然界硅的贮量丰富，大多数是以SiO2和硅酸盐的形式存在，无单质硅存在；
硅单质是固体，化学性质不活泼，所以硅便于运输、贮存，其燃烧产物SiO2对环境污染程度低，容易有效控制，故A、C、D项正确，B项错。
8．下列说法中不正确的是（ ）
A．天然二氧化硅俗称硅石B．石英的主要成分是二氧化硅
C．水晶是无色透明的石英晶体D．自然界中存在大量的单质硅
【解析】自然界中的硅元素以化合态形式存在，无游离态的单质硅存在，故D错误。
9．能用磨口玻璃塞玻璃瓶存放的试剂有（ ）
A．烧碱溶液B．浓硝酸
C．氢氟酸D．硅酸钠溶液
解析 硅酸钠水溶液具有粘性，易将玻璃塞和试剂瓶粘结在一起；
磨口玻璃塞中的二氧化硅能与氢氧化钠溶液发生反应，生成具有粘性的硅酸钠，容易使玻璃塞与瓶口粘结在一起；
氢氟酸易与玻璃中的二氧化硅发生反应，能腐蚀玻璃，应用塑料瓶存放；
浓硝酸和二氧化硅不反应，可以用磨口玻璃塞玻璃瓶存放。
10．下列说法中，错误的是（）
A．光导纤维是以二氧化硅为主要原料制成的
B．二氧化硅溶于水生成硅酸
C．NaOH溶液不能存放在磨口玻璃塞的试剂瓶中
D．二氧化硅是一种熔沸点很高、硬度很大的氧化物
【解析】光导纤维是以二氧化硅为主要原料制成的，A正确；
二氧化硅不溶于水，B错误；
氢氧化钠溶液能与二氧化硅反应生成黏性较强的硅酸钠，使玻璃塞与瓶口黏合在一起而不易打开，因此NaOH溶液不能存放在磨口玻璃塞的试剂瓶中，应该用橡皮塞，C正确；
二氧化硅是原子晶体，因此是一种熔沸点很高、硬度很大的氧化物，D正确；
11．下列叙述正确的是（ ）
A．硅酸胶体是纯净物
B．硅酸胶体粒子的直径在1～100nm之间
C．胶体区别于其他分散系的本质特征是有丁达尔效应
D．硅酸胶体的胶粒不能通过滤纸
解析 A项，硅酸胶体为混合物，错误；
B项，胶体粒子的直径在1～100nm之间，正确；
C项，胶体区别于其他分散系的本质特征为分散质粒子的直径大小，错误；
D项，胶体粒子能够通过滤纸，但不能通过半透膜，错误。
12．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
【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．根据二氧化硅的性质，回答下列问题：
（1）写出下列反应的化学方程式：
①二氧化硅与氧化钙反应____________________________________________________。
②二氧化硅与氢氧化钠溶液反应______________________________________________。
（2）实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞的原因是____________________。
（3）实验室中不能用玻璃瓶盛放氢氟酸的原因是__________________________________。
答案
（1）①SiO2＋CaO
CaSiO3
②SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
（2）玻璃中含有二氧化硅，能与碱反应，容易使瓶塞和瓶口粘在一起而不能打开
（3）氢氟酸极易与玻璃中的二氧化硅发生反应：
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
解析 二氧化硅是一种酸性氧化物，能与碱（如氢氧化钠）、碱性氧化物（如氧化钙）反应，一般不与酸（如硝酸）发生反应，但二氧化硅能与氢氟酸反应。
14．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H2SiO3
D．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．A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转化关系如下图所示。
A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质。
（1）形成单质A的元素，在化合物中的最高化合价为________。
（2）B的化学式是________，C的化学式是________，D的化学式是________。
（3）B与碳反应生成A和E的化学方程式为_____________________________________。
答案
（1）＋4价
（2）SiO2 CaSiO3 Na2SiO3
（3）SiO2＋2C
Si＋2CO↑
解析 本题的突破点是“A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质”，由此可知A为硅，B为二氧化硅，C为硅酸钙，D为硅酸钠。
16．下列说法正确的是（ ）
A．在粗硅的制取中发生2C＋SiO2
2CO↑＋Si，硅被还原，所以碳的还原性强于硅的还原性
B．盛放NaOH溶液时，使用带玻璃塞的磨口瓶
C．用SiO2制取硅酸，应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应，然后再通入CO2
D．由Na2CO3＋SiO2
Na2SiO3＋CO2↑可知，硅酸的酸性强于碳酸
【解析】依据元素周期律，硅的还原性大于碳，上述反应能发生是因为产物中有CO气体生成，使平衡向右移动，故A错误；
磨口玻璃塞中玻璃成分二氧化硅能和氢氧化钠反应，生成具有粘性的硅酸钠，造成玻璃塞和瓶体粘在一起，不便于打开，所以盛放氢氧化钠溶液时，不可以用玻璃瓶塞，故B错误；
二氧化硅难溶于水，所以无法用二氧化硅和水直接反应制得，用SiO2制取硅酸，先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应，SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，因碳酸酸性强于硅酸且硅酸溶解度较小的沉淀，所以通入CO2，发生Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3，制得硅酸，故C正确；
反应不是在水溶液中进行的，且产物中有气体生成，与酸性强弱无关，一般在溶液中强酸可制得弱酸，即硅酸钠溶液中通入CO2，制得硅酸说明碳酸酸性强于硅酸，故D错误。
17．下列叙述正确的是（ ）
A．硅酸钠是硅酸盐，但不能溶于水
B．电影银幕用水玻璃浸泡，主要是为了防腐
C．建筑工业常用水玻璃作黏合剂
D．用水玻璃浸泡铁道的木制枕木，主要是为了防火
答案 C
解析 Na2SiO3既是硅酸盐，又是钠盐，硅酸盐大多难溶于水，而钠盐均易溶于水；
浸泡银幕主要是为了防火，而浸泡枕木主要是为了防腐；
水玻璃有黏合作用，常作黏合剂。
【解析】硅是将太阳能转化变为电能的常用材料，A错误；
水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅，B错误；
水玻璃是硅酸钠的水溶液，可用于生产黏合剂和防火剂，C正确；
二氧化硅既能跟HF反应，又能跟NaOH反应，但二氧化硅是酸性氧化物，D错误，答案选C。
18．下列叙述中，从化学角度分析不正确的是（ ）
A．长期盛放NaOH溶液的滴瓶不易打开，是因为NaOH与瓶中的CO2反应导致瓶内气体减少形成“负压”的缘故
B．硅的提纯与应用，促进了半导体元件与集成芯片的发展，可以说：
“硅是信息技术革命的催化剂”
C．“雨后彩虹”、“海市蜃楼”既是一种光学现象，也与胶体的知识有关
D．“水滴石穿”主要是溶解了CO2的雨水与CaCO3长期作用生成了可溶性的Ca（HCO3）2的缘故
【答案】A
【解析】玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅和氢氧化钠溶液反应生成粘性的硅酸钠，从而使玻璃塞和玻璃瓶粘结在一起而难打开，故A错误；
硅能够导电，半导体元件与集成芯片的主要成分是硅单质所以硅的提纯与应用促进了半导体元件与集成芯片事业的发展故B正确；
空气也是一种胶体，“海市蜃楼”、“雨后彩虹”既是一种光学现象，也与胶体的丁达尔效应有关，故C正确；
碳酸钙与二氧化碳的水溶液反应生成可溶性的碳酸氢钙，所以溶解了CO2的雨水能把石头穿透，故D正确；
综上所述，本题选A。
19．用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，其中正确的是（ ）
A．钙沸石[CaAl2Si3O10·
3H2O]表示为Al2O3·
CaO·
3SiO2·
3H2O
B．镁橄榄石（Mg2SiO4）表示为MgO·
SiO2
C．钾云母（K2Al6Si6H4O24）表示为K2O·
2H2O·
3Al2O3·
6SiO2
D．滑石（Mg3H2Si4O12）表示为3MgO·
4SiO2·
H2O
答案 D
解析 根据硅酸盐改写氧化物的要求可以判断，A中Al2O3和CaO的排列顺序有误；
B中化学计量数出现了分数；
C中正确的写法应为K2O·
6SiO2·
2H2O；
D的写法符合要求。
20．下列各组物质之间不能通过一步就能实现如图所示转化的是（）
物质编号
物质转化关系
a
b
c
d
A
Na2SiO3
Si
H2SiO3
B
Na2O
Na2O2
Na
NaOH
C
Al2O3
NaAlO2
Al
Al（OH）3
D
FeCl2
FeCl3
Fe
CuCl2
A．AB．BC．CD．D
【解析】二氧化硅与氢氧化钠溶液反应转化为硅酸钠，硅酸钠与酸反应转化为硅酸，硅酸分解转化为二氧化硅，硅与氧气反应生成二氧化硅，与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠，通过一步就能实现，A不选；
氧化钠与氧气反应转化为过氧化钠，过氧化钠溶于水转化为氢氧化钠，钠与氧气常温下反应生成氧化钠，点燃或加热时生成过氧化钠，但氢氧化钠不能转化为氧化钠，B选；
氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，偏铝酸钠与酸反应可以生成氢氧化铝，氢氧化铝分解生成氧化铝，铝与氧气反应生成氧化铝，与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，通过一步就能实现，C不选；
氯化亚铁与氯气反应生成氯化铁，氯化铁与铜反应可以生成氯化铜，氯化铜与铁反应生成氯化亚铁，铁与盐酸反应生成氯化亚铁，与氯气反应生成氯化铁，通过一步就能实现，D不选；
21.下列说法错误的是（）
A．（2019新课标Ⅲ）高纯硅可用于制作光感电池
B．（2019江苏）SiO2熔点高硬度大，可用于制光导纤维
C．（2019浙江）天然石英和水晶的主要成分都是二氧化硅
D.（2018天津）汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器，其主要原料为黏士
【解析】硅是半导体，高纯硅可用于制作光感电池，A正确；
SiO2传导光的能力非常强，用于制光导纤维，SiO2用于制光导纤维与SiO2熔点高硬度大没有对应关系，B错误；
石英、水晶、硅石、沙子的主要成分均为二氧化硅，C正确；
陶瓷的制造原料为黏土，D正确。
22.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】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；
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；
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；
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。
23.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
【解析】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；
聚氨酯为有机高分子化合物，不属于无机非金属材料，故B不符合题意；
碳包覆银纳米材料属于复合材料，不属于无机非金属材料，且银不是主族元素，故C不符合题意；
钛合金为含有金属钛元素的合金，其属于金属材料，不属于无机非金属材料，故D不符合题意；
综上所述，本题应选A。
24.CO2是自然界碳循环中的重要物质。
下列过程会引起大气中CO2含量上升的是（ ）
A．光合作用B．自然降雨
C．化石燃料的燃烧D．碳酸盐的沉积
【解析】光合作用过程中植物吸收CO2使CO2含量下降，A项不符合题意；
自然降雨的过程会消耗CO2，使CO2含量下降，B项不符合题意；
化石燃料燃烧时会产生CO2，使CO2含量上升，C项符合题意；
碳酸盐沉积指由于形成海洋或湖泊底部的粒状、泥状碳酸盐矿物及其集合体，通过生物作用或从过饱和碳酸盐的水体中直接沉淀，水体中生物活动消耗CO2，使CO2含量下降，D项不符合题意。
25.我国在CO2催化加氢制取汽油方面取得突破性进展，CO2转化过程示意图如下：
A．反应①的产物中含有水
B．反应②中只有碳碳键形成
C．汽油主要是C5～C11的烃类混合物
D．图中a的名称是2甲基丁烷
【答案】B
【解析】反应①是CO2与H2反应生成了CO，根据元素守恒可推断有H2O生成，A项正确；
反应②是CO与H2反应生成（CH2）n，（CH2）n中还含有碳氢键，B项错误；
由示意图可知，汽油的主要成分是C5～C11的烃类混合物，C项正确；
根据a的球棍模型，可得其结构简式为CH3CH（CH3）CH2CH3，系统名称为2甲基丁烷，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：
回答下列问题：
（1）在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。
加入硝酸的目的是_______________________________________________，还可使用____________代替硝酸。
（2）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___________________________________________________________________________。
（3）加氨水过程中加热的目的是__________________________。
沉淀B的主要成分为____________、______________（写化学式）。
【解析】
（1）水泥熟料中的CaO和铁、铝、镁等金属的氧化物均能溶于盐酸，加入硝酸能将水泥样品中可能含有的Fe2＋氧化为Fe3＋，为了不引入新杂质，还可用H2O2代替硝酸。
（2）根据图示流程可知，不溶于盐酸和硝酸的沉淀A为SiO2（或H2SiO3），SiO2（或H2SiO3）能溶于弱酸氢氟酸，生成SiF4和H2O。
（3）加入氨水调节溶液的pH＝4～5的过程中加热，能防止胶体生成，易沉淀分离，结合流程图可知，沉淀B的主要成分是Al（OH）3和Fe（OH）3。
【答案】
（1）将样品中可能存在的Fe2＋氧化为Fe3＋ H2O2
（2）SiO2（或H2SiO3） SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O（或H2SiO3＋4HF===SiF4↑＋3H2O）
（3）防止胶体生成，易沉淀分离 Al（OH）3 Fe（OH）3
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