專題04非金屬及其化合物第23練碳、硅與無(wú)機(jī)非金屬材料（限時(shí)：30分鐘）1．神州十二號(hào)的成功發(fā)射，是我國(guó)航天事業(yè)的又一偉大成就。下列月球探測(cè)器部件所用的材料中，其主要成分屬于無(wú)機(jī)非金屬材料的是A．鋁合金底盤B．太陽(yáng)能電池板C．聚酰亞胺反光板鈦合金篩網(wǎng)車輪【答案】B【解析】A．鋁合金底盤是無(wú)機(jī)金屬材料，故A不符合題意；B．太陽(yáng)能電池板是硅單質(zhì)，屬于無(wú)機(jī)非金屬材料，故B符合題意；C．聚酰亞胺反光板是高聚物，屬于有機(jī)物，故C不符合題意；D．鈦合金篩網(wǎng)車輪無(wú)機(jī)金屬材料，故D不符合題意。綜上所述，答案為B。2．建盞是久負(fù)盛名的陶瓷茶器，承載著福建歷史悠久的茶文化。關(guān)于建盞，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．高溫?zé)Y(jié)過(guò)程包含復(fù)雜的化學(xué)變化 B．具有耐酸堿腐蝕、不易變形的優(yōu)點(diǎn)C．制作所用的黏土原料是人工合成的 D．屬硅酸鹽產(chǎn)品，含有多種金屬元素【答案】C【解析】A．高溫?zé)Y(jié)過(guò)程是許多物理化學(xué)變化的綜合過(guò)程，A正確；B．陶瓷成分是硅酸鹽，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)具有耐酸堿腐蝕、不易變形的優(yōu)點(diǎn)，B正確；C．黏土是含沙粒很少、有黏性的土壤，一般的黏土都由硅酸鹽礦物在地球表面風(fēng)化后形成，不是人工合成的，C錯(cuò)誤；D．陶瓷主要原料是黏土，屬硅酸鹽產(chǎn)品，含有多種金屬元素，D正確；故選C。3．陶瓷是火與土的結(jié)晶，是中華文明的象征之一，其形成、性質(zhì)與化學(xué)有著密切的關(guān)系。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．“雨過(guò)天晴云破處”所描述的瓷器青色，來(lái)自氧化鐵B．聞名世界的秦兵馬俑是陶制品，由黏土經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成C．陶瓷是應(yīng)用較早的人造材料，主要化學(xué)成分是硅酸鹽D．陶瓷化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有耐酸堿侵蝕、抗氧化等優(yōu)點(diǎn)【答案】A【解析】“雨過(guò)天晴云破處”所描述的瓷器青色與氧化亞鐵有關(guān)，而氧化鐵顯紅棕色，A項(xiàng)錯(cuò)誤；秦兵馬俑是陶制品，由黏土經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成，B項(xiàng)正確；陶瓷以黏土為原料，經(jīng)高溫?zé)贫?，屬于人造材料，主要成分是硅酸鹽，C項(xiàng)正確；陶瓷主要成分是硅酸鹽，硅酸鹽中硅元素化合價(jià)處于最高價(jià)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有耐酸堿侵蝕、抗氧化等優(yōu)點(diǎn)，D項(xiàng)正確。4．下列關(guān)于二氧化硅的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是A．同二氧化碳一樣，二氧化硅分子是由一個(gè)硅原子和兩個(gè)氧原子構(gòu)成的B．通常狀況下，二氧化碳為氣態(tài)，二氧化硅為固體C．SiO2同CO2一樣也能與CaO反應(yīng)生成鹽D．SiO2僅用來(lái)表示二氧化硅的組成，其基本結(jié)構(gòu)單元為正四面體，不僅存在于二氧化硅晶體中，而且存在于所有硅酸鹽礦石中?！敬鸢浮緼【詳解】A．二氧化硅為共價(jià)晶體，是由硅原子與氧原子構(gòu)成，不存在分子，A錯(cuò)誤；B．通常狀況下，二氧化碳為氣態(tài)，二氧化硅為固體，B正確；C．二氧化硅為酸性氧化物，能夠與堿性氧化物氧化鈣反應(yīng)生成硅酸鈣，C正確；D．二氧化硅為原子晶體，不存在分子式，SiO2僅用來(lái)表示二氧化硅的組成，其基本結(jié)構(gòu)單元為正四面體，該結(jié)構(gòu)僅存在于二氧化硅晶體中，而且存在于所有硅酸鹽礦石中，D正確；故答案為A。5．下列敘述錯(cuò)誤的是A．在硅酸鹽中，Si和O構(gòu)成了硅氧四面體的結(jié)構(gòu)B．普通玻璃是以純堿、石灰石和石英砂為原料經(jīng)過(guò)復(fù)雜的變化而制得的C．硅在自然界中主要以單質(zhì)形式存在D．富勒烯、碳納米管、石墨烯均屬于無(wú)機(jī)非金屬材料【答案】C【解析】A．在硅酸鹽中，1個(gè)Si周圍連4個(gè)O，Si和O構(gòu)成硅氧四面體的結(jié)構(gòu)，故A正確；B．普通玻璃是以純堿、石灰石和石英砂為原料，經(jīng)混合、粉碎，在高溫條件下，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)制得，即Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑，CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑，故B正確；C．Si是親氧元素，Si在自然界中以氧化物或硅酸鹽的形式存在，自然界中沒有硅單質(zhì)，故C錯(cuò)誤；D．富勒烯、碳納米管、石墨烯都是由碳元素組成的不同碳單質(zhì)，屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料，故D正確；答案為C。6．硅及其化合物在人類進(jìn)步中發(fā)揮了重要作用。和用于制造芯片，用于制造光纖，用作木材防火劑。下列說(shuō)法正確的是A．在自然界以游離態(tài)存在 B．和具有優(yōu)良的導(dǎo)電性C．不與酸反應(yīng) D．溶液可與反應(yīng)【答案】D【解析】A．硅在自然界中以化合態(tài)存在，而不是游離態(tài)形式存，故A錯(cuò)誤；B．和屬于半導(dǎo)體，導(dǎo)電能力弱，故B錯(cuò)誤；C．SiO2能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)，而不是不與任何酸反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D．碳酸的酸性比硅酸強(qiáng)，則Na2SiO3溶液可與反應(yīng)生成H2SiO3，故D正確；故選：D。7．近年來(lái)開發(fā)的新型無(wú)機(jī)非金屬材料種類眾多、應(yīng)用廣泛，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．高純硅可用來(lái)制作芯片和硅太陽(yáng)能電池B．二氧化硅可用來(lái)生產(chǎn)光導(dǎo)纖維和玻璃C．新型陶瓷金剛砂(SiC)可用作耐高溫結(jié)構(gòu)材料D．富勒烯、石墨烯都是有機(jī)化合物【答案】D【詳解】A．硅是半導(dǎo)體，高純硅可用來(lái)制作芯片和硅太陽(yáng)能電池，故A正確；B．二氧化硅具有良好的光學(xué)性能等，二氧化硅可用來(lái)生產(chǎn)光導(dǎo)纖維和玻璃，故B正確；C．新型陶瓷金剛砂(SiC)熔沸點(diǎn)高，可用作耐高溫結(jié)構(gòu)材料，故C正確；D．富勒烯、石墨烯都是碳單質(zhì)，不是有機(jī)化合物，故D錯(cuò)誤；故選D。8．（2022·廣東茂名·一模）硅及其化合物在人類進(jìn)步中發(fā)揮了重要作用。和用于制造芯片，用于制造光纖，用作木材防火劑。下列說(shuō)法正確的是A．在自然界以游離態(tài)存在 B．和具有優(yōu)良的導(dǎo)電性C．不與酸反應(yīng) D．溶液可與反應(yīng)【答案】D【解析】A．硅在自然界中以化合態(tài)存在，而不是游離態(tài)形式存，故A錯(cuò)誤；B．和屬于半導(dǎo)體，導(dǎo)電能力弱，故B錯(cuò)誤；C．SiO2能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)，而不是不與任何酸反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D．碳酸的酸性比硅酸強(qiáng)，則Na2SiO3溶液可與反應(yīng)生成H2SiO3，故D正確；故選：D。9．下列離子方程式中書寫正確的是()A．水玻璃中通入過(guò)量的二氧化碳：B．二氧化硅放入澄清石灰水中：C．二氧化硅與氫氟酸反應(yīng)：D．單質(zhì)硅溶于燒堿溶液中：【答案】D【詳解】A．水玻璃是硅酸鈉的水溶液，該物質(zhì)是易溶于水的強(qiáng)電解質(zhì)，以離子形式存在，向其中通入過(guò)量CO2反應(yīng)產(chǎn)生NaHCO3和H2SiO3，反應(yīng)的離子方程式為：+CO2+H2O=H2SiO3↓+，A錯(cuò)誤；B．澄清石灰水中Ca(OH)2以離子形式存在，該反應(yīng)方程式不符合質(zhì)量守恒定律和物質(zhì)存在形式，正確的離子方程式為：Ca2++2OH+SiO2=CaSiO3+H2O，B錯(cuò)誤；C．氫氟酸是弱酸，應(yīng)該用化學(xué)式表示，C錯(cuò)誤；D．單質(zhì)硅溶于燒堿溶液中，生成硅酸鈉和H2，反應(yīng)符合反應(yīng)事實(shí)，遵循電子守恒、原子守恒、電荷守恒，D正確；故答案為D。10．二氧化硅是一種化工原料，可以制備一系列物質(zhì)。下列說(shuō)法正確的是（）A．圖中所有反應(yīng)都不屬于氧化還原反應(yīng)B．硅酸鹽的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，常用于制造光導(dǎo)纖維C．可用鹽酸除去石英砂(主要成分為SiO2)中少量的碳酸鈣D．普通玻璃是由純堿、石灰石和石英砂制成的，其熔點(diǎn)很高【答案】C【解析】A.化學(xué)反應(yīng)前后有元素化合價(jià)變化的一定是氧化還原反應(yīng)，二氧化硅與碳反應(yīng)生成硅單質(zhì)的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；B.光導(dǎo)纖維的成分是二氧化硅，不是硅酸鹽，故B錯(cuò)誤；C.碳酸鈣溶于鹽酸生成氯化鈣和水以及二氧化碳，二氧化硅和鹽酸不反應(yīng)，可以用鹽酸除去石英(主要成分為SiO2)中混有的少量碳酸鈣，故C正確；D.玻璃是由純堿、石灰石和石英制成的，玻璃屬于混合物，沒有固定的熔點(diǎn)，故D錯(cuò)誤；故選：C。11．（2022年?yáng)|莞東華實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三月考）月球的礦產(chǎn)資源極為豐富，僅月球表層5cm厚的沙土就含鐵單質(zhì)有上億噸，月球上的主要礦物有輝石(CaMgSi2O6)、鉀長(zhǎng)石(KAlSi3O8)和橄欖石(MgFeSiO4)等，下列說(shuō)法或分析不正確的是A．輝石、鉀長(zhǎng)石及橄欖石均屬于硅酸鹽礦B．鉀長(zhǎng)石的氧化物形式可表示為：K2O·Al2O3·6SiO2C．橄欖石中鐵為＋2價(jià)D．月球上有游離態(tài)鐵是因?yàn)樵虑蛏翔F的活動(dòng)性比地球上鐵的活動(dòng)性弱【答案】D【解析】A.輝石[CaMgSi2O6]、斜長(zhǎng)石[KAlSi3O8]和橄欖石[（Mg，F(xiàn)e）2SiO4]的成分均屬于硅酸鹽類，均屬于硅酸鹽礦，故A項(xiàng)正確；B.硅酸鹽的氧化物表示方法：先寫活潑金屬氧化物，然后是不活潑的金屬氧化物，再是非金屬氧化物二氧化硅，最后是水,所以斜長(zhǎng)石的氧化物形式可表示為：K2O·Al2O3·6SiO2，故B項(xiàng)正確；C.化合物中化合價(jià)代數(shù)和為0，鎂元素化合價(jià)是+2價(jià)，硅元素化合價(jià)是+4價(jià)，氧元素化合價(jià)是?2價(jià)，所以鐵元素化合價(jià)是+2價(jià)，故C項(xiàng)正確；D.金屬鐵的活動(dòng)性是金屬本身的性質(zhì)，這與金屬是在月球上還是在地球上無(wú)關(guān)，只是月球上沒有氧氣，金屬鐵不會(huì)被氧氣氧化，所以在月球上存在游離態(tài)鐵，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。12．（2022·山東師范大學(xué)附中模擬預(yù)測(cè)）部分含碳物質(zhì)的分類與相應(yīng)碳元素的化合價(jià)關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．固態(tài)p可做制冷劑用于人工降雨B．p轉(zhuǎn)化為r可通過(guò)化合反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)C．m轉(zhuǎn)化為n或o的反應(yīng)均釋放能量D．n的一種同素異形體中既存在共價(jià)鍵也存在范德華力【答案】C【解析】依據(jù)價(jià)類二維圖可知：m為甲烷、n為碳單質(zhì)、o為CO、p為CO2、r為碳酸鹽。A．p為二氧化碳，可做制冷劑用于人工降雨，A項(xiàng)正確；B．二氧化碳與氧化鈣反應(yīng)生成鹽碳酸鈣，是化合反應(yīng)實(shí)現(xiàn)，B項(xiàng)正確；C．甲烷轉(zhuǎn)化為二氧化碳是放熱反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．碳有多種同素異形體，如金剛石、石墨等，石墨既存在共價(jià)鍵也存在范德華力，D項(xiàng)正確；答案選C。13．多晶硅是單質(zhì)硅的一種形態(tài)，是制造硅拋光片、太陽(yáng)能電池及高純硅芯片的主要原料。已知第三代工業(yè)制取多晶硅流程如圖所示：下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．Y、Z分別為H2、Cl2B．制取粗硅的過(guò)程中焦炭與石英會(huì)發(fā)生副反應(yīng)生成碳化硅，在該副反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶1C．SiHCl3極易水解，其完全水解的產(chǎn)物為H2SiO3、H2、HCl，據(jù)此推測(cè)SiHCl3中硅元素的化合價(jià)為＋4D．Y與SiHCl3制備多晶硅的反應(yīng)屬于置換反應(yīng)【答案】B14．某二價(jià)金屬的碳酸鹽和碳酸氫鹽的混合物，跟足量的稀鹽酸反應(yīng)，消耗的H＋和生成的CO2的物質(zhì)的量之比為5：4，則該混合物中碳酸鹽和碳酸氫鹽的物質(zhì)的量之比為()A．1：1 B．1：2C．1：3 D．2：3【答案】D【解析】設(shè)碳酸鹽和碳酸氫鹽的物質(zhì)的量分別為xmolMCO3、ymolM(HCO3)2，則反應(yīng)時(shí)，1molMCO3消耗2molHCl，生成1molCO2,1molM(HCO3)2消耗2molHCl，生成2molCO2，故n(H＋)＝2x＋2y，n(CO2)＝x＋2y，則eq\f(2x＋2y,x＋2y)＝eq\f(5,4)，解得x:y＝2:3，故D項(xiàng)正確。15．（2022·河北滄州·二模）作為我國(guó)將“碳達(dá)峰、碳中和”納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局后的首個(gè)世界級(jí)體育盛會(huì)，北京2022年冬奧會(huì)向世界展現(xiàn)了我國(guó)的科技實(shí)力。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．速滑運(yùn)動(dòng)員佩戴的頭盔使用的碳纖維屬于無(wú)機(jī)材料B．可穿戴式智能測(cè)溫設(shè)備“測(cè)溫創(chuàng)可貼”的測(cè)溫芯片主要成分是二氧化硅C．二氧化碳取代氟利昂作為制冷劑，對(duì)保護(hù)臭氧層作出重要貢獻(xiàn)D．可降解餐具的原料玉米淀粉、甘蔗渣的主要成分都屬于糖類【答案】B【解析】A．碳纖維是由碳單質(zhì)形成的，屬于無(wú)機(jī)材料，A正確；B．硅是良好的半導(dǎo)體材料，可用于制作芯片，則測(cè)溫芯片主要成分是硅，B錯(cuò)誤；C．釋放氟利昂對(duì)臭氧層有損害，用二氧化碳取代氟利昂作為制冷劑，可保護(hù)臭氧層，C正確；D．淀粉屬于多糖、甘蔗中蔗糖屬于二糖，它們都屬于糖類，D正確；故選：B。16．有一粗硅，含雜質(zhì)鐵，取等質(zhì)量的樣品分別投入足量的稀鹽酸和足量的稀氫氧化鈉溶液中，放出等量的H2，則該粗硅中鐵和硅的關(guān)系正確的是(提示：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑)()A．物質(zhì)的量之比為1：1 B．物質(zhì)的量之比為1：2C．質(zhì)量之比為4：1 D．質(zhì)量之比為2：1【答案】C【解析】粗硅與鹽酸反應(yīng)是其中的Fe與鹽酸反應(yīng)：Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，粗硅與堿反應(yīng)是其中的硅與堿液反應(yīng)：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑。因放出等量H2，則Fe與Si的物質(zhì)的量之比為2:1，質(zhì)量之比為4:1。17．（2022韶關(guān)南雄中學(xué)高三月考）從石英砂制取并獲得高純硅的主要化學(xué)反應(yīng)如下：①SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑②Si(粗)＋2Cl2SiCl4③SiCl4＋2H2Si(純)＋4HCl關(guān)于上述反應(yīng)的分析不正確的是()A．①、③是置換反應(yīng)，②是化合反應(yīng)B．任一反應(yīng)中，每消耗或生成28g硅，均轉(zhuǎn)移4mol電子C．高溫下，焦炭與氫氣的還原性均強(qiáng)于硅D．高溫下將石英砂、焦炭、氯氣、氫氣按一