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春·广东东莞·高三东莞市东华高级中学校联考期中）2022年科技创新结出累累硕果，加快实现了高水平建设科技强国。下列有关说法错误的是A．国产航母海上巡航，航母甲板是高强度钢材，钢是一种铁碳合金B．海底光纤主要成分是SiO2C．“北斗导航”系统应用一体化芯片手机，芯片成分为SiO2D．C919大飞机采用的材料中使用了高温陶瓷材料氮化硅，氮化硅属于新型无机非金属材料2．（2023春·广东湛江·高三统考阶段练习）广东是我国对外开放的窗口，有众多非物质文化遗产和特色产业，下列说法错误的是A．电白沉香是广东非物质文化遗产，点燃沉香房间充满香味，说明分子是运动的B．东莞半导体产业发达，芯片的主要成分为二氧化硅C．深圳鹏城实验室研究铝的化合物在有机催化方面取得了突破进展， 中含有配位键D．佛山铝材全国闻名，冰晶石助熔电解熔融氧化铝可冶炼铝3．（2023·浙江·统考模拟预测）物质的性质决定用途，下列两者对应关系正确的是A．乙二醇的熔点低，可用作生产汽车防冻液B．NaHCO3受热易分解，可用作泡沫灭火剂C．ClO2是黄绿色气体，可用于自来水消毒D．单晶硅熔点高，可用作半导体材料4．（2023春·辽宁沈阳·高三校联考期中）用(能与水强烈反应)与过量H2在1000~1100℃温度下反应制备纯硅的装置如图(热源及夹持装置略去)，下列相关说法错误的是A．装置B中的试剂是浓硫酸B．装置C中的烧瓶需要加热，其目的是使滴入的三氯硅烷气化C．装置D中发生反应的化学方程式为D．装置D使用的是普通玻璃管5．（2023春·浙江·高三校联考阶段练习）下列说法不正确的是A．钠是一种强还原剂，可以将钛等金属从其熔融的氯化物中置换出来B．可以用黄铁矿制备硫酸，而不能用黄铜矿制备硫酸C．二氧化硅是共价晶体，可直接用于制造光导纤维而不能直接做芯片D．镁燃烧发出耀眼的白光，常用于制造信号弹和焰火，镁还能在或或中剧烈燃烧6．（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SiO27．（2023春·河南郑州·高三校联考阶段练习）下列说法正确的是A．能在金属元素与非金属元素的交界处寻找优良的催化剂B．在衰变方程Co=Ni+e中A、Z分别为28、60C．高纯度晶体硅用于制造光导纤维、水晶D．能用氢氟酸溶液腐蚀玻璃容器作标记8．（2023春·湖北·高三校联考阶段练习）化学与生产、生活、科技等密切相关，下列说法错误的是A．冬奥会开发了全新的车载光伏发电系统，符合“碳达峰”的要求B．使用食品添加剂不应降低食品本身营养价值C．晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，常用于制造光导纤维D．红酒中添加适量可以杀菌和抗氧化9．（2023春·广东江门·高三江门市棠下中学校联考期中）纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是  A．X可用作木材防火剂B．可用于制造计算机芯片C．步骤Ⅱ的反应是D．步骤Ⅲ若在实验室完成，一般在坩埚中进行10．（2023春·山东聊城·高三山东聊城一中校考期中）2022年北京冬奥会成功举办，本届冬奥会体现了科技创新与艺术设计的完美融合。下列说法错误的是A．建造场馆所用的玻璃，属于硅酸盐材料B．传输信号所用的光导纤维，主要成分为单质硅C．能源供给采用风能、太阳能等发电，风能和太阳能均属于可再生能源D．颁奖礼仪服内胆添加了第二代石墨烯发热材料，石墨烯属于新型无机非金属材料11．（2023春·湖北武汉·高三校联考期中）下列关于材料的说法中正确的是A．化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐B．航天员手臂“延长器”所用材料为碳纤维，碳纤维与石墨烯互为同位素C．制造5G芯片的氮化铝晶圆属于新型无机非金属材料D．光导纤维主要成分为，可用作太阳能电池12．（2023春·浙江绍兴·高三校联考期中）物质的性质决定用途，下列两者对应关系正确的是A．水溶液呈酸性，可用于葡萄酒的添加剂B．受热易分解，可用于制作食用碱的成分之一C．熔点很高，可用于制作坩埚等耐高温仪器D．具有还原性，可用作发水中的沉淀剂13．（2023春·河南·高三校联考期中）下列物质的性质与用途说法正确且具有对应关系的是A．具有还原性，可用作葡萄酒的抗氧化剂 B．浓硫酸具有吸水性，可用于干燥C．熔点高，可用作光导纤维 D．极易溶于水，可用作制冷剂 二、多选题14．（2023春·安徽·高三芜湖一中校联考阶段练习）我国首个火星巡视车“祝融号”成功着陆火星，预示着我国的航天事业又达到了一个新的高度，火星车的探测仪镜头中含有SiO2成分。下列有关硅及其化合物的说法正确的是A．二氧化硅具有良好的半导体特性，故可用于制造火星车的探测仪镜头B．用氢氟酸在玻璃表面写下“我是最棒的”激励自己C．通过单质C与SiO2的置换反应，不能证明非金属性的强弱：C＞SiD．石英、硅胶、太阳能电池板的主要成分都是二氧化硅 三、非选择题15．（2020春·福建宁德·高三福建省宁德第一中学校考阶段练习）元素周期表是学习化学的工具，也为化学的进一步探索与研究提供了理论指导，化学学习者和研究者一直关注周期表的运用与发展。试回答下列问题：(1)“大爆炸理论”指出：200亿年以前，宇宙中所有物质都包含在一个密度无限大，温度无限高的原始核中，由于某种原因它发生了爆炸，首先产生了中子、质子和电子，随后就产生了元素。你由此可知最先产生的元素是_____(填写元素符号)。(2)2006年11月16日美国和俄罗斯科学家联合宣布，他们合成出了118号元素，新原子的质量数为297，则该新原子中子数与质子数之差为_____。(3)人们研究发现第一周期与第二周期一些元素的性质与同族元素性质共性很少，有人建议将氢放在VIIA，写出一种能支持该观点的化合物：______。(4)研究周期表发现存在对角线规则，处于对角线上的元素性质相似，如硼与硅处于对角线，请写出硼和氢氧化钠溶液反应的离子方程式：______。16．（2023春·黑龙江牡丹江·高三牡丹江市第三高级中学校考期中）Ⅰ、某同学用下图所示装置(固定、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨制取的实验探究。回答下列问题：(1)实验室常用装置①制取NH3，其反应的化学方程式为___________；  (2)若用装置②制取并收集干燥的NH3，烧瓶内装的试剂可能是___________，分液漏斗中装的试剂可能是___________。  Ⅱ、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。请回答下列问题：(3)下列物质不属于硅酸盐的是___________(填标号)。A．陶瓷 B．玻璃 C．水泥 D．生石灰(4)SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O，工艺师常用___________(填物质名称)来雕刻玻璃。(5)用Na2SiO3溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明Na2SiO3可用作___________，Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是___________(填标号)。A．普通玻璃坩埚      B．石英玻璃坩埚   C．氧化铝坩埚      D．铁坩埚(6)工业上常用2C＋SiO2Si＋2CO↑制备硅单质，该反应中有元素化合价升高的物质是___________(填化学式，下同)，氧化剂是___________。17．（2023春·广西防城港·高三防城港市实验高级中学校考期中）材料与生活、生产息息相关，目前使用的材料主要有：金属材料、传统无机非金属材料、新型无机非金属材料、高分子材料、复合材料等。(1)硅酸盐材料是重要的传统无机非金属材料，也是日常生活、交通工具、建筑行业等不可缺少的材料之一、下列不属于传统硅酸盐产品的是___________(填写序号)。①光导纤维     ②水泥       ③玻璃        ④陶瓷(2)玻璃是重要的建筑和装饰材料，玻璃属于___________(填“纯净物”或“混合物”)。雕花玻璃的花纹是利用氢氟酸对普通玻璃中的二氧化硅的腐蚀作用而制成的，写出该反应的化学方程式___________。(3)氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高，化学性质稳定。工业上普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃反应获得氮化硅，该反应属于化学反应基本类型中的___________反应；已知氮化硅中硅元素的化合价为+4价，则氮化硅的化学式为___________。18．（2022秋·山西太原·高三太原市进山中学校校考期末）A、B、C是中学化学中常见的三种物质，它们之间的相互转化关系如下(部分反应条件及产物略去)：(1)若A是一种金属C是淡黄色固体，则B的化学式为______；A→C反应的化学方程式为______；写出C的一种用途______(用化学方程式表示)。(2)若A是一种非金属，其常见单质为黑色固体，C是最主要的温室气体，则C的分子式为______，电子式为______。B→C反应的化学方程式为______。A和C是否能反应？______(填“能”或“不能”)，若能，写出反应的化学方程式：______(若不能，此空不填)。
参考答案：1．C【详解】A．钢是一种含碳量介于0.02%-3%之间的铁碳合金，故A正确；B．SiO2具有良好的传输光信号性能，常用作光导纤维，故B正确；C．芯片成分为Si，故C错误；D．高温陶瓷材料氮化硅属于新型无机非金属材料，故D正确；故选：C。2．B【详解】A．分子是不停运动的，点燃沉香，可以闻到散发的沉香香味，选项A正确；B．芯片的主要成分是晶体硅，选项B错误；C．中含有配位键，选项C正确；D．铝的冶炼是利用电解熔融氧化铝，但氧化铝熔点太高，采用冰晶石助熔可降低冶炼成本，选项D正确；答案选B。3．A【详解】A．乙二醇具有沸点高，熔点低、不易挥发、热稳定性好、化学性能稳定的特性，所以常用作生产汽车防冻液，故A正确；B．碳酸氢钠溶液能与硫酸铝溶液发生双水解反应生成硫酸钠、氢氧化铝沉淀、二氧化碳和水，所以碳酸氢钠溶液可用作泡沫灭火剂，故B错误；C．二氧化氯具有强氧化性，能起到杀菌消毒的作用，所以二氧化氯可用于自来水消毒，则可用于自来水消毒与气体的颜色无关，故C错误；D．单晶硅可用作半导体材料与空穴可传递电子有关，与熔点高无关，故D错误；故选A。4．D【分析】A装置中Zn与稀硫酸反应制备H2，B装置用于干燥H2，C装置中通过加热使SiHCl3气化，D装置中实现H2与SiHCl3反应制备纯硅，据此作答。【详解】A．A装置中锌与稀硫酸反应生成氢气，氢气中含有水蒸气，由于SiHCl3能与水强烈反应，故需通过盛有浓硫酸的洗气瓶除去氢气中的水蒸气，A项正确；B．SiHCl3通常呈液态，将装置C加热的目的是使滴入的三氯硅烷气化，B项正确；C．在装置D中三氯硅烷与氢气高温反应生成硅和氯化氢，反应的化学方程式为SiHCl3+H2Si+3HCl，C项正确；D．在装置D中SiHCl3与氢气在1000~1100℃条件下反应，普通玻璃管在高温下会软化，不能使用普通玻璃管，应选择耐高温的石英玻璃管，D项错误；故选D。5．B【详解】A．钠性质活泼，具有强的还原性，钠与熔融的氯化钛反应生成钛和氯化钠，可用于冶炼钛，A正确；B．也可以在高温下与氧气反应生成，从而能进一步制取硫酸，B错误；C．硅芯片为单质硅，二氧化硅是共价晶体，可直接用于制造光导纤维，但不能直接做芯片，C正确；D．镁有较强的还原性，能被或或氧化，反应过程中发光放热，为燃烧反应，即镁能在或或中剧烈燃烧，D正确； 故选B。6．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。7．D【详解】A．金属元素与非金属元素的交界处寻找半导体，A项错误；B．衰变中质量守恒60=A+0、27=Z+(-1)，计算得A=60、Z=28，B项错误；C．SiO2用于制造光导纤维、水晶，C项错误；D．氢氟酸能与SiO2反应产生气体SiF4和H2O，利用氢氟酸对玻璃容器作标记，D项正确；故选D。8．C【详解】A．全新的车载光伏发电系统不产生二氧化碳气体，符合“碳达峰”的要求，A正确； B．使用国家规定的食品添加剂，不应降低食品本身营养价值且能使得食品更诱人，B正确；C．晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，常用于制造芯片；二氧化硅具有良好的光学性能，可做光导纤维，C错误； D．二氧化硫具有还原性，且能杀菌，红酒中添加适量可以杀菌和抗氧化，D正确；故选C。9．B【分析】由流程可知，二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠，过滤得到硅酸钠溶液，硅酸钠溶液与稀硫酸反应生成硅酸白色胶状沉淀，过滤得到硅酸沉淀，在坩埚中灼烧硅酸，硅酸分解生成二氧化硅。【详解】A．硅酸钠水溶液具有阻燃性，可用作木材防火剂，故A正确；B．硅单质可用于制造计算机芯片，故B错误； C．硅酸钠与稀硫酸反应生成硅酸沉淀，所以步骤Ⅱ的反应是Na2SiO3+H2SO4=H2SiO3↓+Na2SO4，故C正确；D．加热灼烧固体应在坩埚中进行，故D正确；故选B。10．B【详解】A．玻璃为无机非金属硅酸盐材料，A项正确；B．光导纤维为SiO2，B项错误；C．风能和太阳能均为可再生能源，C项正确；D．石墨烯为碳元素的单质，它是新型无机非金属材料，D项正确；故选B。11．C【详解】A．玛瑙的主要成分是二氧化硅，故A错误；B．碳纤维与石墨烯互为同素异形体，不属于同位素，故B错误；C．氮化铝是一种高温结构陶瓷，属于新型的无机非金属材料，故C正确；D．光导纤维的主要成分是二氧化硅，太阳能电池的主要成分是Si，故D错误；故选：C。12．C【详解】A．SO2具有还原性能被其他氧化剂氧化，可用于葡萄酒的抗氧化剂，A错误；B．碳酸氢钠的溶液显碱性，所以可以用作食用碱或工业用碱，不是因为碳酸氢钠不稳定性，B错误；C．二氧化硅为共价晶体，熔点较高可用于制作坩埚等耐高温仪器，C正确；D．FeS与Hg2+反应生成HgS和Fe2+，该反应中没有元素化合价变化，FeS没有表现还原性，D错误；故答案选C。13．A【详解】A．二氧化硫具有还原性，为防止葡萄酒氧化而变质，常用二氧化硫作葡萄酒的抗氧化剂，故A正确；B．浓硫酸能与碱性气体氨气反应生成硫酸铵，盛有不能用浓硫酸干燥氨气，故B错误；C．二氧化硅可以传导光信号，所以可用作光导纤维，则二氧化硅可用作光导纤维与熔点很高无关，故C错误；D．氨气易液化，液氨汽化时会吸收大量的热使周围环境温度降低，所以常用作制冷剂，则液氨常用作制冷剂与氨气极易溶于水无关，故D错误；故选A。14．BC【详解】A．硅具有良好的半导体特性而二氧化硅没有半导体特性，这也不是其用于制造火星车的探测仪镜头的原因，A项错误；B．氢氟酸可以与反应，可以用氢氟酸蚀刻玻璃，B项正确；C．元素的非金属性越强，对应单质的氧化性越强，通过单质的氧化性强弱可判断元素的非金属性强弱，但该反应中C是还原剂，Si是还原产物，该反应不能说明非金属性：，C项正确；D．硅胶为硅酸胶体，太阳能电池板的主要成分是硅单质，二者成分都不是二氧化硅，D项错误；故选BC。15．(1)H(2)61(3)NaH(4) 【详解】（1）大爆炸理论最先产生的元素是氢，其元素符号H，故答案为：H。（2）合成出了118号元素，新原子的质量数为297，其中子数为297−118＝179，则该新原子中子数与质子数之差为179−118＝61，故答案为：61。（3）第一周期与第二周期一些元素的性质与同族元素性质共性很少，有人建议将氢放在VIIA，是因为VIIA的负化合价为−1价，氢的负价也可以为−1价，能支持该观点的化合物为氢化金属，如NaH，故答案为：NaH。（4）周期表发现存在对角线规则，处于对角线上的元素性质相似，如硼与硅处于对角线，硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠、氢气，则硼和氢氧化钠溶液反应的离子方程式：；故答案为：。16．(1)2NH4Cl＋2Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O(2)     CaO(或固体NaOH或碱石灰)     浓氨水(3)D(4)氢氟酸(5)     阻燃剂     D(6)     C     SiO2 【详解】（1）装置①为固体加热反应装置，故由此制取NH3，反应物为氯化铵和氢氧化钙，化学方程式为：2NH4Cl＋2Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。（2）装置②为固液混合，且没有加热装置，由于氧化钙可与水反应，反应放热(或氢氧化钠溶于水放热)，使溶液中c(OH-)增大的同时，促使NH3·H2O的分解生成氨气，故烧瓶内装的试剂可能是CaO(或NaOH或碱石灰)。（3）在无机非金属材料中，硅及其化合物是密切联系生产生活的一类重要物质，陶瓷、玻璃、水泥等都是硅酸盐产品，生石灰的成分是CaO不属于硅酸盐材料，故选D。（4）氢氟酸能够与二氧化硅反应生成四氟化硅和水，能够腐蚀玻璃，可用来雕刻玻璃。（5）Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃；硅酸钠不能燃烧，可以用作阻燃剂；SiO2和Na2CO3在高温下反应生成Na2SiO3和CO2，故含SiO2的材料以及Al2O3等都能与Na2CO3在高温下反应，故要用铁坩埚熔融纯碱，故选D。（6）反应2C＋SiO2Si＋2CO↑中，C元素化合价升高，Si元素化合价降低，氧化剂是SiO2。17．(1)①(2)     混合物     SiO2+ 4HF ＝ SiF4↑+ 2H2O(3)     化合     Si3N4 【详解】（1）硅酸盐产品是指利用含硅物质制成的，如水泥、玻璃、陶瓷，是三大硅酸盐产品，而光导纤维的主要成分是二氧化硅，不是硅酸盐产品，所以答案选①。（2）玻璃的成分有硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅，所以玻璃属于混合物；氢氟酸用于雕饰玻璃，是因为氢氟酸与二氧化硅反应，化学方程式为SiO2+ 4HF ＝ SiF4↑+ 2H2O。（3）采用高纯硅与纯氮在1300℃反应获得氮化硅，Si与氮气反应生成氮化硅，所以该反应是化合反应；氮化硅中硅元素的化合价为+4价，N元素的化合价是－3价，根据化合物中正负化合价代数和为0的原则，所以氮化硅的化学式为Si3N4。18．(1)     Na2O     2Na+O2Na2O2     2+2H2O=4NaOH+O2↑、2+2CO2=2Na2CO3+O2↑(2)     CO2          2CO+O22CO2     能     C＋CO22CO 【分析】(1)A是一种金属，C是淡黄色固体，则A为Na，B为Na2O ，C为Na2O2；(2)A是一种非金属，其单质为黑色固体，C是最主要的温室气体，则A为C，B为CO，C为CO2。【详解】（1）由分析可知B为Na2O；Na在氧气中燃烧生成，则A→C反应的化学方程式为2Na+O2Na2O2；C为，可以在呼吸面具和潜水艇里作为供氧剂，化学方程式为2+2H2O=4NaOH+O2↑、2+2CO2=2Na2CO3+O2↑；（2）由分析可知C的分子式为CO2，其电子式为；CO在O2中燃烧生成CO2，则B→C反应的化学方程式为2CO+O22CO2；C能和CO2发生归中反应生成CO，所以 A和C反应的化学方程式为: C＋CO22CO。