课时微练20 碳、硅及无机非金属材料(作业课件)-【赢在微点·顶层设计】2025年高中化学高考一轮总复习

高考复习顶层设计·化学 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 一、选择题:每小题只有一个选项符合题意 1.2023年诺贝尔化学奖授予三位探索纳米和量子点领域的科学家。纳米SiO2晶体具有颗粒尺寸小、微孔多、比表面积大、对紫外线反射能力强等特点。下列关于纳米SiO2晶体的说法正确的是(　　) A.熔点低于大块SiO2晶体 B.属于胶体,能产生丁达尔效应 C.与大块SiO2晶体属于同分异构体 D.与NaOH、HF都能反应,属于两性氧化物 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　纳米SiO2晶体颗粒尺寸小,相对大块SiO2晶体来说,其中有一部分共价键断裂,熔化时需要克服的作用力小一些,熔点低一些,A项正确;纳米SiO2晶体是纯净物,而胶体是混合物,B项错误;纳米SiO2晶体和大块SiO2晶体都是共价晶体,由原子构成,没有分子式,不属于同分异构体,C项错误;SiO2能与NaOH反应生成硅酸钠和水,SiO2能和HF反应,但是SiO2不是和所有的酸都能反应,只能和HF反应,和其他酸不反应,是酸性氧化物不是两性氧化物,D项错误。 答案　A 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 2.文物是历史的活化石,是传承文化最好的物质载体。下列文物的材质不属于硅酸盐的是(　　) A.皇后玉玺 B.唐鎏金伎乐纹八棱银杯 C.三彩骆驼载伎乐俑 D.青瓷提梁倒灌壶 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　皇后玉玺由玉雕刻而成,玉的主要成分是硅酸盐,A项不符合题意;唐鎏金伎乐纹八棱银杯的主要成分为银,不属于硅酸盐,B项符合题意;三彩骆驼载伎乐俑是盛唐时期的三彩釉陶器,陶器的主要成分是硅酸盐,C项不符合题意;青瓷提梁倒灌壶是瓷器,主要成分是硅酸盐,D项不符合题意。 答案　B 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 3.(2024·T8联考)天然金刚石是在离地表100~200 km深的地幔中形成的。将价廉的石墨转化为昂贵的金刚石所需的条件为 (　　) A.高温、低压 B.高温、高压 C.低温、低压 D.低温、高压 解析　结合题干“离地表100~200 km深的地幔中形成”分析可知,金刚石的形成需要高温、高压环境,故选B。 答案　B 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 4.《流浪地球2》向观众展示了太空电梯、行星发动机、超级计算机550 W等超前的科技幻想,探讨了数字生命、人工智能等科技伦理问题。它们与化学有着密切联系,下列说法不正确的是(　　) A.我国“硅—石墨烯—锗高速晶体管”技术获得重大突破,C、Si、Ge都是主族元素 B.我国提出网络强国战略,光纤线路总长超过三千万公里,光纤的主要成分是SiO2 C.新型陶瓷碳化硅(SiC)可作耐高温结构材料 D.富勒烯、石墨烯都是有机高分子材料 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　C、Si、Ge都是第ⅣA族元素,都是主族元素,A项正确;二氧化硅晶体具有良好的导光性,是制造光导纤维的主要原料,B项正确;碳化硅(SiC)熔点很高,可作耐高温结构材料,C项正确;富勒烯、石墨烯都是碳单质,不是有机高分子化合物,D项错误。 答案　D 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 5.“九秋风露越窑开,夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句,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 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 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;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 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 6.宋代五大名窑分别为钧窑、汝窑、官窑、定窑、哥窑。其中钧窑以“入窑一色,出窑万彩”的神奇窑变著称。下列关于陶瓷的说法不正确的是(　　) A.窑变是高温下釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化 B.氧化铝陶瓷属于传统无机非金属材料 C.高品质的瓷器晶莹剔透,属于混合物 D.陶瓷属于硅酸盐材料,耐酸碱腐蚀,但是不能用来盛装氢氟酸 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料,B项错误。 答案　B 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 7.我国科学家制得了SiO2超分子纳米管,微观结构如图。下列叙述正确的是(　　) A.SiO2与干冰的物理性质相似 B.SiO2耐腐蚀,不与任何酸反应 C.工业上用SiO2制备粗硅 D.光纤的主要成分是SiO2,具有导电性 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　SiO2属于共价晶体,熔点高,硬度大,而CO2属于分子晶体,熔点低,常温下为气体,A项错误;SiO2能与氢氟酸发生反应,B项错误;SiO2无导电性,D项错误。 答案　C 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 8.实验室用H2还原SiHCl3(沸点为31.85 ℃)制备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(　　) 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 A.装置Ⅱ、Ⅲ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K C.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 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　本题制备纯硅的反应为H2+SiHCl3 Si+3HCl,此反应应在装置Ⅳ中进行;装置Ⅰ的目的是制备氢气,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Ⅱ的目的是除去氢气中的水蒸气,即装置Ⅱ中盛放浓硫酸;装置Ⅲ的目的是使SiHCl3气化,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,排出装置中的空气,防止加热时H2遇O2发生爆炸,B项错误。硅不与盐酸反应,铁与盐酸反应生成Fe2+,Fe2+被H2O2氧化生成Fe3+,与KSCN溶液反应使溶液变 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 红,可以鉴定是否含有铁单质,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。 答案　C 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 9.中国北斗卫星导航系统中所用芯片的主要成分是高纯硅,工业制备高纯硅的路线之一如图。 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 下列说法不正确的是(　　) A.气体X为CO B.反应②的化学方程式为Si+3HCl SiHCl3+H2 C.流程中H2、HCl均可循环利用 D.自然界中硅主要以游离态形式存在 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　反应①为粗硅的制取SiO2+2C Si+2CO↑,则气体X为CO,A项正确;反应②是粗硅与HCl反应生成SiHCl3和H2,化学方程式为Si+3HCl SiHCl3+H2,B项正确;由流程图可知,H2、HCl既是反应物,又是生成物,则H2、HCl均可循环利用,C项正确;自然界中没有游离态的硅,硅以化合态的形式存在,D项错误。 答案　D 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 10.大多数物质的俗名是根据其特殊的物理性质或用途得来的。下列物质的俗名与化学式或用途不相符的一组是(　　) 选项 俗名 主要成分 (化学式) 用途 A 石英 SiO2 集成电路板 B 纯碱 Na2CO3 制备玻璃 C 水玻璃 Na2SiO3 制备硅胶 D 铁红 Fe2O3 用作油漆和涂料 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　石英主要用于生产玻璃,也可用于制造光导纤维,晶体硅用于制作集成电路板,故选A。 答案　A 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 11.灼热的焦炭与水蒸气反应所得产物为H2、CO和少量CO2,为了检验产物中的H2和CO(假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(　　) 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 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,即可证明产物中含有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 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　灼热的焦炭与水蒸气反应所得的产物为H2、CO和少量CO2,要检验产物中的H2和CO,需要除去产物中少量的二氧化碳,通入装置④的气体需要干燥,因此②中盛放氢氧化钠溶液,③中盛放浓硫酸,④中反应后的气体中含有水蒸气和二氧化碳,因此无水硫酸铜变成蓝色,说明产物中含有氢气,⑤中澄清石灰水变浑浊,说明产物中含有CO。H2、CO不纯时加热易发生爆炸,为了实验安全,应先点燃①处酒精灯,排出装置中空气后点燃④处酒精灯, A项正确;由分析可知,②③⑤中依次盛装氢氧化钠 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 溶液、浓硫酸和澄清石灰水,B项正确;H2和CO均可还原CuO,当黑色氧化铜变红色,说明产物中一定含有H2和CO中的一种或两种,C项正确;碱石灰可吸收水、二氧化碳,但不能检验水,因此不能用碱石灰代替无水硫酸铜,D项错误。 答案　D 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 二、非选择题 12.青花瓷胎体的原料——高岭土[Al2Si2O5(OH)x]可掺进瓷石制胎,青花瓷釉料的成分主要是钾长石(KAlSi3O8),在1 300 ℃左右一次烧成的釉可形成精美的青花瓷。 (1)下列说法正确的是__________(填选项字母)。 A.高岭土分子中x=2 B.钾长石能完全溶解在盐酸中形成澄清的溶液 C.烧制青花瓷的过程中发生了复杂的物理变化和化学变化 D.青花瓷、玻璃、水泥都属于硅酸盐产品 CD　 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (2)在“南澳一号”考古直播过程中,需用高纯度SiO2制造的光纤。如图是用海边的石英砂(含氯化钠、氧化铝等杂质)制备二氧化硅粗产品的工艺流程。 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 ①洗涤石英砂的目的是____________________________。 ②在工艺流程中,要将洗净的石英砂研磨成粉末,目的是_______________________________________________________。 除去石英砂中的NaCl杂质 增大反应物之间的接触面积,加快反应速率,提高生产效率 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 ③工业上常用纯净的石英砂与C在高温下发生反应制造粗硅,粗硅中含有SiC,其中Si和SiC的物质的量之比为1∶1。下列说法正确的是__________(填选项字母)。 A.SiC性质稳定,能用于制造抗高温水泥 B.制造粗硅时的反应为2SiO2+5C Si+SiC+4CO↑ C.在工艺流程中,将盐酸改为NaOH溶液,也可达到目的 D.纯净的SiO2只能用于制造光导纤维 B 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　(1)根据正、负化合价代数和等于零的原则,可得6+8-10-x=0,解得x=4,A项错误;钾长石与盐酸反应后不能形成澄清的溶液,B项错误;根据水泥制造过程可推测出烧制青花瓷过程中发生了复杂的物理变化和化学变化,C项正确;青花瓷、玻璃、水泥都符合硅酸盐产品的特点,属于硅酸盐产品,D项正确。(2)①石英砂中含有易溶于水的NaCl杂质,洗涤石英砂可使NaCl与SiO2分离。②将纯净的石英砂研磨后能增大反应物与盐酸的接触面积,加快反应速率,提高生产效率。③根据SiC中元素的价态可知,SiC具有还原性,在高温下与O2燃烧生成SiO2和CO2,因此不能用于 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 制造抗高温水泥,A项错误;粗硅中含有SiC,其中Si和SiC的物质的量之比为1∶1,根据原子守恒,可将题述信息转化为如下反应2SiO2+5C Si +SiC+4CO↑,B项正确;因SiO2、Al2O3都能溶解在NaOH溶液中,无法实现二者的分离,C项错误;纯净的SiO2还可用于制造光学玻璃等,D项错误。 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 13.二氯二氢硅(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。 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (1)用浓硫酸、浓盐酸为原料,选用装置A制取HCl,利用了浓硫酸的__________性。 (2)装置D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a→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　) (填仪器接口的字母,其中装置C用到两次)。 吸水 Si+2HCl SiH2Cl2 d　 e　 f　 g　 b　 c　 d 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (4)按从左到右的顺序,前面装置C中装的药品为____________,后面装置C的作用为___________________________________________。 (5)反应除生成二氯二氢硅之外,还会生成H2和__________、__________等。 P2O5或CaCl2 尾气处理和防止空气中的水进入装置B中 SiCl4　 SiHCl3 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (6)新的制取SiH2Cl2的方法:往硅粉中先通入Cl2,在300~350 ℃反应生成SiCl4,然后再与HCl在250~260 ℃反应,可以大大提高产率。如果通入气 体次序相反,结果会____________________________________________ (用化学方程式表示)。 SiH2Cl2+2Cl2 SiCl4+2HCl(或SiH2Cl2+Cl2 SiHCl3+HCl) 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　(1)浓硫酸有吸水性并放出大量的热,使浓盐酸更易挥发出HCl。(2)利用原子守恒法配平化学方程式。(3)装置A制取HCl,连接装置C干燥,从f进入装置D中反应,SiH2Cl2从g处挥发出来,在装置B中收集,SiH2Cl2的密度比空气大,导气管应长进短出,为防止空气中的水进入装置B中,则应在装置B后接干燥管。(4)前面的装置C是用来干燥氯化氢气体的,应选用P2O5或CaCl2,后面装置C的作用为尾气处理和防止空气中的水进入 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 装置B中。(5)反应除生成二氯二氢硅之外,还会发生反应3Si+10HCl 2SiHCl3+SiCl4+4H2,生成H2、SiCl4、SiHCl3等。(6)如果通入气体次序相反,SiH2Cl2会与Cl2继续反应,生成SiCl4、SiHCl3。 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 14.非金属材料及其化合物是无机非金属材料的主要成分,硅是无机非金属材料的主角,硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。 Ⅰ.(1)计算机芯片和太阳能电池的主要成分是_______(填化学式,下同);光导纤维的主要成分是__________;工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃,其原理为____________________________(填化学方程式)。 Si　 SiO2　 4HF+SiO2===SiF4↑+2H2O 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 Ⅱ.高纯度单晶硅的制备方法:   某同学从资料中查知:SiCl4的熔点为-70 ℃,沸点为57.6 ℃,在潮湿的空气中与水发生反应而变质。该同学设计了如图装置制取纯硅(装置中的热源及夹持装置均已略去)。 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (2)已知:步骤①生成的另一产物为CO,写出步骤①中反应的化学方程式: ____________________________。 (3)装置A中发生反应的离子方程式为_______________________。 2C+SiO2 Si+2CO↑ Zn+2H+===Zn2++H2↑ 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 (4)已知:SiCl4在潮湿的空气中能与水发生反应生成氯化氢。为防止空气污染,含有SiCl4的尾气可通入盛有______________(填试剂名称)的烧杯中。 (5)同学甲认为用该装置进行实验,可能会导致实验失败,为保证制备纯硅实验的成功,你认为该装置应进行的改进措施是 ____________________________________________________。 氢氧化钠溶液 在装置A与装置B之间连接一个盛有浓硫酸 的洗气瓶(或碱石灰的干燥管) 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 解析　(1)计算机芯片和太阳能电池的主要成分是Si;光导纤维的主要成分是SiO2;工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃,其原理为二氧化硅和氢氟酸反应生成四氟化硅气体和水,反应方程式为4HF+SiO2===SiF4↑+2H2O。(2)步骤①中二氧化硅在高温条件下和炭粉反应生成粗硅和CO,反应的化学方程式为2C+SiO2 Si+2CO↑。(3)装置A中锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,发生反应的离子方程式为Zn+2H+===Zn2++H2↑。(4)SiCl4在潮湿的空气中能与水发生反应生成氯化氢和硅酸,所以为防止空气污染, 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 含有SiCl4的尾气可通入盛有氢氧化钠溶液的烧杯中。(5)SiCl4在潮湿的空气中能与水发生反应,用该装置制备的氢气中含有水蒸气,可能会导致实验失败,为保证制备纯硅实验的成功,应在装置A与装置B之间连接一个盛有浓硫酸的洗气瓶(或碱石灰的干燥管)。 课时微练(二十)　碳、硅及无机非金属材料 高考复习顶层设计 化学 第 ‹#› 页 赢在字里行间 本部分内容讲解结束 $$