2024届高三新高考化学大一轮专题练习—碳族元素及其化合物

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2024届高三新高考化学大一轮专题练习—碳族元素及其化合物一、单选题1．（2023·浙江·校联考模拟预测）下列关于物质制备说法正确的是A．实验室用亚硫酸钠与的浓硫酸反应可以制备二氧化硫B．通过煤的分馏可以获得甲苯C．工业上通过电解制备金属镁D．工业上用焦炭在高温下还原二氧化硅可制得粗硅和二氧化碳2．（2021春·湖北恩施·高三巴东一中校考阶段练习）关于硅及其化合物的叙述中，错误的是A．硅是良好的半导体材料B．二氧化硅能与石灰石反应：SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑C．可以用焦炭还原二氧化硅生产硅：SiO2+2CSi+2CO↑D．水泥的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO23．（2022秋·陕西西安·高三统考期末）无论是传统的或是新型的无机非金属材料，硅元素都占有非常重要的地位。由于硅在太阳能发电中的重要作用，有些科学家称硅是“二十一世纪的能源”。下列关于硅说法正确的是A．自然界中硅单质的含量居各元素的第二位B．高纯度的硅是制半导体的重要材料C．水泥、玻璃、陶瓷、光导纤维都是传统的硅酸盐工业产品D．石英砂属于天然的硅酸盐产品4．（2023春·陕西宝鸡·高三统考期中）下列关于硅及其化合物的说法，错误的是A．二氧化硅是半导体材料，硬度大，可用于制造光导纤维B．利用焦炭制备粗硅的化学方程式为：SiO2+2CSi+2CO↑C．不能用带玻璃瓶塞的试剂瓶盛放NaOH溶液D．硅胶多孔，吸附水分能力强，常用作实验室和袋装食品的干燥剂5．（2023春·广东深圳·高三深圳中学校考期中）开发和利用矿物资源有重要的意义。某厂用无机矿物资源生产部分材料，其产品流程示意图如下，下列有关说法正确的是  A．在制粗硅的反应中，还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶1B．生产铝、铜、高纯硅及玻璃的过程中都涉及氧化还原反应C．黄铜矿冶炼钢时，产生的可用于生产硫酸，产生的FeO可用作冶炼铁的原料D．黄铜(CuFeS2)与反应产生的、均是还原产物6．（2023春·广东深圳·高三深圳中学校考期中）下列说法不正确的是A．氨气易液化，液氨汽化时吸收大量的热，因此液氨可用作制冷剂B．水泥、玻璃、青花瓷、水晶、玛瑙都属于硅酸盐工业产品C．“钡餐”是医疗上作消化系统X射线检查的内服药剂，其主要成分是D．光导纤维是一种无机非金属材料，其主要成分为7．（2023春·贵州遵义·高三校联考期中）关于非金属元素单质及其化合物的性质，下列说法中正确的是A．单质硫在过量中点燃直接生成B．与过量的铁在加热条件下生成C．工业上用浓氨水检验氯气管道是否泄漏D．可以与溶液和溶液反应，所以是两性氧化物8．（2023·广东·汕头市澄海中学校联考模拟预测）中华文明源远流长，下列文物或物品属于无机非金属材料的是A．战汉时期老青铜错金马 B．春秋战国青铜鎏金活链圆壶C．两周时期曾国编钟 D．潮汕陶瓷工夫茶具9．（2023·江西鹰潭·统考二模）化学无处不在，下列说法错误的是A．某专业足球由20片纹理聚氨酯(PU)热粘合而成，聚氨酯(PU)是有机高分子材料B．聚合硫酸铁[Fe2(OH)x(SO4)y]n是一种新型絮凝剂，可净水但不起到杀菌作用C．TCL公司的12CMiniLED智屏由3840颗微米级芯片组成，芯片的主要成分为晶体硅D．硅胶、熟石灰、加工后具有吸水性的植物纤维等均可用作食品干燥剂10．（2023·辽宁大连·育明高中校考一模）化学与生活、科技、社会发展息息相关。下列有关说法正确的是A．化学品可以分为大宗化学品和精细化学品两大类，乙烯、硫酸、纯碱和日用化学品等属于大宗化学品。B．如图环状葡萄糖结构中含有羟基、醚键，不含醛基，该葡萄糖水溶液不能发生银镜反应C．石墨烯弹性气凝胶制成的轻质“碳海绵”可用作处理海上原油泄漏的吸油材料D．5G通信中使用的不与任何酸、碱反应11．（2023春·重庆巫溪·高三巫溪县中学校校考阶段练习）化学与生产、生活、科技息息相关，下列叙述错误的是A．汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器，其主要原料为黏土B．国产飞机 C919 用到氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料C．用于光伏电站、人造卫星和电动汽车等的太阳能电池主要成分是二氧化硅D．水玻璃可用作制备木材防火剂的原料12．（2023春·安徽阜阳·高三统考期中）下列有关化学与生产、生活的叙述中正确的是A．其他条件相同时，与同浓度硝酸反应，纳米银比普通银块反应快B．碳化硅是一种耐高温、抗氧化的新型陶瓷，属于硅酸盐C．石墨烯是一种新型化合物材料D．高纯度硅单质是制作光导纤维的主要材料13．（2023·全国·高三专题练习）三氧化二锑又名锑白，为两性氧化物，可用作白色颜料和阻燃剂等。用含锑硫化矿(主要成分为Sb、Pb、Fe、Cu的硫化物和等)湿法制取的工艺流程如下：已知：①“滤液1”的主要阳离子是、、；②“滤饼1”的成分是SbOCl。下列说法错误的是A．滤渣1中含有B．“水解”过程中发生的主要反应为C．“中和”过程中发生的主要反应为D．用NaOH溶液代替氨水有利于中间产物SbOCl进一步水解生成更多的14．（2023·全国·高三专题练习）我国卫星发射所用的长征2号火箭的主要燃料是偏二甲肼(，其中碳和氮元素化合价相同)和。新型陶瓷材料氮化硅可用于制作火箭发动机中燃料的喷嘴。上海交通大学研制的碳化硅(SiC)增强铝基复合材料，已成功应用于多颗“北斗”导航卫星。镁合金材料应用于制造卫星上的重要构件，能带来巨大的减重效益，降低航天器的发射成本。工业上用石英砂(主要成分为)和原料气(含和少量)制备的流程如下(粗硅中含少量杂质Fe、Cu，高温氮化时杂质未参加反应)。下列说法正确的是A．“还原”步骤中，C元素被还原 B．“操作X”是为了除去中的C．“高温氮化”时发生了置换反应 D．“酸洗”步骤中，可以加入稀硫酸 二、非选择题15．（2023春·广西柳州·高三柳州地区高中校考期中）(Ⅰ)非金属元素在生活、生产中扮演着非常重要的角色。请根据题意填空。(1)木棍放在浓硫酸中变黑，体现了浓硫酸的_______(填“脱水性”或“氧化性”)。(2)已知玻璃中的成分有，实验室盛放碱溶液的试剂瓶应使用_______(填“玻璃塞”或“橡胶塞”)的试剂瓶。(3)可与水反应，请写出该反应的离子方程式：__________________。(Ⅱ)化学与人类生活、生产密切相关。请根据题意填空。(4)黑火药是我国古代的四大发明之一，黑火药着火时，发生如下氧化还原反应：。在此反应中，氧化剂为_______________(填化学式)，当该反应转移3mol电子时，产生气体的体积为________________L(标准状况下)。(5)湿法制备高铁酸钾()是在碱性环境中进行，反应体系中有六种反应微粒：、、、、、。请依据上述信息，写出并配平湿法制高铁酸钾的离子方程式：_______。16．（2023春·辽宁铁岭·高三西丰县高级中学校考期中）请根据要求书写出方程式。(1)2021年3月18日，在由全球权威电子行业媒体ASPENCORE主办的2021年中国IC领袖峰会上，苏州芯联成软件有限公司获优异表现，芯片的主要成分是___________，写出其工业用二氧化硅制备其粗产品的化学反应方程式___________(2)精美的雕花玻璃使我们的世界变得绚丽多彩，雕花玻璃涉及的主要反应的化学方程式为___________。(3)1754年，Briestly用硵砂(主要成分NH4Cl)和熟石灰共热制得了氨，化学反应方程式为___________。(4)可利用CH4等气体除去烟气中的氮氧化物，生成物为可参与大气循环的气体，请写出CH4与NO反应的化学方程式___________。(5)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应可以回收S，其物质转化如图所示。该图示的总反应为___________。   17．（2022秋·陕西西安·高三校考阶段练习）化学是材料科学发展的基础。(1)玻璃是一种常见的硅酸盐材料。制备普通玻璃的原料有CaCO3、_________和_________(填化学式)(2)①在下列材料中，属于新型硅酸盐材料的是_________(填字母)。a.硬币        b.聚氯乙烯塑料          c.氮化硅陶瓷         d.玻璃钢②水泥是常用的建筑材料，它主要是以_________和黏土为原料制成。③钢铁在潮湿的空气中主要发生的电化学腐蚀是_________(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。18．（2021秋·陕西咸阳·高三咸阳市实验中学校考阶段练习）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。(1)可用于制作计算机芯片和太阳能电池板的是_________(填化学式)。(2)工艺师常用氢氟酸雕刻玻璃，该反应的化学方程式为_________。(3)兵马俑中所用颜料成分之一为蓝紫色的硅酸铜钡(铜为价)，下列有关硅酸铜钡的说法不正确的是_________(填字母)。A．可用氧化物形式表示为 B．性质稳定，不易脱色C．x等于6 D．易溶解于强酸和强碱(4)工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程如图：①电弧炉中发生反应的化学方程式为_________。②在流化床反应的产物中，大约占85%，还有等，有关物质的沸点数据如表，则提纯的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和_________。物质沸点/235557.631.88.2③整个制作过程必须严格控制无水、无氧，遇水剧烈反应生成、气体和另一种物质，该反应的化学方程式为_________。
参考答案：1．A【详解】A．实验室用亚硫酸钠与的浓硫酸发生复分解反应制备二氧化硫，选项A正确； B．煤是多种复杂的有机物和无机物的混合物，不含苯和甲苯，煤干馏可以得到甲苯，选项B错误； C．熔点高，工业上通过电解浪费能源，一般是电解熔融状态的制备金属镁，选项C错误； D．焦炭在高温下还原二氧化硅可制得粗硅和一氧化碳，不是二氧化碳，选项D错误； 答案选。2．D【详解】A．Si元素处于金属与非金属交界区，硅元素单质的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，A正确；B．二氧化硅能与石灰石在高温下反应产生CaSiO3和CO2，反应方程式为：SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑，B正确；C．焦炭与二氧化硅高温下反应产生Si单质和CO，反应方程式为：SiO2+2CSi+2CO↑，C正确；D．水泥的主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙，玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2， D错误；故答案为D。3．B【详解】A．Si元素在自然界中以化合态存在，硅元素的含量在地壳中排第二位，A项错误；B．硅在元素周期表中处于金属和非金属之间，导致硅单质的性质介于二者之间，所以硅是制半导体的重要材料，B项正确；C．光导纤维由SiO2制成，不属于硅酸盐工业产品，C项错误；D．石英砂的主要成分为SiO2，不属于硅酸盐产品，D项错误。答案选B。4．A【详解】A．二氧化硅可用于制造光导纤维，但二氧化硅不是半导体材料，A错误；B．利用焦炭制备粗硅的化学方程式为：SiO2+2CSi+2CO↑，B正确；C．玻璃中二氧化硅反应生成具有粘合作用的硅酸钠，会把塞和瓶子粘合在一起，无法打开，所以不能用带玻璃瓶塞的试剂瓶盛放NaOH溶液，C正确；D．硅胶多孔，吸附水分能力强，常用作实验室和袋装食品的干燥剂，D正确；故答案选A。5．C【详解】A．制粗硅的反应为：SiO2+2CSi+2CO↑，该反应中C是还原剂、SiO2是氧化剂，还原剂与氧化剂的物质的量之比为2∶1，故A错误；B．生产玻璃涉及到的反应有SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑和SiO2+Ca2CO3 Ca2SiO3+CO2↑，反应中没有化合价变化，不属于氧化还原反应，故B错误；C．黄铜矿冶炼钢时，产生的可用于生产硫酸，产生的FeO可用作冶炼铁的原料，故C正确；D．黄铜(CuFeS2)与反应产生、的过程中Cu、O元素化合价降低，S元素化合价上升，是还原产物，SO2 既是氧化产物又是还原产物，故D错误；故选C。6．B【详解】A．氨气易液化，液氨汽化时吸收大量的热，能使温度降低，因此液氨可用作制冷剂，A项正确；   B．水泥、玻璃、青花瓷都属于硅酸盐工业产品，水晶、玛瑙不是工业产品，B项错误；C．“钡餐”是医疗上作消化系统X射线检查的内服药剂，其主要成分是，硫酸钡不溶于酸能在X射线中用于造影，C项正确； D．光导纤维是一种无机非金属材料，其主要成分为，二氧化硅具有良好的光学性能，D项正确。故选B。7．C【详解】A．单质硫与氧气反应只能生成，与氧气的用量无关，A项错误；B．氯气与铁在加热条件下反应，只能生成，B项错误；C．氨气与氯气混合时发生反应3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2，有白烟产生，工业上用浓氨水检验氯气管道是否泄漏，C项正确；D．是酸性氧化物，与溶液反应是其特殊性，D项错误；故选C。8．D【详解】老青铜错金马、青铜鎏金活链圆壶、编钟属于金属制品，属于金属材料，陶瓷工夫茶具属于无机非金属材料制品，属于传统无机非金属材料，故答案为：D。9．D【详解】A．某专业足球由20片纹理聚氨酯(PU)热粘合而成，聚氨酯(PU)是有机高分子材料，A正确；B．聚合硫酸铁[Fe2(OH)x(SO4)y]n中含有Fe3+，Fe3+水解可生成Fe(OH)3胶体，可净水但不起到杀菌作用，B正确；C．芯片的主要成分为晶体硅，C正确；D．熟石灰无吸水性，不可用作食品干燥剂，D错误；故选D。10．C【详解】A．化学品可以分为大宗化学品和精细化学品两大类。乙烯、硫酸、纯碱和化肥等属于大宗化学品；医药、农药、日用化学品、食品添加剂属于精细化学品，故A错误；B．环状葡萄糖结构在溶液中可以转化为链状葡萄糖结构，重新生成醛基，能发生银镜反应，故B错误；C．石墨烯弹性气凝胶具有胶体的吸附性，能吸附原油，可用作吸油材料，故C正确；D．为酸性氧化物能与强碱反应，故D错误；故选：C。11．C【详解】A．陶瓷是三大传统硅酸盐材料之一，其主要原料为黏土，选项A正确； B．氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料，选项B正确； C．太阳能电池主要成分是硅单质，不是二氧化硅，选项C错误；  D．硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，可用作制备木材防火剂，选项D正确；答案选C。12．A【详解】A．纳米材料颗粒超细，与其他反应物接触面积很大而使反应加快，故A正确；B．碳化硅不属于硅酸盐，故B错误；C．石墨烯实质是碳的不同形态的单质，不属于化合物，故C错误；D．硅是制作半导体的材料，是制作光导纤维的材料，故D错误。综上所述，答案为A。13．D【分析】根据分析，滤液1中的成分有Sb3+、Fe3+、Cu2+，故滤渣1为PbS、SiO2，期中Sb3+离子水解显酸性，用氨水进行中和，以此分析；【详解】A．根据分析，滤渣1中含有SiO2，A正确；B．“水解”过程中发生的主要反应为，B正确；C．“中和”过程中发生的主要反应为 2SbOCl+2NH3⋅H2O=Sb2O3+2NH4Cl+H2O，C正确；D．的水解分步进行，水解过程中生成，向反应体系中加碱性物质消耗，有利于水解正向进行，但最终的水解产物是两性氧化物，会与NaOH溶液反应，所以不能用NaOH溶液代替氨水来促进水解的中间产物SbOCl的进一步水解，D错误；故答案为：D。14．B【分析】石英砂经过焦炭还原后得到粗硅，原料气中含氮气和氧气，经过操作X除去氧气，高温氮化：粗硅和氮气反应生成氮化硅，杂质铜和铁不反应，酸洗除去铁和铜，经过一系列操作得到氮化硅。【详解】A．石英砂经过焦炭还原后得到粗硅，焦炭反应后生成CO，C元素被氧化，A错误；B．“操作X”是为了除去中的，B正确；C．高温氮化：粗硅和氮气反应生成氮化硅，为化合反应，C错误；D．“酸洗”步骤中，可以加入稀硝酸，除去铁和铜，铜与稀硫酸不反应，D错误；故选B。15．(1)脱水性(2)橡胶塞(3)(4)     硝酸钾、硫单质     22.4L(5) 【详解】（1）木棍放在浓硫酸中变黑，木棍被碳化，体现了浓硫酸的脱水性；（2）碱性溶液能和二氧化硅发生反应，故实验室盛放碱溶液的试剂瓶应使用橡胶塞的试剂瓶；（3）可与水反应生成盐酸和次氯酸，；（4）反应中硝酸钾中的氮元素化合价降低、硫单质中硫元素化合价降低，故氧化剂为硝酸钾、硫单质；根据反应可知，电子转移为，当该反应转移3mol电子时，产生气体共1mol，标况下体积为22.4L；（5）湿法制备高铁酸钾()是在碱性环境中进行，则反应中三价铁在碱性环境中发生氧化反应生成六价铁，反应中还需要氧化剂次氯酸根离子，次氯酸根离子发生还原反应生成氯离子，根据质量守恒可知，还会生成水，结合电子守恒可得反应为：。16．(1)     Si     (2)4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O(3)(4)(5)2H2S+O2=2S↓+2H2O 【详解】（1）硅芯片主要为Si单质。工业利用碳还原SiO2制得，反应为。答案为Si；；（2）玻璃雕花利用HF与SiO2反应实现，反应为4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O。答案为4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O；（3）硵砂(主要成分NH4Cl)和熟石灰[Ca(OH)2]共热制得了氨。答案为；（4）甲烷除氮氧化物产生CO2和N2，反应为。答案为；（5）从图看Cu2+和Fe3+为催化剂，而CuS为中间体，则反应为2H2S+O2=2S↓+2H2O。答案为2H2S+O2=2S↓+2H2O。17．(1)     Na2CO3     SiO2(2)     c     石灰石     吸氧 【详解】（1）生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英，石灰石的主要成分为CaCO3，石英的主要成分是SiO2，纯碱的化学式为Na2CO3。（2）①a．硬币是合金，不属于新型硅酸盐材料，故a不选；b．聚氯乙烯塑料是聚合物，属于有机物，故b不选；c．氮化硅陶瓷属于新型硅酸盐材料，故c选；d．玻璃钢是一种纤维强化塑料，复合材料，故d不选；故选c。②水泥是常用的建筑材料，它主要是以石灰石和黏土为原料制成；③钢铁在潮湿的空气中，由于水膜为中性或弱酸性，故发生吸氧腐蚀。18．(1)(2)(3)D(4)          蒸馏      【详解】（1）可用于制作计算机芯片和太阳能电池板的是；（2）工艺师常用氢氟酸雕刻玻璃，氢氟酸与二氧化硅反应生成氟化硅和水，该反应的化学方程式为；（3）A.硅酸盐改写成氧化物形式时:活泼的金属氧化物写在前面，再写，含有氢元素的最后写，所以硅酸铜用氧化物形式表示: BaO·CuO·2，故A正确；B.BaCuSi2O6中铜显+2价，二价铜离子不容易被还原，所以性质较稳定，不容易褪色，故B正确；C. 在硅酸铜中的铜元素化合价为+2，硅元素化合价为+4，氧元素的化合价为-2价，钡元素的化合价为+2价，则由化学式为，根据化合物中正负化合价的代数和为0可得:(+2) + (+2) + (+4)×2+(-2)×x=0，解得x=6，故C正确；D. BaCuSi2O6是弱酸盐，所以能和强酸反应，和强碱不反应，故D错误；故选:D。（4）①石英砂的主要成分是二氧化硅，在反应中生成单质硅，反应为：；②利用沸点的不同提纯SiHCl3属于蒸馏，SiHCl3(沸点31.8C)中含有少量 SiCl4(沸点57.6C)和HCl(沸点-84.9C)由于沸点差别较大，可以通过精馏(或蒸馏)除去杂质；③常温下SiHCl3水解的反应方程式：。