发布时间 : 星期六 文章高考化学一轮复习 专题4.1 碳、硅及其无机非金属材料(讲)(含解析)更新完毕开始阅读aeba8d5016791711cc7931b765ce0508763275bf
B．操作A与操作B完全相同 C．该流程中硅元素的化合价发生改变
D．反应器中发生的复分解反应为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O 【答案】A
【解析】A项，稻壳灰来源广泛、价格低廉，活性炭具有吸附性，有较高的经济价值，正确；B项，操作A为过滤，操作B为蒸发浓缩，是两种不同的操作，错误；C项，SiO2中硅元素的化合价是＋4价，Na2SiO3中硅元素的化合价是＋4价，所以该流程中硅元素的化合价没有发生改变，错误；D项，由复分解反应的概念可知，SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O不属于复分解反应，错误。
考点一 碳及及其化合物性质
【典例1】 (2018·江苏，1)CO2是自然界碳循环中的重要物质。下列过程会引起大气中CO2含量上升的是( )
A．光合作用 B．自然降雨 C．化石燃料的燃烧 D．碳酸盐的沉积 【答案】C
【解析】光合作用过程中植物吸收CO2使CO2含量下降，A项不符合题意；自然降雨的过程会消耗CO2，使CO2含量下降，B项不符合题意；化石燃料燃烧时会产生CO2，使CO2含量上升，C项符合题意；碳酸盐沉积指由于形成海洋或湖泊底部的粒状、泥状碳酸盐矿物及其集合体，通过生物作用或从过饱和碳酸盐的水体中直接沉淀，水体中生物活动消耗CO2，使CO2含量下降，D项不符合题意。
【变式1】 (2017·北京高考)我国在CO2催化加氢制取汽油方面取得突破性进展，CO2转化过程示意图如下：
下列说法不正确的是( ) A．反应①的产物中含有水 B．反应②中只有碳碳键形成 C．汽油主要是C5～C11的烃类混合物
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D．图中a的名称是2-甲基丁烷 【答案】B
【解析】反应①是CO2与H2反应生成了CO，根据元素守恒可推断有H2O生成，A项正确；反应②是CO与H2反应生成(CH2)n，(CH2)n中还含有碳氢键，B项错误；由示意图可知，汽油的主要成分是C5～C11的烃类混合物，C项正确；根据a的球棍模型，可得其结构简式为CH3CH(CH3)CH2CH3，系统名称为2-甲基丁烷，D项正确。
考点二 硅和二氧化硅
【典例2】下列说法错误的是（ ）
A．（2019新课标Ⅲ）高纯硅可用于制作光感电池 B．（2019江苏）SiO2熔点高硬度大，可用于制光导纤维 C．（2019浙江）天然石英和水晶的主要成分都是二氧化硅
D. （2018天津）汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器，其主要原料为黏士 【答案】B
【解析】硅是半导体，高纯硅可用于制作光感电池，A正确；SiO2传导光的能力非常强，用于制光导纤维，SiO2用于制光导纤维与SiO2熔点高硬度大没有对应关系，B错误；石英、水晶、硅石、沙子的主要成分均为二氧化硅，C正确；陶瓷的制造原料为黏土，D正确。
【变式2】（长春市实验中学2019届模拟） 二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用途。a～e是对①～⑤反应中SiO2所表现的化学性质或作用进行的判断，其中正确的是( )
①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
高温
②SiO2＋2C=====Si＋2CO↑ ③SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
高温
④Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑
高温⑤SiO2＋3C=====SiC＋2CO↑
a．反应①中SiO2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃 b．反应②中SiO2表现出氧化性
c．反应③中SiO2表现出酸性氧化物的通性
d．反应④符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性的酸酐的道理
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e．反应⑤中SiO2未参加氧化还原反应 A．ace B．bde C．cde 【答案】B
【解析】通常用氢氟酸来刻蚀玻璃，与之对应的是反应③，反应①中SiO2表现出酸性氧化物的通性，a、c判断错误；反应②是一个置换反应，其中二氧化硅被还原，表现出氧化性，b判断正确；反应④是一个复分解反应，用难挥发的二氧化硅制取易挥发的二氧化碳，d判断正确；反应⑤中碳的化合价由0价变为－4和＋2价，硅的化合价和氧的化合价都没有改变，因此二氧化硅没有参加氧化还原反应，e判断正确。
考点三 硅酸盐及其应用
【典例3】 [2019新课标Ⅰ]陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是
A．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁 B．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成 C．陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐 D．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点 【答案】A
【解析】氧化铁为棕红色固体，瓷器的青色不可能来自氧化铁，故A错误；秦兵马俑是陶制品，陶制品是由粘土或含有粘土的混合物经混炼、成形、煅烧而制成的，故B正确；陶瓷的主要原料是取之于自然界的硅酸盐矿物，陶瓷的主要成分是硅酸盐，与水泥、玻璃等同属硅酸盐产品，故C正确；陶瓷的主要成分是硅酸盐，硅酸盐的化学性质不活泼，具有不与酸或碱反应、抗氧化的特点，故D正确。
【变式3】 [2017·高考全国卷Ⅱ]水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：
D．ab
回答下列问题：
(1)在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目
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的是_______________________________________________，还可使用____________代替硝酸。
(2)沉淀A的主要成分是____________，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为___________________________________________________________________________。
(3)加氨水过程中加热的目的是__________________________。沉淀B的主要成分为____________、______________(写化学式)。
【解析】(1)水泥熟料中的CaO和铁、铝、镁等金属的氧化物均能溶于盐酸，加入硝酸能将水泥样品中可能含有的Fe氧化为Fe，为了不引入新杂质，还可用H2O2代替硝酸。(2)根据图示流程可知，不溶于盐酸和硝酸的沉淀A为SiO2(或H2SiO3)，SiO2(或H2SiO3)能溶于弱酸氢氟酸，生成SiF4和H2O。(3)加入氨水调节溶液的pH＝4～5的过程中加热，能防止胶体生成，易沉淀分离，结合流程图可知，沉淀B的主要成分是Al(OH)3和Fe(OH)3。
【答案】(1)将样品中可能存在的Fe氧化为Fe H2O2
(2)SiO2(或H2SiO3) SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(或H2SiO3＋4HF===SiF4↑＋3H2O) (3)防止胶体生成，易沉淀分离 Al(OH)3 Fe(OH)3 考点四 无机非金属材料
【典例4】 [2019北京]下列我国科研成果所涉及材料中，主要成分为同主族元素形成的无机非金属材料的是
2＋
3＋
2＋
3＋
A．4.03米大口径碳化硅反射镜 【答案】A
B．2022年冬奥会聚氨酯速滑服 C．能屏蔽电磁波的碳包覆银纳米线 D．“玉兔二号”钛合金筛网轮 【解析】碳化硅(SiC)是由碳元素和硅元素组成的无机非金属材料，且碳元素与硅元素均位于元素周期表第IVA族，故A符合题意；聚氨酯为有机高分子化合物，不属于无机非金属材料，故B不符合题意；碳包覆银纳米材料属于复合材料，不属于无机非金属材料，且银不是主族元素，故C不符合题意；钛合金为含有金属钛元素的合金，其属于金属材料，不属于无机非金属材料，故D不符合题意；综上所述，本题应选A。
【变式4】(2019·北京市海淀区一模)平昌冬奥会“北京8分钟”主创团队用石墨烯制作了－20 ℃能
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