第4章 第14讲 碳、硅及无机非金属材料(Word练习)-【勤径学升】2026年高考化学一轮总复习课时检测训练（人教版2019）

课时检测训练14　碳、硅及无机非金属材料 ➢ 对应学生用书P295 1．(2025·八省联考四川卷)化学是新材料发展的基础，下列生产或应用中所用到的主要物质不属于无机非金属材料的是(　　) A．芯片制造所用的硅晶片 B．潜艇降噪所用的橡胶消声瓦 C．耐高温陶瓷生产所用的碳化硅 D．通信信号传输所用的光导纤维 解析　A．芯片制造所用的硅晶片是单质硅，属于无机非金属材料，A不符合题意；B.橡胶是一种高分子有机化合物，B符合题意；C.碳化硅属于无机非金属材料，C不符合题意；D.光导纤维成分是二氧化硅，属于无机非金属材料，D不符合题意；故选B。 答案　B 2．(2024·湖北黄冈中学摸底)ChatGPT是史上月活用户增长最快的消费者应用。下列说法中不正确的是(　　) A．硅晶片是生产芯片的基础材料 B．芯片制造中的“光刻技术”是利用光敏树脂在曝光条件下成像，该过程涉及化学变化 C．硅在自然界中主要以单质形式存在 D．硅是应用最广泛的半导体材料 解析　硅晶片是优良的半导体材料，是生产芯片的基础材料，故A正确；光敏树脂在曝光条件下成像时有新物质生成，属于化学变化，故B正确；硅元素是亲氧元素，在自然界中主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在，故C错误；硅是优良的半导体材料，可用于制造和生产芯片，应用广泛，故D正确。 答案　C 3．(2023·延安新区期末)下列说法不正确的是(　　) A．制作太阳能电池板的核心材料是硅 B．青铜是我国使用最早的合金 C．陶瓷、玻璃、水泥均属于硅酸盐制品 D．下列转化都能一步实现：Si→SiO2→H2SiO3→Na2SiO3 解析　A．硅是良好的半导体材料，常用于制作太阳能电池板，故A正确；B.我国使用最早的合金是铜合金，即青铜，故B正确；C.陶瓷、玻璃、水泥为传统无机非金属材料，属于硅酸盐制品，故C正确；D.SiO2不能直接与水反应生成H2SiO3，故D错误。 答案　D 4.（2023·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.碳是组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 解析　有机物一定含有碳元素，所以碳是组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糖类和氧气的过程，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。故选D。 答案　D 5.(2023·山东潍坊一模)化学与生活、生产密切相关。下列说法错误的是(　　) A.华为公司首创的液冷散热技术所用的石墨烯材料是有机高分子材料 B.晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，常用于制造芯片 C.研发催化剂将CO2还原为甲醇是促进碳中和的有效途径 D.常用于医用滴眼液的聚乙烯醇易溶于水 解析　石墨烯材料是无机非金属材料，A错误；晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体，常用于制造芯片，B正确；研发催化剂将CO2还原为甲醇可充分利用CO2，是促进碳中和的有效途径，C正确；聚乙烯醇中含有大量—OH，易溶于水，D正确。故选A。 答案　A 6.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 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。故选D。 答案　D 7.Ca3SiO5是硅酸盐水泥的重要成分之一，对其相关性质的说法不正确的是 （　　） A.可发生反应：Ca3SiO5＋4NH4ClCaSiO3＋2CaCl2＋4NH3↑＋2H2O B.具有吸水性，需要密封保存 C.能与SO2，反应生成新盐 D.与足量盐酸作用，所得固体产物主要为SiO2 解析　Ca3SiO5与NH4Cl反应的化学方程式为Ca3SiO5＋4NH4ClCaSiO3＋2CaCl2＋4NH3↑＋2H2O，A正确；CaO能与水反应，所以需要密封保存，B正确；亚硫酸的酸性比硅酸强，当二氧化硫通入Ca3SiO5溶液时，发生反应3SO2＋H2O＋Ca3SiO53CaSO3＋H2SiO3，C正确；盐酸的酸性比硅酸强，当盐酸与Ca3SiO5反应时，发生反应6HCl＋Ca3SiO53CaCl2＋H2SiO3＋2H2O，D不正确。故选D。 答案　D 8.(2023·高考湖北卷)工业制备高纯硅的主要过程如下： 石英砂粗硅SiHCl3高纯硅 下列说法错误的是(　　) A.制备粗硅的反应方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑ B.1 mol Si含Si—Si键的数目约为4×6.02×1023 C.原料气HCl和H2应充分去除水和氧气 D.生成SiHCl3的反应为熵减过程 解析　石英砂(SiO2)和焦炭在高温下反应生成Si和CO，A正确；Si晶体中每个Si原子与4个Si原子成键，平均1个Si原子形成2个Si—Si键，故1 mol Si所含Si—Si键的数目为2×6.02×1023，B错误；SiHCl3易水解，氢气中混有氧气可能会发生爆炸，故原料气HCl和H2应充分去除水和氧气，C正确；Si(s)＋3HCl(g)===SiHCl3(g)＋H2(g)为气体分子数减小的反应，为熵减过程，D正确。故选B。 答案　B 9.综合利用CO2、CO对构建低碳社会有重要意义。 （1）Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。如果寻找吸收CO2的其他物质，下列建议合理的是　　　　（填字母）。  A.可在碱性氧化物中寻找 B.可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找 C.可在具有强氧化性的物质中寻找 （2）Li4SiO4可用于吸收、释放CO2，原理是在500 ℃，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3；平衡后加热至700 ℃，反应逆向进行，放出CO2，Li4SiO4再生，写出CO2与Li4SiO4反应的化学方程式：　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）如图所示，利用缺铁氧化物（如Fe0.9O）可实现CO2的综合利用、构建低碳环保社会。 ①过程Ⅰ反应中二氧化碳作　　　　（填“氧化”或“还原”）剂，每生成3 mol的Fe3O4可转化CO2的体积为　　　　（标准状况）。 ②请说明该转化的优点：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 解析　（1）A项，Li2O、Na2O、MgO均属于碱性氧化物，均能吸收酸性氧化物CO2，可在碱性氧化物中寻找吸收CO2的其他物质，故A正确；B项，Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2，锂与钠、镁为ⅠA、ⅡA族元素，所以可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找吸收CO2的其他物质，故B正确；C项，Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2，但它们都没有强氧化性，且吸收二氧化碳与氧化还原反应无关，故C错误。故选AC。 （2）在500 ℃，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3，反应物为CO2与Li4SiO4，生成物有Li2CO3，根据质量守恒可知产物还有Li2SiO3，所以化学方程式为CO2＋Li4SiO4Li2CO3＋Li2SiO3。 （3）根据图示可知，Fe0.9O可以将CO2转化为Fe3O4和C，过程Ⅰ反应的化学方程式为Fe0.9O＋CO2Fe3O4＋C，可知生成3 mol的Fe3O4消耗1 molCO2，而Fe3O4又在太阳能高温作用下分解为Fe0.9O和氧气，可实现铁的氧化物的循环利用。 答案　（1）AB （2）CO2＋Li4SiO4Li2CO3＋Li2SiO3　 （3）①氧化　22.4 L　②将CO2转化为C和O2；利用了太阳能；Fe3O4可循环使用 10.氮化硅可用作高温陶瓷复合材料，在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。由石英砂合成氮化硅粉末的路线如图所示： 石英砂 粗硅SiCl4（粗） SiCl4（精） Si（NH2）4 氮化硅 已知—NH2中各元素的化合价与NH3相同。请回答下列问题： （1）石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学方程式表示其原因：　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）图示①～⑤的变化中，属于氧化还原反应的是　　　　。 （3）在反应⑤中，3 mol Si（NH2）4在高温下加热可得1 mol氮化硅粉末和8 mol A气体，则氮化硅的化学式为　　　　　。 （4）在高温下将SiCl4在B和C两种气体的气氛中，也能反应生成氮化硅，B和C两种气体在一定条件下化合生成A。写出SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 解析　（1）石英砂不能与碱性物质共同存放的原因是SiO2与碱性物质可以发生反应。（2）反应①是石英砂与焦炭发生氧化还原反应；反应②是硅单质与Cl2发生氧化还原反应。（3）根据题给信息可知，反应⑤的化学方程式为3Si（NH2）4Si3N4＋8NH3↑。（4）结合题给信息，SiCl4与N2、H2反应可得到Si3N4和HCl。 答案　（1）SiO2＋2NaOHNa2SiO3＋H2O （2）①②　（3）Si3N4 （4）3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl 11.（2023·烟台高三三模）海洋碳循环是全球碳循环的重要组成部分，是影响全球气候变化的关键控制环节。下图为海洋中碳循环的简单原理图。下列说法错误的是 （　　） A.海洋碳循环过程中能将太阳能转化为化学能 B.钙化释放CO2的离子方程式：2HC＋Ca2＋CaCO3↓＋CO2↑＋H2O C.影响海洋碳循环的因素主要有海水的酸碱性、水温、藻类生物的分布等 D.光合作用，每生成0.1 mol（CH2O）x转移电子数为4NA（NA表示阿伏加德罗常数） 解析　如图，CO2在弱碱性条件下转化成Na2CO3、NaHCO3，遇氯化钙发生2HC＋Ca2＋CaCO3↓＋CO2↑＋H2O，生成CaCO3沉淀钙化同时释放CO2，再经光合作用，形成有机物参与海洋碳循环。A.CO2经光合作用形成有机物参与海洋碳循环，过程中能将太阳能转化为化学能，故A正确；B.钙化生成CaCO3沉淀同时，释放CO2的离子方程式为2HC＋Ca2＋CaCO3↓＋CO2↑＋H2O，故B正确；C.温度高或酸性条件下，二氧化碳在水中溶解度小，则影响海洋碳循环的因素主要有海水的酸碱性、水温、藻类生物的分布等，故C正确；D.光合作用，碳由＋4价降为0价，每生成0.1 mol （CH2O）x转移电子数为0.4xNA，故D错误。故选D。 答案　D 12．(2024·石家庄二中实验学校第二次调研)H2SO4­SiO2法生产多晶硅的流程如图。下列说法错误的是(　　) A．上述流程说明SiO2可溶于H2SO4 B．合成1反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1 C．合成2的反应为SiF4＋NaAlH4===SiH4＋NaAlF4 D．净化、热解中生成的多晶硅为还原产物 解析　SiO2不溶于H2SO4，故A错误；合成1反应为Na＋Al＋2H2===NaAlH4，Na、Al是还原剂，H2是氧化剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1，故B正确；根据元素守恒，合成2的反应为SiF4＋NaAlH4===SiH4＋NaAlF4，故C正确；净化、热解中Si元素化合价降低发生还原反应，生成的多晶硅为还原产物，故D正确。 答案　A 13.(2022·河北省衡水中学模拟)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 学科网（北京）股份有限公司 $$