从巩固到提高高考化学二轮微专题11 碳族元素

试卷更新日期：2023-01-22 类型：二轮复习

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一、单选题

1. 化学是材料科学的基础，下列说法错误的是（）

A、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 B、制造特种防护服的芳纶纤维属于有机高分子材料 C、氧化铝熔点高，常用于制造耐高温材料 D、制造5G芯片的氮化铝属于无机非金属材料

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2. 2022年2月进行的北京冬奥会尽显化学高科技，下列有关说法错误的是（）

A、“飞扬”火炬外壳是用密度小且耐高温的碳纤维与高性能树脂做成的复合材料，碳纤维是新型无机非金属材料 B、跨临界直接制冰使用的CO₂是由极性键构成的非极性分子 C、本届冬奥会使用氢燃料，氢燃料电池工作时，氢气在正极发生还原反应 D、“防切割竞赛服”里面的“剪切增稠液体”是由聚乙二醇和硅微粒加工而成，其中聚乙二醇是由乙二醇经过缩聚反应制得

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3. 对下列事实的解释错误的是（）

A、二氧化硅常作为光导纤维，因为二氧化硅具有导电性 B、金属钠可用于钛、锆、铌等金属的冶炼，因为金属钠具有还原性 C、黑暗的电影院中，放映口发出的光会形成光柱，因为胶体具有丁达尔效应 D、不锈钢具有很强的抗腐蚀能力，因为加入合金元素后内部组织结构发生变化

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4. 化学与科技、生产、生活有密切的关系，下列叙述错误的是（）

A、在碳中和研究中，选择合适的催化剂将 $C O_{2}$ 转化为甲醇等液体燃料 B、北京冬奥会的运动服中使用的保暖材料石墨烯与足球烯互为同素异形体 C、我国自主研发的“东方超环”(人造太阳)所应用的氘、氚与氕三者互为同位素 D、“奋斗者号”潜水器使用的固体浮力材料，由空心玻璃微球和高强树脂制成，属于无机非金属材料

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5. 在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是（）

A、饱和NaCl(aq) $\overset{{足量CO}_{2}}{→}$ NaHCO₃ $\overset{Δ}{→}$ Na₂CO₃ B、Al₂O₃ $\overset{HCl(aq)}{→}$ AlCl₃(aq) $\overset{蒸干}{→}$ 无水AlCl₃ C、H₂SO₄(浓) $→_{Δ}^{Cu}$ SO₂ $\overset{{足量NH}_{3} {.H}_{2} O}{→}$ (NH₄)₂SO₃(aq) D、Cl₂(g) $\overset{{Ca(OH)}_{2}}{→}$ Ca(ClO)₂ $\overset{过 {量SO}_{2}}{→}$ HClO

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6. 下列说法正确的是（）

A、方程式2C+SiO₂ $\underline{\underline{高温}}$ 2CO+Si表明非金属性：碳>硅 B、一定量的氯气与过量的铁粉在密闭容器中充分反应，有FeCl₂生成 C、将少量的浓硝酸滴入盛有过量的铜粉的试管中，气体产物只有NO₂ D、向新制备的饱和氯水中加入碳酸钙粉末可以增强氯水的漂白性

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7. $C O_{2}$ 的资源化利用有利于缓解温室效应并解决能源转化问题，一种以 $F e_{3} (C O)_{12} / Z S M - 5$ 催化 $C O_{2}$ 加氢 $(H_{2})$ 合成低碳烯烃的反应过程如图所示：下列说法正确的是（）

A、第ⅰ步反应过程中碳元素发生氧化反应 B、异构化反应过程中发生化学键的断裂和形成 C、该反应总过程的原子利用率为100% D、 $F e_{3} (C O)_{12} / Z S M - 5$ 不影响 $C O_{2}$ 加氢合成低碳烯烃反应的活化能

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8. 近年来科学家制造出大量的新物质，对下列三种物质的相关说法错误的是（）


石墨烯：从石墨中分离出来，是最薄、最坚硬的纳米材料	石墨炔：平面网状结构的全碳分子，具有优良的化学稳定性	纳米碳管；具有优良的场发射性能，制作阴极显像管、储氢材料

A、石墨烯具有良好的导电性 B、上述三种物质与金刚石互为同素异形体 C、石墨炔孔径略大于

H_{2}

分子的直径，可用作提纯

H_{2}

的薄膜 D、上述三种新型材料都必须由石墨为原料制备而成

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9. 海洋碳循环在整个地球气候系统中具有重要地位。下列叙述错误的是（）

A、塑料颗粒中含有的碳也会进入海洋碳循环缓慢降解，不会造成污染 B、大气中 $C O_{2}$ 浓度上升导致海洋酸化，海洋吸收 $C O_{2}$ 的能力减弱 C、温室效应导致的海表温度上升，会减少海洋对 $C O_{2}$ 的吸收 D、该循环涉及反应 $C O_{2} + H_{2} O + C a C O_{3} = C a {(H C O_{3})}_{2}$

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10. 工业制硅第二步反应为SiHCl₃+H₂ $\begin{array}{l} \underline{\underline{1100 ℃}} \end{array}$ Si+3HCl，下列说法错误的是（）

A、SiHCl₃中的Si呈+4价，分子空间结构为四面体形 B、该反应中SiHCl₃既是氧化剂又是还原剂 C、该反应说明在该温度下氢气的还原性强于硅单质 D、当1 mol H₂完全反应时，该反应转移2 mol电子

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11. 第三周期元素的单质及其化合物具有重要用途。例如，在熔融状态下，可用金属钠制备金属钾；MgCl₂可制备多种镁产品：铝－空气电池具有较高的比能量，在碱性电解液中总反应式为4Al+3O₂+4OH^-+6H₂O=4[Al(OH)₄]^- ，高纯硅广泛用于信息技术领域，高温条件下，将粗硅转化为三氟硅烷(SiHCl₃)，再经氢气还原得到高纯硅。下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是（）

A、钠的密度比钾大，可用于冶炼金属钾 B、熔融的氯化镁能电解，可用作冶炼镁的原料 C、铝的金属活泼性强，可用于制作铝金属制品 D、晶体硅熔点高、硬度大，可用作通讯设备的芯片

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12. 2022年北京冬奥会被誉为科技奥运绿色奥运，从清洁能源到环保材料，化学高科技所起的作用功不可没。下列有关说法错误的是（）

A、二氧化碳跨临界直冷制冰技术环保节能安全无毒 B、颁奖礼服内胆添加的石墨烯发热材料为有机高分子材料 C、滑雪服采用的剪切增稠流体材料可有效减小空气阻力 D、冬奥火炬“飞扬”外壳采用的是碳纤维与高性能树脂制成的新型复合材料

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13. 下列说法错误的是（）

A、纯碱广泛应用于小苏打、烧碱和普通玻璃的生产 B、冬奥会使用二氧化碳跨临界制冰机组，与传统制冷剂氟利昂相比更加环保 C、将厨余垃圾中的油脂分离出来，可以制造肥皂和油漆等 D、硅酸盐分子筛常用于分离、提纯气体或液体混合物，还可作干燥剂、催化剂等

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14. 在无机非金属材料中，硅一直扮演着主要的角色。请你利用元素周期律的相关知识，预测硅及其化合物的性质。下列说法错误的是（）

A、晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料 B、 $S i O_{2}$ 是酸性氧化物，可以与水反应： $S i O_{2} + H_{2} O = H_{2} S i O_{3}$ C、 $N a_{2} S i O_{3}$ 可溶于水，在水溶液中电离方程式为： $N a_{2} S i O_{3} = 2 N a^{+} + S i O_{3}^{2 -}$ D、在高温下，能发生反应 $S i O_{2} + N a_{2} C O_{3} = N a_{2} S i O_{3} + C O_{2} ↑$ ，但是不能证明 $H_{2} S i O_{3}$ 的酸性大于碳酸

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15. “西门子法”提纯硅的反应之一为： $S i + 3 H C l \begin{array}{l} \underline{\underline{\begin{array}{l} 高温 \end{array}}} \end{array} S i H C l_{3} + H_{2}$ ，已知氢原子吸引电子的能力介于碳原子和硅原子之间，下列说法不正确的是（）

A、 $H_{2}$ 是还原产物 B、 $S i H C l_{3}$ 即是氧化产物，也是还原产物 C、还原剂与氧化剂的物质的量之比为 $1 ： 3$ D、生成 $1 m o l S i H C l_{3}$ 时，转移 $2 m o l$ 电子

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16. 下列说法正确的是（）

A、将粗硅在高温下与氯气作用生成 $S i C l_{4}$ ，再用氢气还原 $S i C l_{4}$ 得到高纯度的硅 B、工业上通过电解 $M g C l_{2}$ 水溶液制金属镁 C、工业上以海带为原料制碘时，利用 $C C l_{4}$ 萃取碘水中的碘，分液、蒸馏获得粗碘 D、炼铁时，加入石灰石的主要作用是分解提供 $C O_{2}$ ，便于与C作用生成CO

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二、实验探究题

17. 高纯硅被誉为“信息革命的催化剂”。某小组模拟工业上用SiHCl₃与H₂在1357K的条件下制备高纯硅，实验装置如图所示(部分加热及夹持装置略去)：
已知：①SiHCl₃的沸点为33.0℃，密度为1.34g·cm^-3；易溶于有机溶剂；能与H₂O剧烈反应；在空气中易被氧化；

②CaCl₂+xCH₃CH₂OH→CaCl₂·xCH₃CH₂OH；

③银氨溶液中存在：[Ag(NH₃)₂]⁺+2H₂O $\overset{}{⇌}$ Ag⁺+2NH₃·H₂O。

回答下列问题：

(1)、装置B中试剂宜选择(填字母，单选)。
a.碱石灰 b.无水氯化钙 c.五氧化二磷 d.硅胶

(2)、实验操作步骤有：
①加热装置D至1357K；

②关闭K₁；

③加热装置C，打开K₂ ，滴加VmLSiHCl₃；

④关闭K₂；

⑤打开K₁ ，向安全漏斗中加入足量乙醇，装置A中反应一段时间。

正确的操作顺序为(填序号)。

(3)、E中CCl₄的作用是防倒吸和。

(4)、石英管中发生反应的化学方程式为。

(5)、本实验制得高纯硅a g，则SiHCl₃的利用率为(只列计算式)。实验结束后，有同学认为根据高纯硅与消耗钠或乙醇的量也可以计算SiHCl₃的利用率，这种观点(填“是”或“否”)正确。

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三、推断题

18. 已知化合物X是由三种常见元素组成的液体物质，可发生如下反应：
根据上述转化回答下列问题：

(1)、化合物X遇水极易水解，产生两种有刺激性气味的气体，其中气体F能使品红溶液褪色，X的化学式为。已知X中所有原子均满足最外层8电子稳定结构，写出X的结构式：。

(2)、黄色溶液Ⅰ中存在的微粒，除了 $H_{2} O 、 H^{+} 、 C l^{-} 、 O H^{-}$ 之外，还有。

(3)、写出X水解生成气体H和气体F的化学方程式：。

(4)、写出白色沉淀G溶于稀硝酸的化学方程式：。

(5)、化合物X加热至 $140 ℃$ 开始分解，分解产生三种物质，分别为气体F、一种气体单质和一种相对分子质量为135的四原子化合物，试写出X分解的化学方程式：。

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四、综合题

19. 水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、 $S i O_{2}$ ，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：
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 $A l {(O H)}_{3}$ 、(填化学式)

(4)、草酸钙沉淀经稀 $H_{2} S O_{4}$ 处理后，用 $K M n O_{4}$ 标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量，滴定反应为： $2 M n O_{4}^{-} + 6 H^{+} + 5 H_{2} C_{2} O_{4} = 2 M n^{2 +} + 10 C O_{2} + 8 H_{2} O$ 。实验中称取0.400g水泥样品，滴定时消耗了 $0.0500 m o l \cdot L^{- 1}$ 的 $K M n O_{4}$ 溶液36.00mL，则该水泥样品中钙的质量分数为， (相对原子质量Ca：40)

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20. 铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al₂O₃和冰晶石（Na₃AlF₆）混合熔融电解制得。
①铝土矿的主要成分是Al₂O₃和SiO₂等。从铝土矿中提炼Al₂O₃的流程如下：

②以萤石（CaF₂）和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：

回答下列问题：

(1)、写出反应1的化学方程式，；

(2)、滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是，反应2的离子方程式为；

(3)、E可作为建筑材料，化合物C是，写出由D制备冰晶石的化学方程式；

(4)、电解制铝的化学方程式是，以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是。

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21.

(1)、I.碳元素作为一种形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物具有广泛的用途。
储能材料是当今科学研究的热点，C₆₀(结构如图)可用作储氢材料。继C₆₀后，科学家又合成了Si₆₀、N₆₀ ，下列有关说法正确的是。

a．C₆₀、Si₆₀、N₆₀都属于新型化合物

b．C₆₀、Si₆₀、N₆₀互为同分异构体

c．已知N₆₀结构与C₆₀相似，由于N-N键能小于N≡N，故N₆₀的稳定性弱于N₂

d．已知金刚石中C-C键长154pm，C₆₀中C-C键长145-140pm，故C₆₀熔点高于金刚石

(2)、II．玻璃生产离不开碳酸盐，原料在熔炉里发生的主要反应如下：2Na₂CO₃+CaCO₃+3SiO₂ $\overset{熔融}{\to}$ 2Na₂SiO₃+CaSiO₃+3CO₂↑
上述反应中，反应物之一在熔融状态下不导电，该物质属于晶体。写出气体产物的电子式，其属于分子(填“极性”或“非极性”)。

(3)、上述反应中，在周期表中相邻的两种元素的原子半径>(填元素符号)；处于第三周期的元素名称是；金属性最强的短周期元素原子核外有种不同能级的电子，其单质在O₂中燃烧，生成的产物可能有(写化学式)。

(4)、III．碳元素能形成多种酸，如常见的碳酸、草酸(H₂C₂O₄)等。已知下列3个变化： ${CO}_{3}^{2-}$ →CO₂、 $C_{2} O_{4}^{2-}$ →CO₂、Fe³⁺→Fe²⁺。
找出其中一个变化与“ ${MnO}_{4}^{-}$ →Mn²⁺”组成一个反应，写出该反应的离子方程式并配平。

(5)、上述反应中的高锰酸钾在不同条件下可发生如下反应： ${MnO}_{4}^{-}$ +5e+8H⁺→Mn²⁺+4H₂O； ${MnO}_{4}^{-}$ +3e+2H₂O→MnO₂+4OH^-； ${MnO}_{4}^{-}$ +e→ ${MnO}_{4}^{2-}$
①由此可知，高锰酸根离子( ${MnO}_{4}^{-}$ )反应后的产物与有关。

②高锰酸钾溶液与硫化亚铁发生如下反应：10FeS+6KMnO₄+24H₂SO₄→3K₂SO₄₊6MnSO₄+5Fe₂(SO₄)₃+10S↓+24H₂O，已知该反应进行一段时间后，固体的质量减少了2.8g，则硫元素与KMnO₄之间发生电子转移的数目为个。

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从巩固到提高 高考化学二轮微专题11 碳族元素

一、单选题

二、实验探究题

三、推断题

四、综合题

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