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专练16碳、硅及其化合物新型无机非金属材料授课提示：对应学生用书31页一、选择题1.[2022·辽宁卷]北京冬奥会备受世界瞩目。下列说法错误的是（）A.冰壶主材料花岗岩属于无机非金属材料B.火炬“飞扬”使用的碳纤维属于有机高分子材料C.冬奥会“同心”金属奖牌属于合金材料D.短道速滑服使用的

超高分子量聚乙烯属于有机高分子材料答案：B解析：花岗岩的主要成分是石英、云母、长石等矿物，属于无机非金属材料，A正确；碳纤维指的是含碳量在90%以上的高强度高模量纤维，属于无机非金属材料，B错误；金属奖牌属于合金材料，C正确；聚乙烯属于有机高分子材料，D正确。2.[2

022·广东卷]广东一直是我国对外交流的重要窗口，馆藏文物是其历史见证。下列文物主要由硅酸盐制成的是（）文物选项A.南宋鎏金饰品B.蒜头纹银盒文物选项C.广彩瓷咖啡杯D.铜镀金钟座答案：C解析：鎏金饰品属于金属材料，A项错误；纹银盒的主要成分是银，B项错误；瓷质咖啡杯的主要成分是陶

瓷，属于硅酸盐材料，C项正确；铜镀金钟座的主要成分是合金，D项错误。3.[2024·吉林东北师大附中一模]“中国名片”有中国航天、军事、天文等，这些领域的发展受到全世界瞩目，而这些领域与化学有着密切的联系。下列说法不正确的是（）A.“

天宫二号”空间实验室的硅电池板将光能直接转化为电能B.“蛟龙”号潜水器所使用的钛合金材料具有强度大、密度小、耐腐蚀等特性C.5G技术的应用离不开光缆，我国光缆线路总长度超过了三千万千米，光缆的主要成分是晶体硅D.港珠澳大桥设计使用寿命12

0年，水下钢柱镶锌块是利用牺牲阳极的阴极保护法防腐蚀答案：C解析：“天宫二号”空间实验室的硅电池板是为空间实验室提供电能的装置，可以将光能转化为电能，A正确；“蛟龙”号潜水器所使用的钛合金是合金材料，具有强度大、密度小、耐腐蚀、耐热等特性，B正确；光缆的主要成分是二氧化硅，C错误；水下钢柱

镶锌块，铁和锌在水中形成原电池，锌作负极被腐蚀，铁作正极被保护，利用的是牺牲阳极的阴极保护法，D正确。4.[2022·河北卷]定窑是宋代五大名窑之一，其生产的白瓷闻名于世。下列说法正确的是（）A.传统陶瓷是典型的绝缘材料B.陶瓷主要成分为SiO2和M

gOC.陶瓷烧制的过程为物理变化D.白瓷的白色是因铁含量较高答案：A解析：传统陶瓷是典型的绝缘材料，常用于高压变压器的开关外包装和器件，A正确；陶瓷的主要成分为硅酸盐，而不是SiO2和MgO，B错误；陶瓷烧制过程发生复杂

的化学反应，有新物质生成，属于化学变化，C错误；由于Fe2＋、Fe3＋和铁的氧化物均有颜色，白瓷的白色是因为铁含量较低甚至几乎不含，D错误。5.[2024·云南昆明摸底]在海洋碳循环中，通过如图所示的途径固定碳。下列说法错误的是（）A.该循环过程中未涉及氧化

还原反应B.光合作用能将太阳能转化为化学能C.钙化作用涉及的离子方程式之一为Ca2＋＋2HCO－3===CaCO3↓＋CO2↑＋H2OD.吸收作用中产生HCO－3的途径为CO2＋H2O⇌H2CO3，H2CO3⇌HCO－3＋H＋答案：A

解析：光合作用中，利用太阳能将二氧化碳、水转化为（CH2O）n和O2，发生的是氧化还原反应，A项错误；由图可知，光合作用将太阳能转化为化学能，B项正确；NaHCO3和Na2CO3与CaCl2发生的离子反应分别为Ca2＋＋2HCO－3===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O、Ca2＋＋CO2－3

===CaCO3↓，C项正确；二氧化碳溶于水，发生反应：CO2＋H2O⇌H2CO3，H2CO3⇌H＋＋HCO－3，D项正确。6.工业上利用无机矿物资源生产部分材料的流程示意图如下。下列说法正确的是（）A.在铝土矿制备较高纯度Al的过程中只用到NaO

H溶液、CO2气体、冰晶石B.石灰石、纯碱、石英、玻璃都属于盐，都能与盐酸反应C.在制粗硅时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2D.黄铜矿（CuFeS2）与O2反应产生的Cu2S、SO2均是还原产物答

案：C解析：在铝土矿制备较高纯度Al的过程中除用到NaOH溶液、CO2气体、冰晶石，还用到盐酸，A错误；石英不属于盐，不能与盐酸反应，B错误；由方程式SiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑可知在制粗硅时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶

2，C正确；SO2是氧化产物，D错误。7.下列说法正确的是（）①N95口罩对新型冠状病毒有明显阻隔作用，其主要生产原料聚丙烯属于新型无机非金属材料②硅酸可用于制备硅胶，硅胶可用作袋装食品、瓶装药品的干燥剂③Mg2＋、H＋、SiO2－3、SO2－4在水溶液中能大量共存④向含

有K＋、Na＋、Br－、SiO2－3的溶液中通入CO2后各离子仍能大量存在⑤SiO2不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器⑥硅酸钠可制备木材防火剂，也可用于制备硅酸胶体⑦Si→SiO2→H2SiO3均能一步转

化A.①⑤⑥B．①②⑥⑦C.②⑥D．③④⑥答案：C解析：聚丙烯是有机高分子材料，①错误；硅胶具有较强的吸水性，且无毒，可作干燥剂，②正确；H＋与SiO2－3会生成H2SiO3沉淀，不能大量共存，③错误；向含有K＋、Na＋

、Br－、SiO2－3的溶液中通入CO2，会生成H2SiO3沉淀，④错误；SiO2可与氢氟酸反应，⑤错误；硅酸钠具有较好的耐热性，可制备木材防火剂，也可用于制备硅酸胶体，⑥正确；SiO2→H2SiO3不

能一步实现转化，⑦错误。8.[2023·湖北卷]工业制备高纯硅的主要过程如下：石英砂――→焦炭1800～2000℃粗硅――→HCl300℃SiHCl3――→H21100℃高纯硅下列说法错误的是（）A.制备粗硅的反应方程式为SiO2＋2C=

====高温Si＋2CO↑B.1molSi含Si—Si键的数目约为4×6.02×1023C.原料气HCl和H2应充分去除水和氧气D.生成SiHCl3的反应为熵减过程答案：B解析：SiO2和C在高温下发生反应生成Si和CO，因此，制备粗硅的反

应方程式为SiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑，A说法正确；在晶体硅中，每个Si与其周围的4个Si形成共价键并形成立体空间网状结构，因此，平均每个Si形成2个共价键，1molSi含Si—Si键的数目约为2

×6.02×1023，B说法错误；HCl易与水形成盐酸，在一定的条件下氧气可以将HCl氧化；H2在高温下遇到氧气能发生反应生成水，且其易燃易爆，其与SiHCl3在高温下反应生成硅和HCl，因此，原料气HCl和H2应充分去除水和氧气，C说法正确；Si＋3HCl（g）=====300℃SiHCl3

（g）＋H2（g），该反应是气体分子数减少的反应，因此，生成SiHCl3的反应为熵减过程，D说法正确；综上所述，本题选B。9.[2024·广州市综合测试]化学推动科技进步。下列说法不正确的是（）A.祝融号探测器发现火星上存在橄榄石（MgxFe2－xSiO

4），其成分属于无机化合物B.天和核心舱电推进系统中使用的氮化硼陶瓷，其属于新型无机非金属材料C.奋斗者号载人潜水器球壳，其原料中的46Ti与47Ti互为同位素D.月壤样品中发现天然玻璃纤维，该纤维中的SiO2属于分子晶体答案：D解析：S

iO2属于共价晶体，D项错误。10.多晶硅是单质硅的一种形态，是制造硅抛光片、太阳能电池等的主要原料。已知多晶硅第三代工业制取流程如图所示：下列说法错误的是（）A.Y、Z分别为H2、Cl2B.制取粗硅时焦炭与石英发生副反应生成碳化硅，该副反应中，氧化剂与还原剂的物质

的量之比为1∶2C.SiHCl3极易水解，产物为H2SiO3、H2、HCl，据此推测SiHCl3中硅为＋2价D.多晶硅是硅的一种同素异形体答案：C解析：电解饱和食盐水得到NaOH、H2、Cl2，Y和Z点燃下能够发生反应，

即X为NaOH，根据流程中，SiHCl3被还原成Si，即Y为H2，Z为Cl2，故A说法正确；焦炭和石英发生的副反应：SiO2＋3C=====高温SiC＋2CO↑，焦炭既是氧化剂又是还原剂，氧化剂与还原剂

物质的量之比为1∶2，故B说法正确；SiHCl3水解的产物是H2SiO3、H2、HCl，推出SiHCl3中H应为－1价，即Si的化合价为＋4价，故C说法错误；多晶硅为单质，是硅的一种同素异形体，故D说法正确。二、非选择题11.Ⅰ

.在工业中加热条件下利用镁制取硅：2Mg＋SiO2=====△2MgO＋Si，同时有副反应发生：2Mg＋Si=====△Mg2Si，Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4（硅烷），SiH4在常温下是一种不稳定、易分解的气体。如图是进行Mg与SiO2

反应的实验装置：（1）由于氧气的存在对该实验有较大影响，实验中应通入气体X作为保护气，试管中的固体药品可选用（填序号）。a.石灰石b．锌粒c．纯碱（2）实验开始时，必须先通入X气体，再加热反应物，其理由是，当反应开始后，

移走酒精灯反应能继续进行，其原因是___________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________。（3）反应结束后，待冷却至常温时，往反应后的混合物中加入稀盐酸。可观察到闪亮的火星，产生此现象的原因用化学方程式表示为_____________

___________________________________________________________。Ⅱ.草酸晶体受热分解产物中含有CO和CO2气体，为验证气体中含有CO气体，可用下图所示的部分装置（可以重复选用

）进行实验：（4）该实验方案设计的装置中，按气体流向依次连接的合理顺序为________________________________________________________________________。（5）能证明混合气体中有CO的实验现象是。

（6）若不用F装置，则多余的CO气体将如何处理。答案：（1）b（2）让氢气排尽装置内的空气，避免空气中的成分对实验的影响该反应为放热反应，可利用自身放出的热量维持反应进行（3）Mg2Si＋4HCl===2MgCl2＋SiH4↑，

SiH4＋2O2===SiO2＋2H2O（4）C→A→D→E→A→F（5）E中黑色粉末变为红色；前一个A中澄清石灰水无明显现象，后一个A中澄清石灰水变浑浊（6）先通入C装置除去CO2气体后，再将剩余的气体点燃解析：（1）Mg可以与CO2反应生成氧化镁和碳，Mg与氢气不能发生反应

，因此可用氢气作为保护气，选用的药品为稀硫酸和锌粒，再用浓硫酸干燥；（2）装置中有空气，若不用氢气排空装置中的空气，氢气和空气的混合气体燃烧会发生爆炸，所以反应开始前应该先通氢气排尽装置中的空气；Mg与SiO2反应的条件是加热，停止加热后，反应能

继续进行，说明该反应为放热反应，可利用自身放出的热量维持反应进行；（3）Mg2Si遇盐酸迅速反应生成SiH4（硅烷），其反应的方程式为：Mg2Si＋4HCl===2MgCl2＋SiH4↑，SiH4常温下是一种不稳定、易自燃的气体，反应的方程式为SiH4＋2O2===SiO

2＋2H2O，所以往反应后的混合物中加入稀盐酸，可观察到闪亮的火星。（4）要验证草酸晶体分解产物中有CO，只能通过检验CO与CuO反应的产物CO2的存在来达到这一目的。因为草酸晶体的分解产物本身含有CO2，会对CO的检验造成干扰，所以在检验CO前应将分解产物中的CO2除尽，可选用C装置

来除去CO2，A装置用来检验CO2是否除尽．将除去CO2的气体通过盛有无水氯化钙的装置D干燥，然后通过盛有CuO的装置E，CuO将CO氧化为CO2，再将气体通过盛有澄清石灰水的A装置，用来检验CO2的存在。因CO有毒，最后可将尾气通过排水法收集。（5）若前一个装置A中澄清石灰水不

变浑浊，说明草酸晶体分解的产物CO2已除尽；E中黑色CuO变红，同时其后的装置A中澄清石灰水变浑浊，说明草酸晶体分解产物中含有CO。（6）F装置的作用是收集CO气体，以防污染环境，更换的方法是将气体先通入C装置除去CO2气体后，将CO点燃。