第18卷 碳族元素《基础化学》四川省对口招生《材料化工与资源环境类考纲百套卷》（原卷版+解析版）

编写说明：四川省对口招生《材料化工与资源环境类考纲百套卷》，依据《四川省2023年普通高校招生职业技能考试大纲材料化工与资源环境类》编写。本专辑涵盖三门课程，且每门课程均采用三阶递进式训练体系：基础层（具象化支架）拆解考点为微目标，紧扣考纲“掌握”“理解”要求编写考点训练卷；巩固层（关联性支架）强化知识交叉与场景关联，按考纲专题编专题训练卷；应用层（引导性支架）聚焦真题突破，结合知识模块与教材编写课程综合卷。 本试卷是第18卷为考点训练卷，按《基础化学》范围和要求编写。具体内容为:4.了解碳、硅及其重要化合物。 四川省《材料化工与资源环境类考纲百套卷》第18卷 《基础化学》 碳族元素 考点训练卷 考试时间60分钟 满分100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单项选择题（本大题共10小题，每题3分，共30分。） 1.下列物质中，常用作还原剂冶炼金属的是（ ） A.CO2 B.CO C.SiO2 D.Na2CO3 2.碳元素在自然界中既有游离态又有化合态，下列物质中碳以游离态存在的是（ ） A.大理石 B.金刚石 C.干冰 D.小苏打 3.下列物质中，可用于制造计算机芯片的是（ ） A.SiO2 B.Si C.SiC D.Na2SiO3 4.硅酸（H2SiO3）是难溶于水的弱酸，实验室通常由以下哪种反应制得（ ） A.SiO2+ H2O B.Na2SiO3+CO2 + H2O C.Si+H2O D.Si+HCl 5.下列有关碳酸钠和碳酸氢钠的叙述，正确的是（ ） A.碳酸钠俗称小苏打 B.碳酸氢钠热稳定性比碳酸钠强 C.碳酸氢钠与盐酸反应更剧烈 D.碳酸钠溶液不能与 CO2反应 6.下列气体中，有毒且能与血红蛋白结合的是（ ） A.CO2 B.CO C.CH4 D.O2 7.下列碳酸盐中，溶解度最小的是（ ） A.Na2CO3 B.K2CO3 C.(NH4)2CO3 D.CaCO3 8.碳与浓硫酸在加热条件下反应，生成的气体是（ ） A.CO2和SO2 B.CO和SO2 C.CO2和H2 D.CO和H2O 9.下列物质中，不属于硅酸盐产品的是（ ） A.水泥 B.玻璃 C.陶瓷 D.塑料 10.工业上制取水煤气（CO+H2）的反应原理是（ ） A.C + H2O(气) 高温CO + H2 B.C+O2点燃CO2 C.CO2+C高温2CO D.CH4+ H2O高温CO + 3H2 二、判断题（本大题共10小题，每题3分，共30分，对的打“√”，错的打“×”） 1.碳在氧气中充分燃烧生成CO2，不充分燃烧生成CO。（ ） 2.活性炭具有疏松多孔的结构，可用于吸附色素和异味。（ ） 3.石英、水晶、玛瑙的主要成分都是SiO2。（ ） 4.硅单质在常温下能与水剧烈反应生成氢气。（ ） 5.碳酸氢钠可用作食品膨松剂，因为受热分解产生气体。（ ） 6.实验室制备CO2时，常用稀硫酸代替稀盐酸以加快反应速率。（ ） 7.二氧化碳溶于水生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊试液变红。（ ） 8.铅是碳族元素，其原子最外层有4个电子，但+2价化合物比+4价稳定。（ ） 9.干冰（固体CO2）升华时吸收大量热，可用于人工降雨。（ ） 10.二氧化硅能与氢氟酸反应，可用于雕刻玻璃。（ ） 三、填空题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 1.碳族元素包括碳、硅、锗、锡、铅，其中________是人体必需的微量元素（少量能抗癌），但过量有毒；________是密度最大的碳族元素。 2.在2Mg + CO2点燃 2MgO + C 反应中，CO2表现出________性，镁被________（氧化/还原）。 3.硅酸钠（Na2SiO3）的水溶液俗称________，久置在空气中会吸收CO₂而变浑浊，生成白色沉淀________。 4.工业上制取硅单质常用碳在高温下还原SiO2，化学方程式为________，该反应中还原剂是________。 5.碳酸钠（Na2CO3）与碳酸氢钠（NaHCO3）的混合物，可通过________方法分离，因为________。 四、问答题（本大题共2小题，每题15分，共30分） 1.盛放氢氧化钠溶液的玻璃试剂瓶为什么不能用玻璃塞，而常用橡胶塞？写出有关化学方程式。 2.为什么干冰（固体CO2）能用于食品保鲜和运输？请从物理和化学两个角度说明。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：四川省对口招生《材料化工与资源环境类考纲百套卷》，依据《四川省2023年普通高校招生职业技能考试大纲材料化工与资源环境类》编写。本专辑涵盖三门课程，且每门课程均采用三阶递进式训练体系：基础层（具象化支架）拆解考点为微目标，紧扣考纲“掌握”“理解”要求编写考点训练卷；巩固层（关联性支架）强化知识交叉与场景关联，按考纲专题编专题训练卷；应用层（引导性支架）聚焦真题突破，结合知识模块与教材编写课程综合卷。 本试卷是第18卷为考点训练卷，按《基础化学》范围和要求编写。具体内容为:4.了解碳、硅及其重要化合物。 四川省《材料化工与资源环境类考纲百套卷》第18卷 《基础化学》 碳族元素 考点训练卷 考试时间60分钟 满分100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单项选择题（本大题共10小题，每题3分，共30分。） 1.下列物质中，常用作还原剂冶炼金属的是（ ） A.CO2 B.CO C.SiO2 D.Na2CO3 【答案】B 【解析】一氧化碳（CO）具有较强的还原性，工业上高炉炼铁时，常用CO还原氧化铁（Fe2O3）制取铁；CO2、SiO2、Na2CO3均不具有还原性，不能用作冶炼金属的还原剂。 2.碳元素在自然界中既有游离态又有化合态，下列物质中碳以游离态存在的是（ ） A.大理石 B.金刚石 C.干冰 D.小苏打 【答案】B 【解析】游离态指元素以单质形式存在，化合态指元素以化合物形式存在。金刚石是碳单质，碳元素以游离态存在；大理石（主要成分CaCO3）、干冰（CO2）、小苏打（NaHCO3）中碳元素均以化合态存在。 3.下列物质中，可用于制造计算机芯片的是（ ） A.SiO2 B.Si C.SiC D.Na2SiO3 【答案】B 【解析】单晶硅（Si）是优良的半导体材料，导电性介于导体和绝缘体之间，广泛用于制造计算机芯片、太阳能电池等；SiO2用于制作光导纤维，SiC用作磨料，Na2SiO3用作粘合剂。 4.硅酸（H2SiO3）是难溶于水的弱酸，实验室通常由以下哪种反应制得（ ） A.SiO2+ H2O B.Na2SiO3+CO2 + H2O C.Si+H2O D.Si+HCl 【答案】B 【解析】二氧化硅（SiO2）不溶于水，也不能直接与水反应生成硅酸；实验室常用可溶性硅酸盐（如Na2SiO3）与二氧化碳、水反应制取硅酸，反应方程式为：Na2SiO3+ CO2+H2O= H2SiO3↓+Na2CO3；Si与H2O、Si与HCl均不反应，无法生成硅酸。 5.下列有关碳酸钠和碳酸氢钠的叙述，正确的是（ ） A.碳酸钠俗称小苏打 B.碳酸氢钠热稳定性比碳酸钠强 C.碳酸氢钠与盐酸反应更剧烈 D.碳酸钠溶液不能与 CO2反应 【答案】C 【解析】碳酸氢钠（NaH CO3）与盐酸反应时，HCO3-可直接与H+结合生成 CO2和H2O，反应速率更快、更剧烈；A错，碳酸钠俗称纯碱、苏打，小苏打是碳酸氢钠； B错，碳酸氢钠受热易分解，碳酸钠热稳定性强，受热不分解；D错，碳酸钠溶液能与 CO2反应生成碳酸氢钠，反应方程式为：Na2CO3+ CO2 + H2O = 2NaHCO3。 6.下列气体中，有毒且能与血红蛋白结合的是（ ） A.CO2 B.CO C.CH4 D.O2 【答案】B 【解析】一氧化碳（CO）有毒，它与人体血红蛋白的结合能力比氧气强200～300倍，会导致血红蛋白无法运输氧气，造成人体组织缺氧；CO2无毒但过量会使人窒息， CH4、O2均无毒。 7.下列碳酸盐中，溶解度最小的是（ ） A.Na2CO3 B.K2CO3 C.(NH4)2CO3 D.CaCO3 【答案】D 【解析】碱金属（如钠、钾）的碳酸盐和铵盐（(NH4)2CO3）易溶于水；碱土金属（如钙）的碳酸盐难溶于水，因此CaCO3的溶解度最小。 8.碳与浓硫酸在加热条件下反应，生成的气体是（ ） A.CO2和SO2 B.CO和SO2 C.CO2和H2 D.CO和H2O 【答案】A 【解析】碳与浓硫酸在加热条件下发生反应，碳被氧化为二氧化碳（CO2），浓硫酸被还原为二氧化硫（SO2），反应方程式为：C + 2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O，生成的气体是CO2和SO2。 9.下列物质中，不属于硅酸盐产品的是（ ） A.水泥 B.玻璃 C.陶瓷 D.塑料 【答案】D 【解析】水泥、玻璃、陶瓷均以硅酸盐为主要成分，属于传统硅酸盐产品；塑料是由有机高分子材料制成的，不属于硅酸盐产品。 10.工业上制取水煤气（CO+H2）的反应原理是（ ） A.C + H2O(气) 高温CO + H2 B.C+O2点燃CO2 C.CO2+C高温2CO D.CH4+ H2O高温CO + 3H2 【答案】A 【解析】工业上制取水煤气的核心反应是碳与水蒸气在高温下反应，生成一氧化碳和氢气，反应方程式为：C + H2O(气) 高温 CO + H2；B是碳的完全燃烧反应，C是碳与二氧化碳的反应，D是天然气与水蒸气的重整反应，均不是制取水煤气的反应原理。 二、判断题（本大题共10小题，每题3分，共30分，对的打“√”，错的打“×”） 1.碳在氧气中充分燃烧生成CO2，不充分燃烧生成CO。（ ） 【答案】√ 【解析】碳与氧气反应的产物取决于氧气的量：氧气充足时，碳充分燃烧生成二氧化碳（CO2）；氧气不足时，碳不充分燃烧生成一氧化碳（CO），一氧化碳还能继续与氧气反应生成二氧化碳。 2.活性炭具有疏松多孔的结构，可用于吸附色素和异味。（ ） 【答案】√ 【解析】活性炭具有疏松多孔的结构，表面积大，具有很强的物理吸附性，可用于吸附水中的色素、异味，也可用于防毒面具中吸附有毒气体。 3.石英、水晶、玛瑙的主要成分都是SiO2。（ ） 【答案】√ 【解析】石英、水晶、玛瑙都是二氧化硅（SiO2）的不同存在形态：石英是结晶态的二氧化硅，水晶是纯净的石英晶体，玛瑙是隐晶质的石英，它们的主要成分均为SiO2。 4.硅单质在常温下能与水剧烈反应生成氢气。（ ） 【答案】× 【解析】硅单质的化学性质较稳定，常温下与水几乎不发生反应，只有在高温条件下，硅才能与水蒸气反应生成二氧化硅和氢气。 5.碳酸氢钠可用作食品膨松剂，因为受热分解产生气体。（ ） 【答案】√ 【解析】碳酸氢钠（小苏打）受热易分解，生成碳酸钠、水和二氧化碳气体，反应方程式为：2NaHCO3Na2CO3+ H2O + CO2↑，生成的气体能使食品面团疏松多孔，因此可用作食品膨松剂。 6.实验室制备CO2时，常用稀硫酸代替稀盐酸以加快反应速率。（ ） 【答案】× 【解析】实验室制备二氧化碳时，不能用稀硫酸代替稀盐酸。因为稀硫酸与大理石（或石灰石，主要成分CaCO3）反应，会生成微溶于水的硫酸钙（CaSO4），覆盖在大理石表面，阻止反应继续进行，导致反应无法持续发生。 7.二氧化碳溶于水生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊试液变红。（ ） 【答案】√ 【解析】二氧化碳溶于水后，部分与水反应生成碳酸（CO2+ H2OH2CO3），碳酸能电离出氢离子（H+），使紫色石蕊试液变红；加热后，碳酸分解，二氧化碳逸出，溶液会恢复为紫色。 8.铅是碳族元素，其原子最外层有4个电子，但+2价化合物比+4价稳定。（ ） 【答案】√ 【解析】铅属于碳族元素，原子最外层有4个电子，能形成+2价和+4价的化合物；由于惰性电子对效应，铅的+2价化合物比+4价化合物更稳定（如PbO稳定，而PbO₂具有强氧化性）。 9.干冰（固体CO2）升华时吸收大量热，可用于人工降雨。（ ） 【答案】√ 【解析】干冰（固体CO2）升华时会吸收大量的热量，使周围环境温度迅速降低，空气中的水蒸气遇冷凝结成小水滴，从而实现人工降雨，干冰是常用的人工降雨剂。 10.二氧化硅能与氢氟酸反应，可用于雕刻玻璃。（ ） 【答案】√ 【解析】二氧化硅（SiO2）能与氢氟酸（HF）发生反应，反应方程式为：SiO2+ 4HF = SiF4↑+ 2H2O，利用这一反应可在玻璃上雕刻图案、标记，是玻璃加工的常用方法。 三、填空题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 1.碳族元素包括碳、硅、锗、锡、铅，其中________是人体必需的微量元素（少量能抗癌），但过量有毒；________是密度最大的碳族元素。 【答案】锗（或Ge）；铅（Pb） 【解析】锗是人体必需的微量元素，少量锗及其化合物具有一定的药用价值，可辅助抗癌，但过量摄入会对人体造成毒害；铅的密度为11.34 g/cm³，是碳族元素中密度最大的元素。 2.在2Mg + CO2点燃 2MgO + C 反应中，CO2表现出________性，镁被________（氧化/还原）。 【答案】氧化；氧化 【解析】该反应中，CO2中碳元素的化合价从+4价降低到0价，得到电子，被还原，因此CO2表现出氧化性，作氧化剂；镁元素的化合价从0价升高到+2价，失去电子，被氧化，作还原剂。 3.硅酸钠（Na2SiO3）的水溶液俗称________，久置在空气中会吸收CO₂而变浑浊，生成白色沉淀________。 【答案】水玻璃；硅酸（H2SiO3） 【解析】硅酸钠（Na2SiO3）的水溶液俗称水玻璃，具有粘性和耐高温性；水玻璃久置在空气中，会吸收空气中的CO2，反应生成白色的硅酸（H2SiO3）沉淀，反应方程式为：Na2SiO3+ CO2+ H2O = H2SiO3↓+Na2SiO3。 4.工业上制取硅单质常用碳在高温下还原SiO2，化学方程式为________，该反应中还原剂是________。 【答案】SiO2+ 2C 高温 Si + 2CO↑；C（或碳） 【解析】工业上制取粗硅的反应为：SiO2+ 2C 高温 Si + 2CO↑；该反应中，碳（C）的化合价从0价升高到+2价，失去电子，被氧化，因此碳是还原剂。 5.碳酸钠（Na2CO3）与碳酸氢钠（NaHCO3）的混合物，可通过________方法分离，因为________。 【答案】加热；碳酸氢钠（NaHCO3）受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，而碳酸钠Na2CO3）受热不分解 【解析】碳酸氢钠受热易分解，而碳酸钠热稳定性强，受热不分解，因此可通过加热的方法分离二者：加热混合物时，NaHCO3分解生成Na2CO3、H2O和CO2，剩余固体即为纯净的Na2CO3。 四、问答题（本大题共2小题，每题15分，共30分） 1.盛放氢氧化钠溶液的玻璃试剂瓶为什么不能用玻璃塞，而常用橡胶塞？写出有关化学方程式。 【答案】 原因：玻璃塞的主要成分是二氧化硅（SiO2），氢氧化钠（NaOH）溶液能与玻璃中的SiO2发生反应，生成粘性较强的硅酸钠（Na2SiO3，即水玻璃），硅酸钠会使玻璃塞与试剂瓶口粘在一起，导致试剂瓶无法打开。 化学方程式：SiO2+ 2NaOH = Na2SiO3+ H2O；因此，盛装氢氧化钠溶液的玻璃试剂瓶，常用橡胶塞或软木塞，避免使用玻璃塞。 【解析】该知识点是硅及其化合物的经典应用，贴合碳族元素核心考点。 2.为什么干冰（固体CO2）能用于食品保鲜和运输？请从物理和化学两个角度说明。 【答案】 物理角度：干冰（固体CO2）升华时会吸收大量的热量，使周围环境温度迅速降低，能起到冷藏、降温的作用，从而延缓食品变质，达到保鲜效果。 化学角度：干冰升华后产生的二氧化碳（CO2）气体密度比空气大，能覆盖在食品表面，隔绝空气中的氧气，抑制食品表面需氧菌的繁殖，同时防止食品被氧化变质，进一步起到保鲜作用。 【解析】该题结合二氧化碳的物理性质（升华吸热）和化学性质（不支持燃烧、密度比空气大）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $