高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)《第13講碳硅及無機(jī)非金屬材料》課件

一輪重點鞏固方向比努力更重要研究考綱·辨明考向無機(jī)硅碳及非屬金料材√真題再現(xiàn)·辨明考向1．(2023年廣東卷)“高山流水覓知音”。下列中國古樂器中，主要由硅酸鹽材料制成的是解析：A．九霄環(huán)佩木古琴主要構(gòu)成是木材，動物筋制得，A錯誤；B．裴李崗文化骨笛由動物骨骼構(gòu)成，B錯誤；C．商朝后期陶塤屬于陶瓷，由硅酸鹽制成，C正確；D．曾侯乙青銅編鐘主要由合金材料制成，D錯誤；2．(2023年廣東卷)建設(shè)美麗鄉(xiāng)村，守護(hù)中華家園，衣食住行皆化學(xué)。下列說法正確的是A．千家萬戶通光纖，光纖的主要材質(zhì)為Si

B．鄉(xiāng)村公路鋪瀝青，瀝青屬于天然無機(jī)材料C．美容扮靚迎佳節(jié)，化妝品中的甘油難溶于水 D．均衡膳食助健康，主食中的淀粉可水解為葡萄糖√解析：A．光纖的主要材質(zhì)為二氧化硅，A錯誤；B．瀝青屬于有機(jī)材料，B錯誤；C．甘油溶于水，C錯誤；D．淀粉水解的最終產(chǎn)物為葡萄糖，D正確；√√4．(2023年山東卷)下列之物具有典型的齊魯文化特色，據(jù)其主要化學(xué)成分不能與其他三種歸為一類的是A．泰山墨玉B．龍山黑陶C．齊國刀幣D．淄博琉璃解析：墨玉、黑陶、琉璃均為陶瓷制品，均屬于硅酸鹽制品，主要成分均為硅酸鹽材料，而刀幣的主要成分為青銅，故答案為：C。5.(2023年江蘇卷)我國提出2060年實現(xiàn)碳中和的目標(biāo)，體現(xiàn)了大國擔(dān)當(dāng)。碳中和中的碳是指A．碳原子B.二氧化碳C.碳元素D.含碳物質(zhì)√解析：碳中和中的碳是指二氧化碳，減少二氧化碳的排放和充分利用二氧化碳轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)是碳中和的核心，故選B。6.(2023年浙江1月選考)下列物質(zhì)中屬于耐高溫酸性氧化物的是A.CO2

B.SiO2

C.MgO D.Na2O√解析：A．二氧化碳和堿反應(yīng)生成鹽和水，是酸性氧化物，但為分子晶體，不耐高溫，A錯誤；B．SiO2能跟堿反應(yīng)生成鹽和水：SiO2＋2OH－＝SiO32-＋H2O，所以SiO2是酸性氧化物，為共價晶體，耐高溫，B正確；C．MgO能跟酸反應(yīng)生成鹽和水：MgO+2H+＝Mg2++H2O，所以MgO是堿性氧化物，；C錯誤；D．Na2O能跟酸反應(yīng)生成鹽和水，所以是堿性氧化物，；D錯誤；√7.(2023年浙江6月選考)材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，下列材料主要成分屬于有機(jī)物的是A.石墨烯 B.不銹鋼 C.石英光導(dǎo)纖維 D.聚酯纖維解析：A．石墨烯是一種由單層碳原子構(gòu)成的平面結(jié)構(gòu)新型碳材料，為碳的單質(zhì)，屬于無機(jī)物，A不符合題意；B．不銹鋼是Fe、Cr、Ni等的合金，屬于金屬材料，B不符合題意；C．石英光導(dǎo)纖維的主要成分為SiO2，屬于無機(jī)非金屬材料，C不符合題意；D．聚酯纖維俗稱“滌綸”，是由有機(jī)二元酸和二元醇縮聚而成的聚酯經(jīng)紡絲所得的合成纖維，屬于有機(jī)物，D符合題意；√8.(2022年河北卷)定窯是宋代五大名窯之一，其生產(chǎn)的白瓷聞名于世。下列說法正確的是A.傳統(tǒng)陶瓷是典型的絕緣材料B.陶瓷主要成分為SiO2和MgOC.陶瓷燒制的過程為物理變化 D.白瓷的白色是因鐵含量較高解析：A．陶瓷是良好的絕緣體，傳統(tǒng)陶瓷是典型的絕緣材料，常用于高壓變壓器的開關(guān)外包裝和器件，A正確；B．陶瓷的主要成分為硅酸鹽，而不是SiO2和MgO，C錯誤；C．陶瓷燒制過程發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，由新物質(zhì)生成，屬于化學(xué)變化，C錯誤；D．由于Fe2+、Fe3+和鐵的氧化物均有顏色，故陶瓷中含鐵量越多，陶瓷的顏色越深，白瓷的白色是因為鐵含量較低甚至幾乎不含，D錯誤；√解析：A．根據(jù)反應(yīng)方程式，碳元素的化合價由+4價降為+2價，故CO為還原產(chǎn)物，A錯誤；B．硅元素化合價由-4價升為+4價，故SiH4發(fā)生氧化反應(yīng)，B錯誤；C．反應(yīng)中氧化劑為二氧化碳，還原劑為SiH4，，則氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4:1，C錯誤；D．根據(jù)反應(yīng)方程式可知，Si元素的化合價由-4價升高至+4價，因此生成1molSiO2時，轉(zhuǎn)移8mol電子，D正確；√10.(2022年6月浙江卷)下列說法不正確的是A．晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，常用于制造光導(dǎo)纖維B．高壓鈉燈發(fā)出的黃光透霧能力強(qiáng)、射程遠(yuǎn)，可用于道路照明C．氧化鋁熔點高，常用于制造耐高溫材料D.用石灰右－石膏法對燃煤煙氣進(jìn)行脫硫，同時可得到石膏√11.(2022年廣東卷)陳述Ⅰ和Ⅱ均正確但不具有因果關(guān)系的是選項陳述Ⅰ陳述ⅡA用焦炭和石英砂制取粗硅SiO2可制作光導(dǎo)纖維B利用海水制取溴和鎂單質(zhì)Br－可被氧化，Mg2+可被還原C石油裂解氣能使溴的CCl4溶液褪色石油裂解可得到乙烯等不飽和烴DFeCl3水解可生成Fe(OH)3膠體FeCl3可用作凈水劑解析：A．焦炭具有還原性，工業(yè)上常利用焦炭與石英砂(SiO2)在高溫條件下制備粗硅，這與SiO2是否做光導(dǎo)纖維無因果關(guān)系，故A符合題意；B．海水中存在溴離子，可向其中通入氯氣等氧化劑將其氧化為溴單質(zhì)，再經(jīng)過萃取蒸餾物理操作分離提純溴單質(zhì)，另外，通過富集海水中的鎂離子，經(jīng)過沉淀、溶解等操作得到無水氯化鎂，隨后電解熔融氯化鎂可制備得到鎂單質(zhì)，陳述I和陳述II均正確，且具有因果關(guān)系，B不符合題意；C．石油在催化劑加熱條件下進(jìn)行裂解可得到乙烯等不飽和烴，從而使溴的CCl4溶液褪色，陳述I和陳述II均正確，且具有因果關(guān)系，C不符合題意；D．FeCl3溶液中鐵離子可發(fā)生水解，生成具有吸附性的氫氧化鐵膠體，從而可用作凈水機(jī)，陳述I和陳述II均正確，且具有因果關(guān)系，D不符合題意；√12.(2022年江蘇卷)下列說法正確的是A.金剛石與石墨烯中的C－C－C夾角都為120oB.SiH4、SiCl4都是由極性鍵構(gòu)成的非極性分子C.鍺原子(32Ge)基態(tài)核外電子排布式為4s24p2D.ⅣA族元素單質(zhì)的晶體類型相同解析：A．金剛石中的碳原子為正四面體結(jié)構(gòu)，C－C－C夾角為109°28′，故A錯誤；B．SiH4的化學(xué)鍵為Si－H，為極性鍵，為正四面體，正負(fù)電荷中心重合，為非極性分子；SiCl4的化學(xué)鍵為Si－Cl，為極性鍵，為正四面體，正負(fù)電荷中心重合，為非極性分子，故B正確；C．鍺原子(32Ge)基態(tài)核外電子排布式為[Ar]4s24p2，故C錯誤；D．ⅣA族元素中的碳元素形成的石墨為混合晶體，而硅形成的晶體硅為原子晶體，故D錯誤；13.(2022年江蘇卷)周期表中ⅣA族元素及其化合物應(yīng)用廣泛，甲烷具有較大的燃燒熱(890.3kJ?mol－1)，是常見燃料；Si、Ge是重要的半導(dǎo)體材料，硅晶體表面SiO2能與氫氟酸(HF，弱酸)反應(yīng)生成H2SiF6(H2SiF6在水中完全電離為H+和SiF62-)；1885年德國化學(xué)家將硫化鍺(GeS2)與H2共熱制得了門捷列夫預(yù)言的類硅—鍺；下列化學(xué)反應(yīng)表示正確的是A.SiO2與HF溶液反應(yīng)：SiO2＋6HF＝2H+＋SiF＋2H2OB.高溫下H2還原GeS2：GeS2＋H2＝Ge＋2H2SC.鉛蓄電池放電時的正極反應(yīng)：Pb－2e－＋SO＝PbSO4D.甲烷的燃燒：CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)△H＝－890.3kJ?mol－1

√√14.(2022年江蘇卷)我國古代就掌握了青銅(銅-錫合金)的冶煉、加工技術(shù)，制造出許多精美的青銅器；Pb、PbO2是鉛蓄電池的電極材料，不同鉛化合物一般具有不同顏色，歷史上曾廣泛用作顏料，下列物質(zhì)性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系的是A.石墨能導(dǎo)電，可用作潤滑劑B.單晶硅熔點高，可用作半導(dǎo)體材料C.青銅比純銅熔點低、硬度大，古代用青銅鑄劍D.含鉛化合物顏色豐富，可用作電極材料解析：A．石墨是過渡型晶體，質(zhì)軟，可用作潤滑劑，故A錯誤B．單晶硅可用作半導(dǎo)體材料與空穴可傳遞電子有關(guān)，與熔點高無關(guān)，故B錯誤；C．青銅是銅合金，比純銅熔點低、硬度大，易于鍛造，古代用青銅鑄劍，故C正確；D．含鉛化合物可在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以可用作電極材料，與含鉛化合物顏色豐富無關(guān)，故D錯誤；√15.(2022年湖南卷)化學(xué)促進(jìn)了科技進(jìn)步和社會發(fā)展，下列敘述中沒有涉及化學(xué)變化的是A.《神農(nóng)本草經(jīng)》中記載的“石膽能化鐵為銅”B.利用“侯氏聯(lián)合制堿法”制備純堿C.科學(xué)家成功將CO2轉(zhuǎn)化為淀粉或葡萄糖D.北京冬奧會場館使用CO2跨臨界直冷制冰解析：A．“石膽能化鐵為銅”指的是鐵可以與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)生成銅，發(fā)生了化學(xué)變化，A不符合題意；B．工業(yè)上利用“侯氏聯(lián)合制堿法”制備純堿，二氧化碳、氨氣、氯化鈉和水發(fā)生反應(yīng)生成的碳酸氫鈉晶體經(jīng)加熱后分解生成碳酸鈉即純堿，發(fā)生了化學(xué)變化，B不符合題意；C．CO2轉(zhuǎn)化為淀粉或葡萄糖，有新物質(zhì)生成，發(fā)生了化學(xué)變化，C不符合題意；D．使用CO2跨臨界直冷制冰，將水直接轉(zhuǎn)化為冰，沒有新物質(zhì)生成，只發(fā)生了物理變化，沒有涉及化學(xué)變化，D符合題意；16.(2021年全國乙卷)我國提出爭取在2030年前實現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年實現(xiàn)碳中和，這對于改善環(huán)境，實現(xiàn)綠色發(fā)展至關(guān)重要。碳中和是指CO2排放總量和減少總量相當(dāng)。下列措施中能促進(jìn)碳中和最直接有效的是A.將重質(zhì)油裂解為輕質(zhì)油作為燃料B.大規(guī)模開采可燃冰作為清潔燃料C.通過清潔煤技術(shù)減少煤燃燒污染D.研發(fā)催化劑將CO2還原為甲醇√解析：A．將重質(zhì)油裂解為輕質(zhì)油并不能減少二氧化碳的排放量，達(dá)不到碳中和的目的，故A不符合題意；B．大規(guī)模開采可燃冰做為清潔燃料，會增大二氧化碳的排放量，不符合碳中和的要求，故B不符合題意；C．通過清潔煤技術(shù)減少煤燃燒污染，不能減少二氧化碳的排放量，達(dá)不到碳中和的目的，故C不符合題意；D．研發(fā)催化劑將二氧化碳還原為甲醇，可以減少二氧化碳的排放量，達(dá)到碳中和的目的，故D符合題意；故選D。17.(2021年山東卷)有利于實現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”的是A.風(fēng)能發(fā)電B.糧食釀酒C.燃煤脫硫D.石油裂化√解析：碳達(dá)峰是指我國承諾2030年前，二氧化碳的排放不再增長，達(dá)到峰值之后逐步降低；碳中和是指通過植樹造林、節(jié)能減排等形式，抵消自身產(chǎn)生的二氧化碳排放量，實現(xiàn)二氧化碳“零排放”，故選A。18.(2021年廣東卷)今年五一假期，人文考古游持續(xù)成為熱點。很多珍貴文物都記載著中華文明的燦爛成就，具有深邃的文化寓意和極高的學(xué)術(shù)價值。下列國寶級文物主要由合金材料制成的是√解析：A．鑄客大銅鼎屬于銅的合金，A符合題意；B．河姆渡出土陶灶屬于陶器，主要成分為硅酸鹽，不屬于合金，B不符合題意；C．獸首瑪瑙杯主要成分為二氧化硅，不屬于合金，C不符合題意；D．角形玉杯主要成分為硅酸鹽，不屬于合金，D不符合題意；故選A。19.(2021年6月浙江選考)下列說法正確的是A.C60和C70互為同位素 B.C2H6和C6H14互為同系物C.CO和CO2互為同素異形體 D.CH3COOH和CH3OOCH是同一種物質(zhì)√解析：A．同種元素的不同種核素互稱同位素，C60和C70為C元素的兩種不同單質(zhì)，不能互稱同位素，A錯誤；B．C2H6和C6H14均為烷烴，二者結(jié)構(gòu)類似，分子組成上相差4個CH2基團(tuán)，二者互為同系物，B正確；C．同種元素的不同種單質(zhì)互稱同素異形體，CO和CO2為C元素的兩種不同氧化物，二者不是單質(zhì)，不能互稱同素異形體，C錯誤；D．兩種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)不同，不是同一種物質(zhì)，二者互稱同分異構(gòu)體，D錯誤；故答案選B。20．(2020浙江7月選考)下列說法不正確的是A．高壓鈉燈可用于道路照明B．SiO2可用來制造光導(dǎo)纖維C．工業(yè)上可采用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得粗銅D．BaCO3不溶于水，可用作醫(yī)療上檢查腸胃的鋇餐√解析：A．高壓鈉燈發(fā)出的黃光射程遠(yuǎn)、透霧能力強(qiáng)，所以高壓鈉燈用于道路照明，故A正確；B．二氧化硅傳導(dǎo)光的能力非常強(qiáng)，用來制造光導(dǎo)纖維，故B正確；C．黃銅礦高溫煅燒生成粗銅、氧化亞鐵和二氧化硫，故C正確；D．碳酸鋇不溶于水，但溶于酸，碳酸鋇在胃酸中溶解生成的鋇離子為重金屬離子，有毒，不能用于鋇餐，鋇餐用硫酸鋇，故D錯誤；答案選D。21.(2019年全國卷Ⅰ，7)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。下列說法錯誤的是A.“雨過天晴云破處”所描述的瓷器青色，來自氧化鐵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√解析：

“雨過天晴云破處”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項錯誤；秦兵馬俑是陶制品，由黏土經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成，B項正確；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項正確；陶瓷主要成分是硅酸鹽，硅酸鹽中硅元素化合價處于最高價，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有耐酸堿侵蝕、抗氧化等優(yōu)點，D項正確。22．(2019年4月浙江選考)下列說法不正確的是A．純堿和燒堿熔化時克服的化學(xué)鍵類型相同B．加熱蒸發(fā)氯化鉀水溶液的過程中有分子間作用力的破壞C．CO2溶于水和干冰升華都只有分子間作用力改變D．石墨轉(zhuǎn)化為金剛石既有共價鍵的斷裂和生成，也有分子間作用力的破壞√解析：A．燒堿和純堿均屬于離子化合物，熔化時須克服離子鍵，A項正確；B．加熱蒸發(fā)氯化鉀水溶液，液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水，水分子之間的分子間作用力被破壞，B項正確；C．CO2溶于水發(fā)生反應(yīng)：CO2+H2OH2CO3，這里有化學(xué)鍵的斷裂和生成，C項錯誤；D．石墨屬于層狀結(jié)構(gòu)晶體，每層石墨原子間為共價鍵，層與層之間為分子間作用力，金剛石只含有共價鍵，因而石墨轉(zhuǎn)化為金剛石既有共價鍵的斷裂和生成，也有分子間作用力的破壞，D項正確。故答案選C。23．(2019年北京)下列我國科研成果所涉及材料中，主要成分為同主族元素形成的無機(jī)非金屬材料的是D．“玉兔二號”鈦合金篩網(wǎng)輪C．能屏蔽電磁波的碳包覆銀納米線B．2022年冬奧會聚氨酯速滑服A．米大口徑碳化硅反射鏡√√24．(2019年4月浙江選考)在溫?zé)釟夂驐l件下，淺海地區(qū)有厚層的石灰石沉積，而深海地區(qū)卻很少。下列解析不正確的是A.與深海地區(qū)相比，淺海地區(qū)水溫較高，有利于游離的CO2增多、石灰石沉積B.與淺海地區(qū)相比，深海地區(qū)壓強(qiáng)大，石灰石巖層易被CO2溶解，沉積少C.深海地區(qū)石灰石巖層的溶解反應(yīng)為：CaCO3(s)＋H2O(l)＋CO2(aq)＝Ca(HCO3)2(aq)D.海水呈弱酸性，大氣中CO2濃度增加，會導(dǎo)致海水中CO濃度增大解析：石灰?guī)r的形成是CaCO3的沉積結(jié)果，海水中溶解一定量的CO2，因此CaCO3與CO2，H2O之間存在著下列平衡：CaCO3(s)+CO2(g)+H2O(l)Ca(HCO3)2(aq)。A．海水中CO2的溶解度隨溫度的升高而減小，隨壓力的增大而增大，在淺海地區(qū)，海水層壓力較小，同時水溫比較高，因而CO2的濃度較小，即游離的CO2增多，根據(jù)平衡移動原理，上述平衡向生成CaCO3方向移動，產(chǎn)生石灰石沉積，A項正確；B．與A恰恰相反，石灰石巖層易被CO2溶解，沉積少，B項正確；C．在深海地區(qū)中，上述平衡向右移動，且傾向很大，故溶解反應(yīng)為CaCO3(s)＋H2O(l)＋CO2(aq)＝Ca(HCO3)2(aq)，C項正確；D．海水溫度一定時，大氣中CO2濃度增加，海水中溶解的CO2隨之增大，導(dǎo)致CO32-轉(zhuǎn)化為HCO3-，CO32-濃度降低，D項錯誤。25.(2023年江蘇卷節(jié)選)空氣中CO2含量的控制和CO2資源利用具有重要意義。(1)燃煤煙氣中CO2的捕集可通過如下所示的物質(zhì)轉(zhuǎn)化實現(xiàn)?！拔铡焙笏玫腒HCO3溶液與石灰乳反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________；載人航天器內(nèi)，常用LiOH固體而很少用KOH固體吸收空氣中的CO2，其原因是____________________________________________。KHCO3＋Ca(OH)2＝CaCO3＋KOH＋H2O相同質(zhì)量的LiOH固體可吸收更多二氧化碳(2)合成尿素[CO(NH2)2]是利用CO2的途徑之一、尿素合成主要通過下列反應(yīng)實現(xiàn)反應(yīng)Ⅰ：2NH3(g)＋CO2(g)＝NH2COONH4(l)反應(yīng)Ⅱ：NH2COONH4(l)＝CO(NH2)2(l)＋H2O(l)①密閉體系中反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)(K)與溫度的關(guān)系如圖甲所示，反應(yīng)Ⅰ的△H___________(填“=0”或“>0”或“<0”)。②反應(yīng)體系中除發(fā)生反應(yīng)Ⅰ、反應(yīng)Ⅱ外，還發(fā)生尿素水解、尿素縮合生成縮二脲[(NH2CO)2NH]和尿素轉(zhuǎn)化為氰酸銨(NH4OCN)等副反應(yīng)。尿素生產(chǎn)中實際投入NH3和CO2的物質(zhì)的量之比為n(NH3)∶n(CO2)＝4∶1，其實際投料比值遠(yuǎn)大于理論值的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________。<0適當(dāng)抑制副反應(yīng)的發(fā)生，尿素中氮碳比小于副產(chǎn)物中縮二脲的氮碳比，氨氣與二氧化碳的投料比越大，二氧化碳轉(zhuǎn)化率越高解析：(1)由圖可知“吸收”后所得的KHCO3溶液與石灰乳反應(yīng)生成碳酸鈣用于煅燒產(chǎn)生二氧化碳，產(chǎn)物KOH可回收利用，故化學(xué)方程式為KHCO3＋Ca(OH)2＝CaCO3＋KOH＋H2O。載人航天器內(nèi)，常用LiOH固體而很少用KOH固體吸收空氣中的CO2的原因為相同質(zhì)量的LiOH固體可吸收更多二氧化碳。(2)由圖可知升高溫度反應(yīng)Ⅰ的lgK減小，說明溫度升高平衡逆向移動，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，其△H<0。實際投料比值遠(yuǎn)大于理論值的原因是適當(dāng)抑制副反應(yīng)的發(fā)生，尿素中氮碳比小于副產(chǎn)物中縮二脲的氮碳比，氨氣與二氧化碳的投料比越大，二氧化碳轉(zhuǎn)化率越高。26．(2023年浙江1月選考)硅材料在生活中占有重要地位。請回答：(1)Si(NH2)4分子的空間結(jié)構(gòu)(以Si為中心)名稱為

，分子中氮原子的雜化軌道類型是_______。Si(NH2)4受熱分解生成Si3N4和NH3，其受熱不穩(wěn)定的原因是__________________________________________________________________

________________________________________。(2)由硅原子核形成的三種微粒，電子排布式分別為：①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1，有關(guān)這些微粒的敘述，正確的是___________。A.微粒半徑：③>①>②B.電子排布屬于基態(tài)原子(或離子)的是：①②C.電離一個電子所需最低能量：①>②>③D.得電子能力：①￡?②四面體sp3Si周圍的NH2基團(tuán)體積較大，受熱時斥力較強(qiáng)[Si(NH2)4中Si－N鍵能相對較小]；產(chǎn)物中氣態(tài)分子數(shù)顯著增多(熵增)AB(3)Si與P形成的某化合物晶體的晶胞如圖。該晶體類型是___________，該化合物的化學(xué)式為___________。共價晶體SiP2解析：(1)Si(NH2)4分子可視為SiH4分子中的4個氫原子被—NH2(氨基)取代形成的，所以Si(NH2)4分子中Si原子軌道的雜化類型是sp3，分子的空間結(jié)構(gòu)(以Si為中心)名稱為四面體；氨基(－NH2)氮原子形成3個ó鍵，含有1對孤對電子，N原子雜化軌道數(shù)目為4，N原子軌道的雜化類型是sp3；Si周圍的NH2基團(tuán)體積較大，受熱時斥力較強(qiáng)Si(NH2)4中Si－N鍵能相對較小；產(chǎn)物中氣態(tài)分子數(shù)顯著增多(熵增)，故Si(NH2)4受熱不穩(wěn)定，容易分解生成Si3N4和NH3；(2)電子排布式分別為：①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1，可推知分別為基態(tài)Si原子、Si+離子、激發(fā)態(tài)Si原子；A．激發(fā)態(tài)Si原子有四層電子，Si+離子失去了一個電子，根據(jù)微粒電子層數(shù)及各層電子數(shù)多少可推知，微粒半徑：③>①>②，選項A正確；B．根據(jù)上述分析可知，電子排布屬于基態(tài)原子(或離子)的是：①②，選項B正確；C．激發(fā)態(tài)Si原子不穩(wěn)定，容易失去電子；基態(tài)Si原子失去一個電子是硅的第一電離能，Si+離子失去一個電子是硅的第二電離能，由于I2>I1，可以得出電離一個電子所需最低能量：②>①>③，選項C錯誤；D．由C可知②比①更難失電子，則②比①更容易得電子，即得電子能力：②>①，選項D錯誤；27.(2022年6月浙江卷)聯(lián)合生產(chǎn)是化學(xué)綜合利用資源的有效方法。煅燒石灰石反應(yīng)：CaCO3(s)＝CaO(s)＋CO2(g)△H＝1.8×102kJ?mol－1，石灰石分解需要的能量由焦炭燃燒提供。將石灰石與焦炭按一定比例混合于石灰窯中，連續(xù)鼓入空氣，使焦炭完全燃燒生成CO2，其熱量有效利用率為50%。石灰窯中產(chǎn)生的富含CO2的窯氣通入氨的氯化鈉飽和溶液中，40%的CO2最終轉(zhuǎn)化為純堿。已知：焦炭的熱值為30kJ?g-1(假設(shè)焦炭不含雜質(zhì))。請回答：(1)每完全分解100kg石灰石(含CaCO390%，雜質(zhì)不參與反應(yīng))，需要投料_______kg焦炭。(2)每生產(chǎn)106kg純堿，同時可獲得_______kgCaO(列式計算)。10.870金剛石碳化硅晶體硅熔點/℃＞355026001415(1)金剛石熔點比晶體硅熔點高的原因是_________________________________________________________________________。(2)提純含有少量氯化鈉的甘氨酸樣品：將樣品溶于水，調(diào)節(jié)溶液的pH使甘氨酸結(jié)晶析出，可實現(xiàn)甘氨酸的提純。其理由是______________________________________________________________________________________________________。原子半徑C＜Si（或鍵長C-C＜Si-Si），鍵能C-C＞Si-Si原子半徑C＜Si（或鍵長C-C＜Si-Si），鍵能C-C＞Si-Si當(dāng)調(diào)節(jié)溶液pH至甘氨酸主要以兩性離子的形態(tài)存在時(即等電點，此時兩性離子間相互吸引力最大)，溶解度最小解析：(1)原子半徑的大小決定鍵長大小，鍵長越短鍵能越大，此時物質(zhì)的熔、沸點越高，在C和Si組成的物質(zhì)中原子半徑C＜Si（或鍵長C-C＜Si-Si），鍵能C-C＞Si-Si，故金剛石的熔點高于晶體硅的熔點；(2)當(dāng)調(diào)節(jié)溶液pH至甘氨酸主要以兩性離子的形態(tài)存在時（即等電點，此時兩性離子間相互吸引力最大），溶解度最小，此時析出的固體為甘氨酸，可以實現(xiàn)甘氨酸的提純?？键c一、碳及其重要化合物1.碳單質(zhì)存在形式有金剛石、石墨、無定形碳、足球烯，它們互為同素異形體。正四面體高大核心知識梳理正六邊形高小能正五正六3.碳的兩種氧化物(CO、CO2)的比較

COCO2物理性質(zhì)無色無味氣體密度比空氣小難溶于水無色無味氣體密度比空氣大可溶于水(溶解度小)毒性有毒(易結(jié)合血紅蛋白)無毒(溫室效應(yīng))化學(xué)性質(zhì)還原性可燃性、還原金屬氧化物無(滅火)氧化性

①與熾熱炭反應(yīng)②Mg在CO2中燃燒與水反應(yīng)無CO2＋H2O

H2CO3與堿反應(yīng)(石灰水)無Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O(檢驗CO2)化學(xué)性質(zhì)相互轉(zhuǎn)化用途燃料冶煉金屬滅火制汽水植物肥料化工原料等CO中混有CO2通過盛有NaOH溶液的洗氣瓶，然后干燥氣體CO2中混有CO通過盛有灼熱CuO的硬質(zhì)試管CO2中混有少量SO2或HCl通過盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶，然后干燥氣體智能提升(2)檢驗CO氣體：要用灼熱的氧化銅，并將產(chǎn)生的氣體通過澄清石灰水，溶液變渾濁。特別強(qiáng)調(diào)：①澄清石灰水只用于檢驗CO2，不能用于除去混合氣體中的CO2，應(yīng)用NaOH溶液除去；②CO2、SO2通入CaCl2或BaCl2溶液均無沉淀產(chǎn)生。CO、CO2氣體的除雜和檢驗(1)除雜方法【對點訓(xùn)練】確定混合氣體(CO、CO2)中含有CO氣體的實驗設(shè)計方法。除去混合氣體中的CO2氣體檢驗混合氣體中的CO2是否除盡除去尾氣中的CO2氣體除去尾氣中的CO氣體、防止污染環(huán)境B中無明顯現(xiàn)象，C中的物質(zhì)由黑色變成紅色，D中的澄清石灰水變渾濁4.碳酸(H2CO3)弱酸、不穩(wěn)定。碳酸(H2CO3)只能在水中存在。H2CO3在水中與CO2共存，因此常把CO2＋H2O當(dāng)碳酸用。5．碳酸的酸式鹽和正鹽的比較(1)在水中的溶解性①含K＋、Na＋、NH的正鹽易溶于水，其余一般不溶于水；酸式鹽均能溶于水。②一般來說，在相同溫度下，難溶性正鹽溶解度小于其酸式鹽溶解度，如溶解度：Ca(HCO3)2>CaCO3；可溶性正鹽溶解度大于其酸式鹽溶解度，如溶解度：Na2CO3>NaHCO3。(2)熱穩(wěn)定性一般來說，熱穩(wěn)定性順序為正鹽>酸式鹽>碳酸，如穩(wěn)定性：Na2CO3>NaHCO3>H2CO3?？扇苄哉}>難溶性正鹽，如CaCO3高溫分解，而K2CO3不易分解。(3)水溶液的酸堿性物質(zhì)的量濃度相同時，正鹽溶液的pH大于其酸式鹽溶液，如pH：Na2CO3溶液>NaHCO3溶液。6．草酸(H2C2O4)的性質(zhì)H2C2O4是二元弱酸；有較強(qiáng)的還原性，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O；H2C2O4不穩(wěn)定，固體受熱易分解：H2C2O4H2O＋CO↑＋CO2↑。7．草酸鹽的性質(zhì)(1)(NH4)2C2O4易溶于水，微溶于乙醇，加熱易分解，由氨水與草酸溶液作用而成。(2)CaC2O4難溶于水和醋酸，能溶于鹽酸和硝酸；灼燒時轉(zhuǎn)變成氧化鈣。(3)草酸鎂、草酸亞鐵等微溶于水，可由對應(yīng)的可溶性金屬鹽與草酸銨在水溶液中反應(yīng)而得，加熱分解可得到對應(yīng)金屬氧化物?！鲉栴}思考碳的重要化合物轉(zhuǎn)化關(guān)系如右，思考每步轉(zhuǎn)化的試劑及條件，并用化學(xué)方程式表示標(biāo)有序號的各步變化。①_______________________________________________________________________②____________________________________________③_________________④________________________⑤______________________________⑥__________________________________________________________________________2CO↑＋Si)CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2Ca(HCO3)2CaCO3＋CO2↑＋H2O[或Ca(HCO3)2＋Ca(OH)2===2CaCO3↓＋2H2O]

判斷下列說法是否正確，正確的打√，錯誤的打×。(1)石墨烯、足球烯結(jié)構(gòu)不同，但都屬于烯烴(

)(2)石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸姆磻?yīng)屬于氧化還原反應(yīng)(

)(3)向空氣中排放二氧化碳會形成酸雨(

)(4)向CaCl2溶液中通入CO2氣體，溶液變渾濁，繼續(xù)通入CO2至過量，渾濁消失(

)(5)氨化的飽和食鹽水中通入足量的CO2氣體，會析出晶體(

)(6)碳酸鋇可用于胃腸X射線造影檢查(

)××××√×正誤判斷對點訓(xùn)練√題組一新材料、新技術(shù)下碳的考查1．碳及其化合物與科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境密切相關(guān)。下列有關(guān)說法中正確的是()A．12C、13C、14C、C60、石墨烯、金剛石都是碳的同素異形體，用途廣泛B．用二氧化碳合成可降解的聚碳酸酯塑料，可以實現(xiàn)“碳”的循環(huán)利用C．石墨烯和碳纖維都是新型有機(jī)高分子材料D．碳納米管是一種有機(jī)合成纖維，其比表面積大，可用作新型儲氫材料解析：12C、13C、14C是碳元素的三種核素，不是同素異形體，A項錯誤；用CO2合成可降解的聚碳酸酯塑料，可以實現(xiàn)“碳”的循環(huán)利用，B項正確；石墨烯、碳纖維、碳納米管都是碳的單質(zhì)，是無機(jī)非金屬材料，不是有機(jī)材料，C、D兩項錯誤?！探馕觯篈項，石墨烯是一種新發(fā)現(xiàn)的材料，它的物理性質(zhì)是拉力好、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性好、硬度大、熔點高等；B項，同種元素的不同單質(zhì)互稱同素異形體；C項，碳原子半徑大于氫原子，則石墨炔孔徑大于H2分子的直徑，可以容納H2分子；D項，碳與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)物均為二氧化碳和二氧化硫。3.新材料的新秀——石墨烯和氧化石墨烯已成為物理、化學(xué)、材料科學(xué)研究的國際熱點課題。其結(jié)構(gòu)模型如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是A.石墨烯是一種新型化合物B.氧化石墨烯即石墨烯的氧化物C.二者和石墨都是碳的同素異形體D.氧化石墨烯具有一定的親水性√解析：石墨烯是碳的單質(zhì)，A錯誤；氧化石墨烯因為還含有氫元素，故不是石墨烯的氧化物，也不是碳的同素異形體，B、C錯誤；由于氧化石墨烯結(jié)構(gòu)中含有羥基和羧基等親水基團(tuán)，所以它具有一定的親水性，D正確。題組二CO2與鹽或堿溶液中反應(yīng)產(chǎn)物的定量分析

4．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將3.36LCO2氣體通入200mL1.00mol·L－1NaOH溶液中，充分反應(yīng)后溶液中c(CO32-)與c(HCO3-)的比值為(不考慮CO32-、HCO3-的水解)(

)A．1∶1

B．1∶2

C．2∶1

D．1∶3√√解析：A項，CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3↓，由于NaHCO3的溶解度小，生成的NaHCO3的質(zhì)量多而析出；B項，CO2＋Na2SiO3＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓，H2SiO3與CO2不反應(yīng)，渾濁不會消失；C項，CO2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，所以溶液變渾濁，加入的品紅被HClO氧化褪色；D項，首先，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，繼續(xù)通CO2至過量，產(chǎn)生可溶于水的Ca(HCO3)2，再加入足量的NaOH，則發(fā)生反應(yīng)：2NaOH＋Ca(HCO3)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，溶液又變渾濁?！?.往含0.2molNaOH和0.1molBa(OH)2的混合溶液中持續(xù)穩(wěn)定地通入CO2氣體6.72L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，則在這一過程中，下列有關(guān)溶液中離子總物質(zhì)的量(n)隨通入CO2氣體體積(V)的變化曲線中正確的是(離子水解忽略不計)(

)7.將足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量(n)和通入CO2體積(V)的關(guān)系正確的是(

)√解析：CO2與KOH和Ca(OH)2都會反應(yīng)，但存在著競爭，如果先與KOH反應(yīng)，則反應(yīng)后生成的K2CO3立即會與Ca(OH)2反應(yīng)生成CaCO3，因此，可以看成CO2先與Ca(OH)2反應(yīng)，所以通CO2后立即有CaCO3生成。第二步還要判斷CO2是先跟KOH反應(yīng)還是先與生成的CaCO3反應(yīng)，同樣可以采用假設(shè)法判斷，即如果先與CaCO3反應(yīng)，則生成的Ca(HCO3)2又會與KOH反應(yīng)，因此是先與KOH反應(yīng)，此過程生成沉淀的物質(zhì)的量不變，當(dāng)KOH反應(yīng)完全，CO2再與CaCO3反應(yīng)，直至沉淀完全溶解，故選D。題組三與“碳達(dá)峰”和“碳中和”有關(guān)的試題

√解析：植物可通過光合作用吸收CO2，故植樹造林可降低CO2含量，A正確；CaO或氨水均具有堿性，能與酸性氣體CO2反應(yīng)，B正確；CO2分解反應(yīng)需要吸收熱量，C錯誤；將CO2轉(zhuǎn)為CH4燃料，可實現(xiàn)資源優(yōu)化利用，D正確；綜合答案選C。A．該裝置能量轉(zhuǎn)化方式只有太陽能→化學(xué)能→電能B．該電池的總反應(yīng)為CO2＋H2O＝CO＋H2＋O2

C．電極b表面發(fā)生反應(yīng)CO2＋2e-＋2H+＝CO＋H2O2√解析：該裝置能量轉(zhuǎn)化方式還有化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，A項錯誤；該電池的總反應(yīng)為2CO2

＝2CO＋O2，B項錯誤；b為正極，CO2得到電子生成CO，電極反應(yīng)式為CO2＋2e-＋2H+＝CO＋H2O，C項正確；電池總反應(yīng)為2CO2

＝2CO＋O2，每生成1molCO，同時生成2，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，電極a生成2時，即生成2時，生成，左側(cè)電解質(zhì)溶液減少2O，右側(cè)電解質(zhì)溶液增加2O，因此兩極電解質(zhì)溶液質(zhì)量相差0.2mol×18g?mol-1＝，D項錯誤。10．(2022屆浙江舟山三模)我國提出爭取在2030年前實現(xiàn)“碳達(dá)峰”，2060年前實現(xiàn)“碳中和”。下列有關(guān)說法正確的是A．大力使用光導(dǎo)纖維進(jìn)行太陽能發(fā)電，可獲得綠色電力B．利用新型材料和技術(shù)，將二氧化碳填埋有利于實現(xiàn)“碳中和”C．利用催化技術(shù)將二氧化碳氧化可制成甲醇等清潔能源D．將煤炭通過煤液化技術(shù)轉(zhuǎn)化為甲醇燃料，可實現(xiàn)“碳中和”√解析：A．太陽能發(fā)電需要用到芯片，而利用硅的半導(dǎo)體性能可制造芯片，光導(dǎo)纖維是傳輸光訊號的媒體，不能用于制造芯片，故A不符合題意；B．實現(xiàn)“碳中和”從四方面著手：一是通過節(jié)能和提高能效，降低能源消費(fèi)總量（特別是降低化石能源消費(fèi)）；二是利用非化石能源替代化石能源；三是利用新技術(shù)將二氧化碳捕獲、利用或封存到地下；四是通過植樹造林增加碳匯，故B符合題意；C．二氧化碳中的C為+4價，甲醇中的C為-2價，由二氧化碳制成甲醇，是二氧化碳的還原反應(yīng)，故C不符合題意；D．將煤炭轉(zhuǎn)化為甲醇做燃料，甲醇燃燒時也會產(chǎn)生二氧化碳，不能實現(xiàn)“碳中和”，故D不符合題意；11．(2023屆廣州調(diào)研考試)“碳中和”是指一定時期內(nèi)，二氧化碳排放量與吸收量相平衡的狀態(tài)．下列“碳中和”的方法中未涉及氧化還原反應(yīng)的是A．高溫CaO基吸附劑循環(huán)捕獲CO2

B．植樹造林捕獲和儲存大氣中的CO2

C．高選擇性氧化銦基催化劑將CO2

加氫轉(zhuǎn)化為CH3OHD．在常溫、常壓條件下電催化將CO2

轉(zhuǎn)化為CO、HCOOH√解析：綠色植物吸收CO2的同時放出O2，屬氧化還原反應(yīng)，B項不符合題意；由CO2制甲醇時，CO2被還原，C項不符合題意；CO2中碳為+4價，CO及HCOOH中碳均為+2價，屬于氧化還原反應(yīng)，D項不符合題意。二氧化碳與鹽或堿溶液反應(yīng)產(chǎn)物的判斷1.CO2與鹽溶液反應(yīng)產(chǎn)物或現(xiàn)象的判斷一般從強(qiáng)酸制弱酸的角度去分析。由于碳酸比硅酸、次氯酸、Al(OH)3(鋁酸)的酸性強(qiáng)，因此可用CO2制取上述弱酸，常涉及的變化如下：智能提升CO2＋Na2SiO3＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓(或CO2＋Na2SiO3＋2H2O===H4SiO4↓＋Na2CO3)CO2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClOCO2(過量)＋NaAlO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3CO2(少量)＋2NaAlO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋Na2CO32與堿反應(yīng)產(chǎn)物的判斷(1)CO2與單一組分反應(yīng)(如CO2通入NaOH溶液)產(chǎn)物的分析①反應(yīng)原理CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2OCO2＋NaOH===NaHCO3②反應(yīng)后溶質(zhì)成分的判斷③用數(shù)軸來表示(2)CO2與多組分[如CO2通入NaOH、Ca(OH)2的混合溶液]反應(yīng)的順序：①Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O②2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O③Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3④CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)21、(2023屆杭州)(雙選)常溫下，向Ba(OH)2

和NaOH混合溶液中緩慢通入CO2至過量(溶液溫度變化忽略不計)，生成沉淀物質(zhì)的量與通入CO2體積的關(guān)系如圖所示。下列說法不正確的是(

)A．b點時溶質(zhì)為NaHCO3B．V4的值為100C．V1、V2、V3時，溶液中c(Ba2＋)·c(CO32-)相等D．原混合溶液中n[Ba(OH)2]∶n(NaOH)＝1∶2對點訓(xùn)練√√2.將足量的CO2不斷通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量與通入CO2的體積的關(guān)系可表示為(

)√解析：將CO2通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，依次發(fā)生如下反應(yīng)：①Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O②2KOH＋CO2===K2CO3＋H2O③2KAlO2＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋K2CO3④K2CO3＋CO2＋H2O===2KHCO3⑤BaCO3＋H2O＋CO2===Ba(HCO3)2根據(jù)沉淀生成和溶解的情況，對照圖像可知，C正確。(1)由于CO2通入量不同，所得到的白色固體的量及組成也不同，試推斷有幾種可能的組成，并分別列出。(2)若通入CO2氣體2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，得到11.9g白色固體，請通過計算確定：此白色固體是由哪些物質(zhì)組成的？其質(zhì)量分別為多少？KOH的物質(zhì)的量濃度為多少？3.向300mLKOH溶液中緩慢通入一定量的CO2氣體，充分反應(yīng)后，在減壓低溫下蒸發(fā)溶液得到白色固體，請回答下列問題：(2)白色固體為K2CO3和KHCO3的混合物。質(zhì)量分別為K2CO36.9g和KHCO3

5g。c(KOH)＝0.5mol·L－1。解析：

(2)由①CO2＋2KOH===K2CO3＋H2O②CO2＋KOH===KHCO32.24LCO2的物質(zhì)的量為0.1mol，由碳原子守恒可知，0.1molCO2可生成0.1mol的K2CO3，即13.8g；也可生成0.1mol的KHCO3即10.0g，所以11.9g白色固體是K2CO3和KHCO3的混合物，設(shè)K2CO3

xmol，KHCO3

ymol即x＋y＝，138x＋100y＝11.9g解得x＝y(tǒng)＝，則K2CO3的質(zhì)量為6.9g，KHCO3的質(zhì)量為5.0g，消耗KOH的物質(zhì)的量為0.15mol，KOH溶液的物質(zhì)的量濃度為0.5mol·L－1。4.碳和碳的氧化物是生活中的常見物質(zhì)，回答下列問題：(1)下列有關(guān)說法正確的是______(填字母)。a.利用二氧化碳制造全降解塑料，可以減緩二氧化碳對環(huán)境的影響b.金剛石、石墨、C60的化學(xué)性質(zhì)相似，物理性質(zhì)卻有很大差異c.木炭、一氧化碳在一定條件下都能還原氧化銅d.大氣中二氧化碳的消耗途徑主要是綠色植物的光合作用(2)吸煙對人體有害，燃著的香煙產(chǎn)生的煙氣含有一種能與血液中的血紅蛋白結(jié)合的有毒氣體，它是_____(填化學(xué)式)。(3)影視舞臺上經(jīng)?？吹皆旗F繚繞，使人如入仙境的景象，產(chǎn)生這一景象可用的物質(zhì)是______(填物質(zhì)俗稱)。abcdCO干冰(4)為減少二氧化碳對環(huán)境的影響，可將二氧化碳與氫氣在300℃、200kPa和催化劑的條件下，反應(yīng)生成一種清潔燃料甲醇(CH3OH)和水，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________。5．(2023年青島模擬)為檢驗二氧化碳?xì)怏w中是否混有一氧化碳，某課外興趣小組的同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。根據(jù)裝置回答下列問題：(1)A裝置的作用是___________。(2)實驗后通過________處理尾氣，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________。吸收CO2點燃(3)若實驗時觀察到__________________________________________________________________________，則證明原氣體中一定含有一氧化碳。B中無明顯現(xiàn)象，裝置C中黑色粉末變成光亮的紅色，D中澄清石灰水變渾濁解析：(1)除去混合氣體中的CO2時，可先將混合氣體通入盛有濃NaOH溶液的洗氣瓶中，故A裝置的作用是吸收CO2，以排除對下面實驗的干擾。(2)CO有毒，故將CO點燃生成CO2才能排放到空氣中。(3)CO還原CuO的實驗現(xiàn)象是黑色粉末變成紅色，故利用這一現(xiàn)象來證明原氣體中一定含有CO。1.硅單質(zhì)高大Na2SiO3考點二、硅及其無機(jī)非金屬材料核心知識梳理主要用途①良好的半導(dǎo)體材料；②太陽能電池；③計算機(jī)芯片。高大Na2SiO3＋H2OCaSiO3Na2SiO3＋CO2↑SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O光導(dǎo)纖維2.二氧化硅特別強(qiáng)調(diào)：①SiO2是酸性氧化物，但不與水反應(yīng)，不能用SiO2與水反應(yīng)制備H2SiO3。②氫氟酸能與SiO2反應(yīng)，故氫氟酸不能盛放在玻璃瓶中，而應(yīng)存放在塑料瓶中。3.硅酸難弱H2SiO3↓＋Na2CO3Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl4.硅酸鹽(1)硅酸鹽是由硅、氧與其他化學(xué)元素結(jié)合而成的化合物的總稱，是構(gòu)成地殼巖石的主要成分。(2)硅酸鈉①白色、可溶于水的粉末狀固體，其水溶液俗稱_______。有黏性，水溶液顯堿性。②與酸性比硅酸強(qiáng)的酸反應(yīng)a.與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________。b.與CO2水溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：

。③用途：黏合劑(礦物膠)，耐火阻燃材料。水玻璃Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓(3)硅酸鹽組成的表示方法：通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示硅酸鹽的組成：①氧化物的書寫順序：活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水，不同氧化物間以“·”隔開。②各元素的化合價保持不變，且滿足化合價代數(shù)和為零，各元素原子個數(shù)比符合原來的組成。如硅酸鈉(Na2SiO3)可表示為

，長石(KAlSi3O8)可表示為

。Na2O·SiO2K2O·Al2O3·6SiO25.無機(jī)非金屬材料(1)傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料。常見硅酸鹽材料比較①陶瓷陶瓷以

(主要成分為含水的

)為主要原料，經(jīng)

燒結(jié)而成的。②玻璃普通玻璃的主要成分為

，它是以

為主要原料，經(jīng)混合、粉碎，在

中熔融，發(fā)生復(fù)雜的

而制得的，玻璃可用于生產(chǎn)建筑材料、光學(xué)儀器和各種器皿，還可制造

，用于高強(qiáng)度

等。黏土鋁硅酸鹽高溫Na2SiO3、CaSiO3和SiO2純堿、石灰石和石英砂玻璃窯物理變化和化學(xué)變化玻璃纖維復(fù)合材料玻璃生產(chǎn)中的兩個重要反應(yīng)：Na2CO3＋SiO2

；CaCO3＋SiO2______________。Na2SiO3＋CO2↑CaSiO3＋CO2↑③水泥普通硅酸鹽水泥的主要原料是

，二者與其他輔料經(jīng)混合、研磨后在

中煅燒，發(fā)生復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化，加入適量石膏調(diào)節(jié)水泥____

，再研成細(xì)粉得到普通水泥?；炷潦撬唷⑸匙雍退槭扰c水混合得到的。黏土和石灰石水泥回轉(zhuǎn)窯硬化速率(二)新型無機(jī)非金屬材料1.新型陶瓷新型陶瓷在組成上不再限于傳統(tǒng)的硅酸鹽體系，在光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等方面具有很多新的特性和功能。2.新型陶瓷的種類與用途材料類型主要特性示例用途高溫結(jié)構(gòu)陶瓷耐高溫、抗氧化、耐磨蝕碳化硅、氮化硅與某些金屬氧化物等燒結(jié)而成火箭發(fā)動機(jī)的尾管及燃燒室、汽車發(fā)動機(jī)、高溫電極材料等壓電陶瓷實現(xiàn)機(jī)械能與電能的相互轉(zhuǎn)化鈦酸鹽、鋯酸鹽濾波器、揚(yáng)聲器、聲納探傷器、點火器等材料類型主要特性示例用途透明陶瓷優(yōu)異的光學(xué)性能，耐高溫，絕緣性好氧化鋁、氧化釔、氮化鋁、氟化鈣高壓鈉燈、激光器、高溫探測窗等超導(dǎo)陶瓷在某一臨界溫度下電阻為零

可用于電力、交通、醫(yī)療等領(lǐng)域3.碳納米材料碳納米材料是一類新型的無機(jī)非金屬材料(1)類型：富勒烯、碳納米管、石墨烯等。(2)用途：在能源、信息、醫(yī)藥等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。材料類型性能用途碳納米管比表面積大，高強(qiáng)度，優(yōu)良的電學(xué)性能生產(chǎn)復(fù)合材料、電池和傳感器等石墨烯電阻率低，熱導(dǎo)率高，具有很高的強(qiáng)度用于光電器件、超級電容器、電池和復(fù)合材料等智能提升教材實驗再回首1.下列有關(guān)敘述不正確的是(

)A．反應(yīng)開始一段時間后，Na2SiO3溶液中出現(xiàn)白色沉淀B．該實驗的現(xiàn)象說明酸性：HCl>H2CO3>H2SiO3C．該實驗不能證明元素的非金屬性：Cl>CD．若去掉盛放NaHCO3飽和溶液的裝置，依然能說明酸性：HCl>H2CO3>H2SiO3√對點訓(xùn)練解析：H2CO3的酸性比H2SiO3的強(qiáng)，所以反應(yīng)開始一段時間后，Na2SiO3溶液中出現(xiàn)H2SiO3白色沉淀，A項正確；錐形瓶中CaCO3與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2，說明酸性HCl>H2CO3，將產(chǎn)生的氣體通入NaHCO3飽和溶液可以除去CO2中的HCl，然后通入Na2SiO3溶液中出現(xiàn)白色沉淀，說明酸性H2CO3>H2SiO3，B項正確；該實驗不能證明元素的非金屬性Cl>C，C項正確；若去掉盛放NaHCO3飽和溶液的裝置，則CO2中混有的HCl也能與Na2SiO3反應(yīng)生成H2SiO3沉淀，不能說明酸性H2CO3>H2SiO3，D項錯誤。2．(2023屆哈爾濱模擬)能證明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的實驗事實是()A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2難溶于水B．CO2通入可溶性硅酸鹽中析出硅酸沉淀C．高溫下SiO2與碳酸鹽反應(yīng)生成CO2D．氯化氫通入可溶性碳酸鹽溶液中放出氣體，其氣體通入可溶性硅酸鹽溶液中生成沉淀√解析：酸性強(qiáng)弱與水溶性沒有關(guān)系，則無法據(jù)此比較酸性強(qiáng)弱，故A錯誤；CO2通入可溶性硅酸鹽中析出硅酸沉淀，反應(yīng)方程式是Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓，反應(yīng)原理是強(qiáng)酸制弱酸，說明碳酸比硅酸酸性強(qiáng)，故B正確；比較強(qiáng)酸制取弱酸是在溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，則在高溫下固體之間的反應(yīng)不能比較酸性強(qiáng)弱，故C錯誤；HCl通入可溶性碳酸鹽溶液中放出氣體，其氣體通入可溶性硅酸鹽溶液中生成沉淀，根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸，只能說明鹽酸的酸性比碳酸強(qiáng)，可溶性硅酸鹽溶液中生成沉淀，可能為鹽酸與硅酸鹽的反應(yīng)，無法確定碳酸與硅酸酸性的強(qiáng)弱，故D錯誤?！探馕觯篈項，稻殼灰來源廣泛，價格低廉，副產(chǎn)品活性炭具有吸附性，有較高的經(jīng)濟(jì)價值，正確；B項，操作A為過濾，操作B為蒸發(fā)濃縮，是兩種不同的操作，錯誤；C項，二氧化硅中硅元素的化合價是＋4價，硅酸鈉中硅元素的化合價也是＋4價，所以該流程中硅元素的化合價未發(fā)生改變，錯誤；D項，反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)為SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，此反應(yīng)沒有化合價的變化，屬于非氧化還原反應(yīng)，錯誤。4.(1)工業(yè)上可用以下流程制取高純硅，完成各步反應(yīng)的化學(xué)方程式：反應(yīng)①：_______________________；反應(yīng)②：__________________；反應(yīng)③：________________________。(2)能否依據(jù)反應(yīng)Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑說明H2SiO3的酸性比H2CO3強(qiáng)？答案：不能。強(qiáng)酸＋弱酸鹽===強(qiáng)酸鹽＋弱酸，該規(guī)律僅適用于常溫下水溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，而該反應(yīng)是在高溫且熔融態(tài)下進(jìn)行的，只能從化學(xué)平衡移動角度去解釋反應(yīng)發(fā)生的原因——CO2為氣體，能及時分離出反應(yīng)體系，使化學(xué)反應(yīng)向右進(jìn)行。(1)硅在自然界中只以化合態(tài)的形式存在(

)(2)晶體硅熔點高、硬度大，故可用于制作半導(dǎo)體材料(

)(3)Si和SiO2都可用于制造光導(dǎo)纖維(

)(4)非金屬性：C＞Si，則熱穩(wěn)定性：CH4＞SiH4(

)(5)硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)反應(yīng)(

)(6)SiO2是酸性氧化物，可溶于強(qiáng)堿(NaOH)，不溶于任何酸(

)√××××√解析：Si可用于制造半導(dǎo)體，SiO2用于制造光導(dǎo)纖維。解析：SiO2可溶于氫氟酸：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。正誤判斷(7)玻璃是一種晶體，有較高的熔點(

)(8)水玻璃是一種特殊的玻璃，泡花堿屬于堿(

)××解析：玻璃是非晶體，沒有固定的熔點。解析：水玻璃是Na2SiO3的水溶液，泡花堿屬于鹽。題組一硅及無機(jī)非金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用1.《天工開物》記載：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，擇取無沙黏土而為之”“凡坯既成，干燥之后，則堆積窖中燃薪舉火”“澆水轉(zhuǎn)釉(主要為青色)，與造磚同法”。下列說法錯誤的是(

)A．沙子和黏土的主要成分為硅酸鹽B．“燃薪舉火”使黏土發(fā)生了復(fù)雜的物理化學(xué)變化C．燒制后自然冷卻成紅瓦，澆水冷卻成青瓦D．黏土是制作磚瓦和陶瓷的主要原料解析：沙子的主要成分為二氧化硅，二氧化硅是氧化物，不屬于硅酸鹽，A項錯誤。黏土燒制成瓦的過程中發(fā)生了復(fù)雜的物理化學(xué)變化，B項正確。由“澆水轉(zhuǎn)釉(主要為青色)，與造磚同法”可知，C項正確。黏土是制作磚瓦和陶瓷的主要原料，D項正確。對點訓(xùn)練√2.“九秋風(fēng)露越窯開，奪得千峰翠色來”是贊譽(yù)越窯秘色青瓷的詩句，描繪我國古代精美的青瓷工藝品。玻璃、水泥和陶瓷均為硅酸鹽制品，下列有關(guān)說法中正確的是A.玻璃是人類最早使用的硅酸鹽制品B.制水泥的原料為純堿、石灰石和石英C.硅酸鹽制品的性質(zhì)穩(wěn)定、熔點較高D.沙子和黏土的主要成分均為硅酸鹽√解析：陶瓷是人類最早使用的硅酸鹽制品，A項錯誤；純堿、石灰石和石英是制玻璃的原料，而制水泥的原料是黏土和石灰石，B項錯誤；硅酸鹽制品性質(zhì)穩(wěn)定、熔點高，C項正確；沙子的主要成分是SiO2，黏土的主要成分是硅酸鹽，D項錯誤。3.下列關(guān)于硅的說法不正確的是A.硅是非金屬元素，它的單質(zhì)是灰黑色有金屬光澤的固體B.硅的導(dǎo)電性能介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料C.用二氧化硅制取單質(zhì)硅的反應(yīng)中硅元素被氧化D.加熱到一定溫度時，硅能與氫氣、氧氣等非金屬單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)√4.下列關(guān)于二氧化硅的說法正確的是A.二氧化硅是酸性氧化物，因此能與水反應(yīng)生成硅酸B.二氧化硅制成的光導(dǎo)纖維，由于導(dǎo)電能力強(qiáng)而被用于制造光纜C.二氧化硅不能與碳酸鈉溶液反應(yīng)，但能與碳酸鈉固體在高溫時發(fā)生反應(yīng)D.用二氧化硅制取單質(zhì)硅時，當(dāng)生成2.24L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時，得到2.8g硅√解析：二氧化硅是酸性氧化物，但是二氧化硅不溶于水，與水不反應(yīng)，故A錯誤；二氧化硅制成的光導(dǎo)纖維，由于其良好的光學(xué)特性而被用于制造光纜，故B錯誤；碳酸的酸性強(qiáng)于硅酸，二氧化硅不能與碳酸鈉溶液反應(yīng)，但在高溫時，二氧化硅能夠與碳酸鈉固體反應(yīng)生成硅酸鈉和二氧化碳，故C正確；由方程式SiO2＋2CSi＋2CO↑，可知當(dāng)生成2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)即0.1mol氣體時，得到0.05mol即1.4g硅，故D錯誤。5．SiO2是一種化工原料，可以制備一系列物質(zhì)(如圖所示)。下列說法錯誤的是(

)A．高爐煉鐵時，加入石灰石將鐵礦石中的脈石(主要成分為SiO2)轉(zhuǎn)化為易熔的爐渣B．純凈的二氧化硅和單晶硅都是信息產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)材料C．用鹽酸可除去石英砂(主要成分為SiO2)中少量的碳酸鈣D．圖中所含反應(yīng)都不屬于氧化還原反應(yīng)√6.下列說法不正確的是2能與HF反應(yīng)，因此可用HF刻蝕玻璃B.向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀鹽酸制備硅酸凝膠C.氮化硅是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料，化學(xué)式為Si3N4D.石英是良好的半導(dǎo)體材料，可以制成光電池，將光能直接轉(zhuǎn)化成電能√解析：氫氟酸與二氧化硅反應(yīng)生成四氟化硅和水，故HF可用于刻蝕玻璃，故A正確；鹽酸的酸性強(qiáng)于硅酸，所以向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀鹽酸可制備硅酸凝膠，故B正確；根據(jù)N的非金屬性強(qiáng)于Si及化合物中正負(fù)化合價的代數(shù)和為0的原則，得氮化硅的化學(xué)式為Si3N4，故C正確；晶體硅是良好的半導(dǎo)體材料，可以制成光電池，將光能直接轉(zhuǎn)化成電能，而不是二氧化硅，故D錯誤。題組二工業(yè)上制取高純硅7.科學(xué)家最新研制的利用氯化氫和氫氣生產(chǎn)高純硅的工藝流程如圖所示：容器①中進(jìn)行的反應(yīng)為①Si(粗)＋3HCl(g)SiHCl3(l)＋H2(g)；容器②中進(jìn)行的反應(yīng)為②SiHCl3＋H2Si(純)＋3HCl。下列說法不正確的是A.該工藝流程的優(yōu)點是部分反應(yīng)物可循環(huán)使用B.①和②互為可逆反應(yīng)C.該流程中需要隔絕空氣√解析：A項，反應(yīng)②中生成的HCl在反應(yīng)①中循環(huán)利用，正確；B項，反應(yīng)①與反應(yīng)②對應(yīng)的反應(yīng)溫度不一致，不是可逆反應(yīng)，錯誤；C項，高溫條件下，Si、SiHCl3、H2都與O2反應(yīng)，故需隔絕空氣，正確；D項，SiO2不與HCl反應(yīng)，不能通過上述途徑制硅，正確。8.硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣。請回答下列問題：(1)制備硅半導(dǎo)體材料必須先得到高純硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)還原法是當(dāng)前制備高純硅的主要方法，生產(chǎn)過程示意圖如下：①寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學(xué)反應(yīng)方程式：__________________________。②整個制備過程必須嚴(yán)格控制無水無氧。SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，寫出并配平該反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________；H2還原SiHCl3過程中若混有O2，可能引起的后果是____________________________。SiHCl3＋H2Si＋3HClSiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋H2↑＋3HCl高溫條件下，H2遇O2發(fā)生爆炸(2)化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組在探究硅的制取方法時，從資料中查閱到下列信息：Ⅰ.Mg在高溫條件下可