新教材(广西专版)高考化学一轮复习课时规范练14碳及其化合物无机非金属材料含答案
展开1.(2023广东汕头联考)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
2.精彩的北京冬奥会离不开“化学元素”。下列叙述错误的是( )
3.钧瓷是宋代五大名窑瓷器之一,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正确的是( )
A.高品质的白瓷晶莹剔透,属于纯净物
B.瓷器中含有大量的金属元素,因此陶瓷属于金属材料
C.碳化硅陶瓷属于传统无机非金属材料
D.“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颜色的变化
4.化学与社会、科学、技术、环境密切相关。下列说法正确的是( )
A.目前提出的“低碳经济”,即减少向环境中排放CO2,抑制酸雨的形成
B.推广使用燃料电池汽车,可以减少固体颗粒物、CO等有害物质的排放
C.高纯度的硅广泛用于制作光导纤维,光导纤维遇强碱会“断路”
D.水泥、玻璃、青花瓷、水晶、玛瑙都属于硅酸盐材料
5.实验室以CaCO3为原料,制备CO2并获得CaCl2·6H2O晶体。下列图示装置和原理不能达到实验目的的是( )
6.氮化硅(Si3N4)可由石英与焦炭在高温的氮气流中通过以下反应制备:3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO。下列说法不正确的是( )
A.氮化硅中氮元素的化合价为-3价
B.该反应中SiO2是氧化剂,C是还原剂
C.该反应中,氧化产物与还原产物的质量比为6∶5
D.反应中生成0.5 ml CO时,转移电子数目为NA
7.用四种溶液进行实验,下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是( )
8.二氧化碳的过量排放可对海洋生物的生存环境造成很大影响,其原理如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.海水酸化能引起HCO3-浓度增大、CO32-浓度减小
B.海水酸化能促进CaCO3的溶解,导致珊瑚礁减少
C.CO2能引起海水酸化,其原理为HCO3-H++CO32-
D.使用太阳能、氢能等新能源可改善珊瑚的生存环境
9.如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程,下列说法正确的是( )
A.SiO2除能与HF反应外,还能与其他强酸反应
B.盛放Na2CO3溶液的试剂瓶能用玻璃塞
C.硅胶吸水后可重复再生
D.图中所示转化反应都是氧化还原反应
10.现今社会手机等电子产品产业蓬勃发展,推动了高纯硅的生产与应用。工业上以硅石(SiO2)为原料制备冶金级高纯硅的工艺流程如图所示。下列说法不正确的是( )
已知:SiHCl3室温下为易挥发、易水解的无色液体。
A.“还原”过程需要在高温条件下,该反应的主要还原产物为Si
B.为了最大程度节约成本,上述生产工艺中能循环使用的物质只有H2
C.为防止SiHCl3水解而损失、氢气爆炸,“氧化”“分离”与“热解”的过程均需要在无水、无氧的条件下进行
D.“氧化”过程反应的化学方程式为Si+3HClSiHCl3+H2
11.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:2HCO3-+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 ml(CH2O)x,转移电子数为4NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
二、非选择题:本题共1小题。
12.晶体硅是一种重要的非金属材料,制备高纯硅的主要步骤如下:
①高温下用炭还原二氧化硅制得粗硅;
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3:Si+3HClSiHCl3+H2;
③SiHCl3与过量H2在1 000~1 100 ℃反应制得纯硅。
已知SiHCl3能与H2O强烈反应,在空气中易自燃。
请回答下列问题:
(1)第①步制备粗硅的化学方程式为 。
(2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点-84.7 ℃),提纯SiHCl3采用的方法为 。
(3)用SiHCl3与过量的H2反应制备纯硅的装置如下(热源及夹持装置略去):
①装置B中的试剂是 。装置C中的烧瓶需要加热,其目的是 。
②反应一段时间后,装置D中观察到的现象是 ,装置D不能采用普通玻璃管的原因是 ,装置D中发生反应的化学方程式为 。
③为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检查实验装置的气密性,控制好反应温度以及 。
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需再加入的试剂是 (填字母)。
a.碘水
b.氯水
c.NaOH溶液
d.KSCN溶液
e.Na2SO3溶液
参考答案
课时规范练14 碳及其化合物
无机非金属材料
1.D 解析 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,故选D。
2.B 解析 用石墨烯制作冬奥会制服,主要是石墨烯具有较好的导热性,有利于调节体温,B项错误。
3.D 解析 白瓷中含有多种成分,属于混合物,A项错误;陶瓷属于无机非金属材料,B项错误;碳化硅陶瓷属于新型无机非金属材料,C项错误。
4.B 解析 目前提出的“低碳经济”,即减少向环境中排放CO2,可减缓温室效应,故A项错误;高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维,二氧化硅可与强碱反应,因此光导纤维遇强碱会“断路”,故C项错误;水泥、玻璃、青花瓷属于硅酸盐材料,水晶、玛瑙的主要成分是二氧化硅,不属于硅酸盐材料,故D项错误。
5.D 解析 从溶液中获得含结晶水的晶体时,不能用加热蒸发的方法,应用加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法,D项错误。
6.B 解析 氮元素的非金属性强于硅,则氮化硅中氮元素显-3价,A正确;该反应中Si和O元素未变价,则SiO2既不是氧化剂又不是还原剂,B错误;该反应中氧化产物是CO,还原产物是Si3N4,其物质的量之比为6∶1,则其质量之比为(6×28)∶140=6∶5,C正确;该反应中,碳元素由0价变为+2价,则生成0.5 ml CO时,转移电子数目为NA,D正确。
7.B 解析 由于相同温度下Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度,因而向饱和Na2CO3溶液中通入CO2会析出NaHCO3晶体,A正确;H2SiO3与CO2不反应,浑浊不会消失,B错误;CO2+Ca(ClO)2+H2OCaCO3↓+2HClO,溶液变浑浊后加入品红溶液,被HClO氧化褪色,C正确;少量CO2与石灰水反应生成CaCO3,CO2过量时生成Ca(HCO3)2,加入NaOH与Ca(HCO3)2反应又转变为CaCO3,D正确。
8.C 解析 当酸化时,促使平衡H++CO32-HCO3-,CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)均向右移动,A、B正确;CO2引起海水酸化是由H2CO3的一级电离引起的:H2CO3HCO3-+H+,C错误;使用太阳能和氢能等新能源可以减少CO2的排放,D正确。
9.C 解析 SiO2是酸性氧化物,与HF溶液反应是其特殊性质,A错误;Na2CO3溶液显碱性,保存时不能用带玻璃塞的试剂瓶,B错误;在题给图示转化关系中,只有制Si过程的反应为氧化还原反应,其余的均为非氧化还原反应,D错误。
10.B 解析 二氧化硅和金属镁在高温下反应生成氧化镁和硅,加入稀硫酸除去氧化镁,过滤后得到硅,通入氯化氢在200~300 ℃下反应生成SiHCl3,最后与氢气反应生成Si。二氧化硅和金属镁在高温下反应生成氧化镁和硅,还原产物为硅,A正确;流程中H2、HCl既是反应物也是生成物,则可循环使用,B错误;“氧化”“分离”与“热解”的过程均需要在无水、无氧的条件下进行,可防止SiHCl3水解而损失、氢气爆炸,C正确;由流程可知,通入氯化氢在200~300 ℃下反应生成SiHCl3,反应的化学方程式为Si+3HClSiHCl3+H2,D正确。
11.D 解析 由题图知,CO2在弱碱性条件下转化成Na2CO3、NaHCO3,遇氯化钙发生反应:2HCO3-+Ca2+CaCO3↓+CO2↑+H2O,钙化生成CaCO3沉淀同时释放CO2,再经光合作用,形成有机物参与海洋碳循环。此过程中能将太阳能转化为化学能,A正确;由以上分析可知B正确;温度高或酸性条件下,二氧化碳在水中溶解度小,所以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,C正确;光合作用,碳由+4价降为0价,每生成0.1 ml (CH2O)x,转移电子数为0.4xNA,D错误。
12.答案 (1)2C+SiO22CO↑+Si (2)分馏法
(3)①浓硫酸 使滴入烧瓶的SiHCl3汽化
②有固体物质生成 在反应温度下,普通玻璃会软化
SiHCl3+H2Si+3HCl ③排尽装置内的空气
④bd
解析 (1)第①步高温下利用碳单质还原SiO2制得粗硅,化学方程式为2C+SiO22CO↑+Si。
(2)SiHCl3、SiCl4和HCl的沸点分别为33.0 ℃、57.6 ℃和-84.7 ℃,其沸点相差较大,故提纯SiHCl3可采用分馏法。
(3)①Zn粒与稀硫酸反应制取的H2中含有水蒸气,装置B中盛有浓硫酸,用于干燥H2。装置C中烧瓶需要加热,其目的是促使SiHCl3气化,得到SiHCl3蒸气。②D中SiHCl3与H2在1 000~1 100 ℃下发生反应生成Si和HCl,反应一段时间后,D中观察到有固体生成。该反应在1 000~1 100 ℃下进行,温度太高,普通玻璃管易软化。③为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检验实验装置的气密性,控制好反应温度及排尽装置内的空气,防止生成的Si被O2氧化。④产品硅中若含有铁单质,用稀盐酸溶解后生成FeCl2,可利用氯水和KSCN溶液检验是否含有FeCl2。
选项
冬奥会的“化学元素”
叙述
A
二氧化碳直冷制冰技术打造世界“最快冰面”
二氧化碳为无毒气体,符合绿色冬奥理念
B
用石墨烯制作冬奥会制服“山河映朝霞”系列
石墨烯主要目的是增加制服硬度
C
“极速”液氮速冻机,-35 ℃下保证食品品质与安全
氮气熔点很低,可以达到“极速”冷冻效果
D
智能穿戴式体温计“腋下创可贴”是防疫利器,精准实时自动报温,充电1小时可使用10天
微型原电池为“腋下创可贴”温度计提供电能
选项
操作及现象
溶液
A
通入CO2,溶液变浑浊
饱和Na2CO3溶液
B
通入CO2,溶液变浑浊,继续通CO2至过量,浑浊消失
Na2SiO3溶液
C
通入CO2,溶液变浑浊,再加入品红溶液,红色褪去
Ca(ClO)2溶液
D
通入CO2,溶液变浑浊,继续通CO2至过量,浑浊消失,再加入足量NaOH溶液,又变浑浊
澄清石灰水
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