课时分层检测(二十三) 碳、硅 无机非金属材料（Word试题版）-【创新大课堂】2027年高三化学一轮总复习

**基本信息** 涵盖碳硅及其化合物核心考点，融合文物、芯片制备等真实情境，包含2023山东卷等高考真题及多地模拟题，适配一轮复习巩固与能力提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12题|碳硅单质及化合物性质、用途、物质分类|情境真实（如敦煌壁画、芯片制备），基础概念与性质对应关系结合| |非选择题|2题|实验探究、工艺流程分析|综合考查实验操作（如装置缺陷分析）、工业流程（如氮化硅制备），融合高考真题命题思路|

课时分层检测（二十三） 碳、硅无机非金属材料 （2024黑吉辽卷） 1. 文物见证历史，化学创造文明。东北三省出土的下列文物据其主要成分不能与其他三项归为一类的是 A. 金代六曲葵花鎏金银盏 B. 北燕鸭形玻璃注 C. 汉代白玉耳杯 D. 新石器时代彩绘几何纹双腹陶罐 2. 中国历代绘画是中华优秀传统文化的瑰宝。下列与绘画作品有关的历史文物中，绘制在硅酸盐材料上的是 A．《清明上河图》纸画 B．敦煌飞天壁画 C．《簪花仕女图》绢帛画 D．《四美图》木版画 A. A B. B C. C D. D （2026山东青岛二模） 3. 下列物质的性质与用途具有对应关系的是 A. 石墨能导电，可用作润滑剂 B. 单晶硅硬度大，可用作半导体材料 C. 氢氟酸有弱酸性，可用于刻蚀玻璃 D. ClO2有强氧化性，可用于自来水消毒 （2026河北邯郸模拟） 4. 下列有关碳及其化合物的说法正确的是 A. 不是导致温室效应的主要气体 B. 和组成元素相同，所以它们的化学性质相同 C. 金刚石、石墨是碳的单质，而是碳的化合物 D. 在高温条件下，碳能使转变成 （2026黑龙江绥化模拟） 5. “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，下列说法错误的是 A. “从沙滩到用户”这句话涉及工业上制备粗硅的工艺 B. “水玻璃”可以由与NaOH溶液反应制得 C. 是制取传统硅酸盐产品玻璃的原料之一 D. 属于酸性氧化物，不与任何酸反应 （2026大连模拟） 6. 我国倡导低碳生活，减少二氧化碳的排放，“碳捕捉技术”可实现二氧化碳的分离、储存和利用。实际生产中，常利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，其工艺流程如图所示（部分条件及物质未标出），下列说法正确的是 A. CO2是引起酸雨的主要物质之一 B. 整个过程中，只有CO2可循环利用 C. 能源消耗低是该技术的一大优点 D. 该生产过程中，没有涉及到氧化还原反应 （2026广东模拟） 7. 下图是碳元素的价类二维图，有关说法不正确的是 A. a是最简单的有机化合物 B. b在高温下被SiO2氧化成e C. d与血红蛋白结合的能力比O2强 D. 将氨气和e通入饱和食盐水中可得到NaHCO3 8. 下列有关硅及其化合物的说法正确的是 A. 在粗硅的制取中发生反应：被还原，所以的还原性大于 B. 属于盐，不属于碱，所以溶液可以保存在带磨口玻璃塞的试剂瓶中 C. 用制取硅酸，应先使与溶液反应，然后通入 D. 由可知，的酸性大于 9. “从沙滩到用户”是指半导体工业中，从沙子中(主要成分是)提取粗硅，加工成高纯硅，最终制成电子产品的过程，具体原理如下。已知电负性：，下列说法正确的是 A. 步骤①的反应为，说明碳的非金属性比硅强 B. 整个过程中只有可以循环利用 C. 步骤③中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 D. 与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为 10. 如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，下列说法或离子方程式正确的是 A. SiO2能与氢氧化钠及氢氟酸反应，属于两性氧化物 B. Na2SiO3溶液中通入过量的CO2：SiO+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO C. 粗硅提纯过程中只有HCl可循环利用 D. 硅胶可用作食品干燥剂 11. 近日，清华大学等重点高校为解决中国“芯”——半导体芯片，成立了“芯片学院”。某小组拟在实验室制造硅，其流程如图： 制造原理： 除杂原理：， 下列说法中正确的是 A. 操作1、操作2均为过滤 B. 均含有共价键，等质量的二者分子数之比为8：15 C. 点燃石英砂和镁粉的混合物发生的副反应为 D. 当有2mol电子转移时，能生成14 g Si 12. 制造芯片用到高纯硅，用(沸点：31.85℃，遇水会剧烈反应)与过量在1100～1200℃反应制备高纯硅的装置如下图所示(夹持装置和尾气处理装置略去)，下列说法错误的是 A. I装置可用于二氧化锰固体与浓盐酸反应制备氯气 B. 装置II中盛装的是浓、装置Ⅲ烧杯盛装的是温度高于32℃的温水 C. 实验时，先打开装有稀硫酸仪器的活塞，收集尾气验纯，再预热装置Ⅳ石英管 D. IV中发生反应的化学方程式： （2023山东卷） 13. 三氯甲硅烷（）是制取高纯硅的重要原料，常温下为无色液体，沸点为，熔点为，易水解。实验室根据反应，利用如下装置制备粗品（加热及夹持装置略）。回答下列问题： （1）制备时进行操作：（ⅰ）……；（ⅱ）将盛有硅粉的瓷舟置于管式炉中；（ⅲ）通入，一段时间后接通冷凝装置，加热开始反应。操作（ⅰ）为___________；判断制备反应结束的实验现象是__________。 图示装置存在的两处缺陷是___________。 （2）已知电负性，在浓溶液中发生反应的化学方程式为___________。 14. 氮化硅是一种性能优异的无机非金属材料，它的熔点高，硬度大，电绝缘性好，化学性质稳定，但生产成本较高。不溶于酸(氢氟酸除外)，高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。一种用工业硅(含少量铁、铜的单质及氧化物)和(含少量)合成氮化硅的工艺流程如下： （1）净化时，铜屑的作用是_______。 （2）X可能是_______(选填：“盐酸”、“硝酸”、“硫酸”、“氢氟酸”)。 （3）如何证明氮化硅产品已用水洗干净？_______。 （4）推测氮化硅可能有哪些用途：_______(填字母)。 a.制作切削刀具 b.制作坩埚 c.制作耐高温轴承 d.用作建筑材料 （5）工业上还可以采用化学气相沉积法制备氮化硅。在的环境中，使与在高温下反应生成氮化硅沉积在石墨表面，该反应的化学方程式为_______。 课时分层检测（二十三） 碳、硅无机非金属材料 （2024黑吉辽卷） 【1题答案】 【答案】A 【解析】 【详解】A．金代六曲葵花鎏金银盏是合金，属于无机金属材料； B．北燕鸭形玻璃注是玻璃制品，属于硅酸盐材料； C．汉代白玉耳杯是玉，属于含有微量元素的钙镁硅酸盐材料； D．新石器时代彩绘几何纹双腹陶罐是陶器，属于硅酸盐材料； 综上A选项材质与其他三项材质不用，不能归为一类，答案选A。 【2题答案】 【答案】B 【解析】 【详解】A．《清明上河图》纸画材料属于天然纤维素，故不选A； B．敦煌飞天壁画是在石壁上画的，石壁属于硅酸盐材料，故选B； C．《簪花仕女图》绢帛画材料为蚕丝，属于蛋白质，故不选C； D．《四美图》木版画属于木质材料，属于天然纤维素，故不选D； 选B。 （2026山东青岛二模） 【3题答案】 【答案】D 【解析】 【详解】A．石墨耐高温具有滑腻感，可用作润滑剂，作润滑剂与导电性无关，A错误； B．单晶硅具有良好的半导体性能，可用作半导体材料，B错误； C．HF能与二氧化硅反应，故可以用于刻蚀玻璃，与弱酸性无关，C错误； D．二氧化氯具有强氧化性，可以使蛋白质变性，达到自来水杀菌消毒的目的，D正确； 故选D。 （2026河北邯郸模拟） 【4题答案】 【答案】D 【解析】 【详解】A．CO2是导致温室效应的主要气体之一，A错误； B．CO和CO2组成元素相同，但分子结构不同，化学性质不同，B错误； C．金刚石、石墨和C60均为碳元素组成的单质，互为同素异形体，C错误； D．在高温条件下，碳与CO2反应生成CO，D正确； 故选D。 （2026黑龙江绥化模拟） 【5题答案】 【答案】D 【解析】 【详解】A．“从沙滩到用户”这句话涉及工业上制备粗硅的工艺，再制备电子产品的工艺，A正确； B．与NaOH溶液反应制得硅酸钠溶液，即水玻璃，B正确； C．、纯碱等是制取传统硅酸盐产品玻璃的原料之一，C正确； D．属于酸性氧化物，但是可以和HF酸反应，D错误； 故选D。 （2026大连模拟） 【6题答案】 【答案】D 【解析】 【分析】利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠，CaO加入碳酸钠溶液中，先和水反应，生成氢氧化钙，氢氧化钙与碳酸钠反应，产生碳酸钙和氢氧化钠，氢氧化钠返回捕捉室继续使用，碳酸钙分离后进入高温反应炉，在高温反应炉中分解，产生CO2，从而实现二氧化碳的分离、储存和利用。 【详解】A．酸雨是因为氮氧化物、二氧化硫的排放引起，与二氧化碳无关，故A错误； B．由图可知，CaO，氢氧化钠等均可可以循环利用，故B错误； C．高温反应炉需要消耗大量的能量，能量消耗较高，故C错误； D．由流程图可知，该过程中主要涉及CO2和NaOH的反应，CaO和水的反应，氢氧化钙和碳酸钠的反应及碳酸钙的分解等，均没有涉及到氧化还原反应，故D正确； 故选D。 （2026广东模拟） 【7题答案】 【答案】B 【解析】 【分析】由价类二维图可知，a是CH4，b是C，d是CO，e是CO2，m是碳酸盐或者碳酸氢盐。 【详解】A．化合价为-4价的碳元素氢化物为CH4，是最简单的有机化合物，A正确； B．b是单质C，e是CO2，C在高温下被SiO2氧化成CO，不是CO2，B错误； C．d为CO，CO与血红蛋白结合的能力比O2强，C正确； D．e是CO2，将氨气和CO2通入饱和食盐水反应生成NH4Cl和NaHCO3，D正确；  故选B。 【8题答案】 【答案】C 【解析】 【详解】A．Si的还原性比C的强，反应在高温下进行，且产物中有气体生成，气体从反应体系中逸出，有利于反应的进行，A错误； B．不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放溶液，因为溶液本身是一种黏合剂，B错误； C．不能与水直接反应，所以制取硅酸可用可溶性硅酸盐与CO2或盐酸反应，Na2SiO3＋CO2＋H2O＝Na2CO3＋H2SiO3↓、Na2SiO3＋2HCl＝2NaCl＋H2SiO3↓，C正确； D．酸性强弱的比较只有在没有外界条件干扰化学反应时才能比较，中反应条件为高温干扰化学反应，所以不能说明硅酸酸性比碳酸酸性强，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，D错误； 故选C； 【9题答案】 【答案】D 【解析】 【分析】石英砂主要成分为SiO2，与C在高温下反应生成粗Si，2C+SiO2Si+2CO↑，粗Si与HCl在300℃反应生成粗SiHCl3，粗SiHCl3中含有少量的SiCl4，根据二者沸点的不同，可以采取蒸馏的方法分离，纯SiHCl3在1100℃的条件下与H2反应生成纯Si，SiHCl3+H2Si+3HCl。 【详解】A．由反应可知，碳作还原剂，表现还原性，不是非金属性，A错误； B．步骤②中反应为，步骤③中反应为，故和HCl均可循环利用，B错误； C．步骤③中反应为，中H元素化合价由价上升至价，转化为HCl，Si元素化由价下降至0价，转化为Si，既作氧化剂又作还原剂，中H元素化合价由0价上升至价，氢气作还原剂，故氧化剂与还原剂的物质的量之比为，C错误； D．的H元素显价，溶于水产生，三个Si—Cl键水解生成HCl和，与NaOH中和生成NaCl和两种盐，反应的离子方程式为，D正确； 故选D。 【10题答案】 【答案】D 【解析】 【详解】A．两性氧化物是既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物，SiO2与HF反应生成SiF4和H2O，SiF4不是盐，因此SiO2不是两性氧化物，A错误； B．Na2SiO3溶液中通入过量的CO2生成，B错误； C．粗硅提纯过程中，粗Si与HCl生成SiHCl3和H2，因此H2也可以循环利用，C错误； D．硅胶具有吸水性，且没有毒性，可用作食品干燥剂，D正确； 故选D。 【11题答案】 【答案】C 【解析】 【详解】A．将溶液和固体分开，采用过滤操作，操作1为过滤，操作2为洗涤和烘干，故A错误； B．SiO2是共价晶体，没有分子，故B错误； C．由除杂原理可知副反应为：，故C正确； D．当有2mol电子转移时，参加反应的Mg物质的量为1mol，能生成0.5mol单质硅，但因有副反应发生，最终获得的Si的质量少于14g，故D错误； 故选C。 【12题答案】 【答案】A 【解析】 【分析】锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，氢气中含有水蒸气，先用浓硫酸干燥氢气，用氢气排出装置内的空气后再加热石英管，将放入到温度高于32℃的盛水烧杯的烧瓶中，将气化后与氢气在石英管中反应。 【详解】A．二氧化锰固体与浓盐酸加热反应生成氯气，而I装置没有酒精灯，因此I装置不可用于二氧化锰固体与浓盐酸反应制备氯气，故A错误； B．氢气中含有水蒸气，根据遇水会剧烈反应，则装置II中盛装的是浓，其作用是干燥氢气，根据的沸点：31.85℃，则装置Ⅲ烧杯盛装的是温度高于32℃的温水，将变为气体以便进入到IV中与氢气反应，故B正确； C．氢气和氧气混合气体会发生爆炸，因此实验时，先打开装有稀硫酸仪器的活塞，收集尾气验纯，再预热装置Ⅳ石英管，故C正确； D．根据用与过量在1100～1200℃反应制备高纯硅，因此IV中发生反应的化学方程式：，故D正确。 综上所述，答案为A。 （2023山东卷） 【13题答案】 【答案】（1） ①. 组装仪器并检查装置气密性 ②. 当管式炉中固体消失，烧瓶中不再有液体滴下 ③. C、D之间没有吸水装置，缺少氢气处理装置 （2） 【解析】 【分析】A装置为HCl的气体干燥装置，B装置中为反应发生装置，生成气体，从装置B中出来的气体为：、HCl、H2，经冷凝管冷凝后变为液体，进入C装置，HCl、H2进入D装置，D装置中的氢氧化钠溶液吸收HCl，氢气沿导管向外排放，再经燃烧防止空气污染； 【小问1详解】 ①制备时，有大量气体参与反应，故第一步应组装仪器并检查装置气密性； ②管式炉中盛放硅固体，当固体完全反应时，将无SiHCl3生成，则烧瓶中不再有SiHCl3液体滴下，反应结束，故判断制备反应结束的实验现象是：当管式炉中固体消失，烧瓶中不再有液体滴下； ③易水解，需保持无水环境，C、D之间没有吸水装置，会造成D装置中水蒸气进入C装置，造成SiHCl3水解；尾气会有氢气，装置中无氢气的尾气处理装置，应在D装置后加一个点燃的酒精灯；故装置缺陷为：C、D之间没有吸水装置，缺少氢气的处理装置； 【小问2详解】 已知电负性，故中，Si元素为+4价，Cl元素为-1价，H元素为-1价，在浓溶液中发生反应生成物中Si元素为+4价为硅酸钠，Cl元素为-1价为氯化钠，-1价氢与水中的+1氢发生归中反应，生成氢气，故反应方程式为：； 【14题答案】 【答案】（1）除去氮气中含有的少量氧气 （2）硝酸 （3）取最后一次洗涤液，测其pH为中性，则说明已水洗干净 （4）abc （5） 【解析】 【分析】硅胶具有吸水性，可以干燥氮气,净化后的干燥N2在氮化炉中与粉碎的硅在1200～1400℃反应生成氮化硅；该方法制取的氮化硅中混有少量Cu，可以用硝酸酸洗除去杂质铜及金属氧化物，再用蒸馏水水洗、后处理得到较纯净的氮化硅，据此分析解答。 【小问1详解】 加热下Cu能与氧气反应，则净化时铜屑的作用是:可以除去氮气中含有的少量氧气。 【小问2详解】 该方法制取的氮化硅中混有少量Cu，氮化硅能与HF酸反应，盐酸、稀硫酸均不与Cu反应，氮化硅中混有铜粉，为除去混有的Cu，可选择硝酸，Cu与硝酸反应，而氮化硅与硝酸不反应，故选择硝酸。 【小问3详解】 氮化硅酸洗后表面附着酸，若氮化硅产品用水洗干净，则洗涤后的滤出液呈中性，故答案为：取最后一次洗涤液，测其pH为中性，则说明已水洗干净。 【小问4详解】 氮化硅硬度大、熔点高可以用来制作坩埚；熔点高、硬度大、化学性质稳定可制作耐高温坩埚、轴承，切削刀具等，氮化硅制作成本高，不适宜做建筑材料，故答案为：abc。 【小问5详解】 四氯化硅和氮气在氢气的气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅以及氯化氢，反应的化学方程式为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $