2024届高三新高考化学大一轮专题训练-碳族元素及其化合物
一、单选题
1．（2023·湖北武汉·统考模拟预测）蕲春管窑镇被湖北省命名为“陶瓷之乡”，其管窑手工制陶技艺是湖北省第一批非物质文化遗产。下列说法中错误的是
A．陶瓷的主要原料是黏土和石灰石
B．陶瓷烧制过程中发生了化学变化
C．新型超导陶瓷可应用于磁悬浮技术
D．高温结构陶瓷可应用于火箭发动机
2．（2023·浙江·校联考模拟预测）下列关于物质制备说法正确的是
A．实验室用亚硫酸钠与的浓硫酸反应可以制备二氧化硫
B．通过煤的分馏可以获得甲苯
C．工业上通过电解制备金属镁
D．工业上用焦炭在高温下还原二氧化硅可制得粗硅和二氧化碳
3．（2023春·广西玉林·高三博白县中学校考阶段练习）下列说法不正确的是
A．中国深海载人潜水器“蛟龙号”使用的氮化硅陶瓷发动机属于新型无机非金属材料
B．华为首款5G手机搭载了智能7nm制程SOC“麒麟980”手机芯片的主要成分是二氧化硅
C．2022年北京冬奥会展示的智能服饰含有石墨烯，石墨烯与金刚石互为同素异形体
D．建造三峡大坝使用了大量水泥，水泥属于传统无机非金属材料
4．（2022秋·陕西西安·高三统考期末）无论是传统的或是新型的无机非金属材料，硅元素都占有非常重要的地位。由于硅在太阳能发电中的重要作用，有些科学家称硅是“二十一世纪的能源”。下列关于硅说法正确的是
A．自然界中硅单质的含量居各元素的第二位
B．高纯度的硅是制半导体的重要材料
C．水泥、玻璃、陶瓷、光导纤维都是传统的硅酸盐工业产品
D．石英砂属于天然的硅酸盐产品
5．（2023春·陕西宝鸡·高三统考期中）下列关于硅及其化合物的说法，错误的是
A．二氧化硅是半导体材料，硬度大，可用于制造光导纤维
B．利用焦炭制备粗硅的化学方程式为：SiO2+2CSi+2CO↑
C．不能用带玻璃瓶塞的试剂瓶盛放NaOH溶液
D．硅胶多孔，吸附水分能力强，常用作实验室和袋装食品的干燥剂
6．（2023春·广东深圳·高三深圳中学校考期中）开发和利用矿物资源有重要的意义。某厂用无机矿物资源生产部分材料，其产品流程示意图如下，下列有关说法正确的是
A．在制粗硅的反应中，还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶1
B．生产铝、铜、高纯硅及玻璃的过程中都涉及氧化还原反应
C．黄铜矿冶炼钢时，产生的可用于生产硫酸，产生的FeO可用作冶炼铁的原料
D．黄铜(CuFeS2)与反应产生的、均是还原产物
7．（2023春·广东深圳·高三深圳中学校考期中）下列说法不正确的是
A．氨气易液化，液氨汽化时吸收大量的热，因此液氨可用作制冷剂
B．水泥、玻璃、青花瓷、水晶、玛瑙都属于硅酸盐工业产品
C．“钡餐”是医疗上作消化系统X射线检查的内服药剂，其主要成分是
D．光导纤维是一种无机非金属材料，其主要成分为
8．（2023春·广东广州·高三广东番禺中学校考期中）下列有关硅及硅酸盐材料的说法正确的是
A．硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中
B．高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维
C．普通玻璃、陶器瓷器、水泥等均属于硅酸盐材料
D．玻璃塞试剂瓶稳定性好，可以保存所有的酸，但不能保存氢氧化钠固体
9．（2023春·贵州遵义·高三校联考期中）关于非金属元素单质及其化合物的性质，下列说法中正确的是
A．单质硫在过量中点燃直接生成
B．与过量的铁在加热条件下生成
C．工业上用浓氨水检验氯气管道是否泄漏
D．可以与溶液和溶液反应，所以是两性氧化物
10．（2023·广东·汕头市澄海中学校联考模拟预测）中华文明源远流长，下列文物或物品属于无机非金属材料的是
A．战汉时期老青铜错金马 B．春秋战国青铜鎏金活链圆壶
C．两周时期曾国编钟 D．潮汕陶瓷工夫茶具
11．（2023·辽宁大连·育明高中校考一模）化学与生活、科技、社会发展息息相关。下列有关说法正确的是
A．化学品可以分为大宗化学品和精细化学品两大类，乙烯、硫酸、纯碱和日用化学品等属于大宗化学品。
B．如图环状葡萄糖结构中含有羟基、醚键，不含醛基，该葡萄糖水溶液不能发生银镜反应
C．石墨烯弹性气凝胶制成的轻质“碳海绵”可用作处理海上原油泄漏的吸油材料
D．5G通信中使用的不与任何酸、碱反应
12．（2023春·山东菏泽·高三菏泽一中校考期中）化学与科技、生产、生活息息相关。下列叙述错误的是
A．T－碳是一种新型三维碳结构晶体，所含碳元素存在多种同素异形体
B．工业上用焦炭在电炉中还原SiO2得到含有少量杂质的粗硅
C．一次电池中的锌锰干电池可实现反复充电和放电
D．保暖贴通过吸收空气中的氧气形成无数微电池释放热量
13．（2023春·四川成都·高三成都外国语学校校考期中）以下物质的应用和性质没有因果关系的是
选项 应用 性质
A 用金刚石做钻头 金刚石硬度大
B 古时金被加工成面具等饰品 金有很好的延展性
C Si用作计算机芯片 Si熔点高
D 用石墨做电极 石墨具有良好的导电性
A．A B．B C．C D．D
二、非选择题
14．（2022秋·山西太原·高三太原市进山中学校校考期末）A、B、C是中学化学中常见的三种物质，它们之间的相互转化关系如下(部分反应条件及产物略去)：
(1)若A是一种金属C是淡黄色固体，则B的化学式为______；A→C反应的化学方程式为______；写出C的一种用途______(用化学方程式表示)。
(2)若A是一种非金属，其常见单质为黑色固体，C是最主要的温室气体，则C的分子式为______，电子式为______。B→C反应的化学方程式为______。A和C是否能反应？______(填“能”或“不能”)，若能，写出反应的化学方程式：______(若不能，此空不填)。
15．（2021秋·陕西咸阳·高三咸阳市实验中学校考阶段练习）硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。
(1)可用于制作计算机芯片和太阳能电池板的是_________(填化学式)。
(2)工艺师常用氢氟酸雕刻玻璃，该反应的化学方程式为_________。
(3)兵马俑中所用颜料成分之一为蓝紫色的硅酸铜钡(铜为价)，下列有关硅酸铜钡的说法不正确的是_________(填字母)。
A．可用氧化物形式表示为 B．性质稳定，不易脱色
C．x等于6 D．易溶解于强酸和强碱
(4)工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程如图：
①电弧炉中发生反应的化学方程式为_________。
②在流化床反应的产物中，大约占85%，还有等，有关物质的沸点数据如表，则提纯的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和_________。
物质
沸点/ 2355 57.6 31.8 8.2
③整个制作过程必须严格控制无水、无氧，遇水剧烈反应生成、气体和另一种物质，该反应的化学方程式为_________。
16．（2022秋·天津河北·高三统考期中）用化学知识回答下列问题。
I．实验室配制的溶液。
(1)需称量固体__________g。
(2)在该溶液的配制过程中，用到的玻璃仪器有：量筒、烧杯、玻璃棒、__________。
(3)如果在定容时仰视，则溶液浓度__________。(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
II．根据元素化合物相关知识填空。
(4)中阳离子与阴离子个数比__________，检验其组成中所含阳离子的方法是__________。
(5)在潜水艇和消防员的呼吸面具中，所发生反应的化学方程式为__________，从氧化剂和还原剂的角度分析，在这个反应中的作用是__________。
(6)的水溶液俗称水玻璃，具有黏结力强、耐高温等特性，可以用作黏合剂和防火剂。实验室盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶应使用橡胶塞，而不用玻璃塞。请用反应的化学方程式解释原因__________。
(7)科学家研究发现含氮化合物和含硫化合物在形成雾霾时与大气中的氨有关，转化关系如图所示：(已知为和混合物)
回答下列问题：
①从物质分类的角度看，图中的物质属于酸性氧化物的有__________(填化学式)。
②图中物质溶于水所得溶液呈碱性的是__________(填化学式)。
③写出与反应生成的化学方程式：__________。
④氨气与一氧化氮在一定条件下反应可生成对空气无污染的物质，该反应的化学方程式为__________。
17．（2022秋·山东济宁·高三统考阶段练习）2021年是国际化学年十周年纪念，中国的宣传口号是“化学一我们的生活，我们的未来”。
(1)高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。下列有关硅材料的说法正确的是_______(填字母)。
A．晶体硅用于制作半导体材料 B．硅在常温下化学性比较活泼
C．玻璃属于硅酸盐材料 D．玛瑙的主要成分是硅单质
(2)工业上常用金属钠冶炼钛，是利用金属钠的强_______性。
(3)常温下，可用铁或铝制器皿盛放浓硝酸，是因为_______。
(4)纯碱和小苏打均为常见的厨房用品。兴趣小组同学用如图装置比较纯碱(Na2CO3)和小苏打(NaHCO3)的热稳定性。实验过程中可以观察到烧杯_______(填“I”或“II”)中澄清石灰水变浑浊。加热后试管中发生反应的化学方程式为_______。
(5)智利硝石矿层中含有碘酸钠，可用亚硫酸氢钠与其反应来制备单质碘：NaIO3+NaHSO3→NaHSO4+Na2SO4+I2+H2O(未配平)。配平该方程式_______。
18．（2022秋·江西宜春·高三江西省铜鼓中学校考开学考试）化学就在我们身边，人类的衣、食、住、行都离不开化学。
(1)人们喜欢吃红心猕猴桃，猕猴桃中富含_______。
A．油脂 B．蛋白质 C．维生素
(2)施肥是农业增产的重要手段，下列化肥中属于复合肥料的是_______。
A．KNO3 B．K2SO4 C．CO(NH2)2 D．Ca(H2PO4)2
(3)同学们剧烈运动时受伤了，应该到医务室处理，医务人员一般进行冰敷处理；揉搓冰敷袋，水袋破裂，盐溶解吸热。这种盐是_______(填“氯化钠”或“硝酸铵”)，塑料膜属于_______(填“合成”或“复合”)材料。
(4)成都市有些小区中的路灯是利用太阳能转化为电能，所用的材料是硅。硅属于_______元素(填“金属”或“非金属”)，查阅资料可知，它的氧化物的化学性质与二氧化碳类似，请写出硅的氧化物与烧碱溶液反应的化学方程式：_______。
(5)金属是生活和生产中常用材料，冶炼金属常用以下几种方法：①以C、CO或H2作还原剂还原 ②用活泼金属Na、Mg等还原 ③利用铝热反应原理还原 ④电解法 ⑤热分解法。请回答下列金属的冶炼应采用哪种方法：
i.Fe、Zn、Cu等中等活泼金属_______(填序号，下同)。
ii.Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属_______。
参考答案：
1．A
【详解】A．生产陶瓷的主要原料是黏土，A错误；
B．陶瓷烧制过程中发生了复杂的物理及化学变化，B正确；
C．新型超导陶瓷具有超导性，可应用于磁悬浮技术，C正确；
D．高温结构陶瓷具有耐高温、抗氧化、耐磨蚀等优良性能，可用于火箭发动机，D正确；
故答案为：A。
2．A
【详解】A．实验室用亚硫酸钠与的浓硫酸发生复分解反应制备二氧化硫，选项A正确；
B．煤是多种复杂的有机物和无机物的混合物，不含苯和甲苯，煤干馏可以得到甲苯，选项B错误；
C．熔点高，工业上通过电解浪费能源，一般是电解熔融状态的制备金属镁，选项C错误；
D．焦炭在高温下还原二氧化硅可制得粗硅和一氧化碳，不是二氧化碳，选项D错误；
答案选。
3．B
【详解】A．氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，故A正确；
B．芯片的主要成分单质硅，故B错误；
C．石墨烯与金刚石是碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，故C正确；
D．水泥是硅酸盐材料，属于传统无机非金属材料，故D正确；
选B。
4．B
【详解】A．Si元素在自然界中以化合态存在，硅元素的含量在地壳中排第二位，A项错误；
B．硅在元素周期表中处于金属和非金属之间，导致硅单质的性质介于二者之间，所以硅是制半导体的重要材料，B项正确；
C．光导纤维由SiO2制成，不属于硅酸盐工业产品，C项错误；
D．石英砂的主要成分为SiO2，不属于硅酸盐产品，D项错误。
答案选B。
5．A
【详解】A．二氧化硅可用于制造光导纤维，但二氧化硅不是半导体材料，A错误；
B．利用焦炭制备粗硅的化学方程式为：SiO2+2CSi+2CO↑，B正确；
C．玻璃中二氧化硅反应生成具有粘合作用的硅酸钠，会把塞和瓶子粘合在一起，无法打开，所以不能用带玻璃瓶塞的试剂瓶盛放NaOH溶液，C正确；
D．硅胶多孔，吸附水分能力强，常用作实验室和袋装食品的干燥剂，D正确；
故答案选A。
6．C
【详解】A．制粗硅的反应为：SiO2+2CSi+2CO↑，该反应中C是还原剂、SiO2是氧化剂，还原剂与氧化剂的物质的量之比为2∶1，故A错误；
B．生产玻璃涉及到的反应有SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑和SiO2+Ca2CO3 Ca2SiO3+CO2↑，反应中没有化合价变化，不属于氧化还原反应，故B错误；
C．黄铜矿冶炼钢时，产生的可用于生产硫酸，产生的FeO可用作冶炼铁的原料，故C正确；
D．黄铜(CuFeS2)与反应产生、的过程中Cu、O元素化合价降低，S元素化合价上升，是还原产物，SO2 既是氧化产物又是还原产物，故D错误；
故选C。
7．B
【详解】A．氨气易液化，液氨汽化时吸收大量的热，能使温度降低，因此液氨可用作制冷剂，A项正确；
B．水泥、玻璃、青花瓷都属于硅酸盐工业产品，水晶、玛瑙不是工业产品，B项错误；
C．“钡餐”是医疗上作消化系统X射线检查的内服药剂，其主要成分是，硫酸钡不溶于酸能在X射线中用于造影，C项正确；
D．光导纤维是一种无机非金属材料，其主要成分为，二氧化硅具有良好的光学性能，D项正确。
故选B。
8．C
【详解】A．硅酸钠属于盐，不属于碱，但其具有粘合性，所以硅酸钠不可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中，A错误；
B．高纯度的硅单质广泛用于制作半导体材料，光导纤维的主要成分是SiO2，B错误；
C．普通玻璃、陶器瓷器、水泥等传统无机非金属材料，均属于硅酸盐材料，C正确；
D．玻璃塞试剂瓶稳定性好，但由于玻璃中SiO2能与HF反应，故不可以保存氢氟酸，D错误；
故答案为：C。
9．C
【详解】A．单质硫与氧气反应只能生成，与氧气的用量无关，A项错误；
B．氯气与铁在加热条件下反应，只能生成，B项错误；
C．氨气与氯气混合时发生反应3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2，有白烟产生，工业上用浓氨水检验氯气管道是否泄漏，C项正确；
D．是酸性氧化物，与溶液反应是其特殊性，D项错误；
故选C。
10．D
【详解】老青铜错金马、青铜鎏金活链圆壶、编钟属于金属制品，属于金属材料，陶瓷工夫茶具属于无机非金属材料制品，属于传统无机非金属材料，故答案为：D。
11．C
【详解】A．化学品可以分为大宗化学品和精细化学品两大类。乙烯、硫酸、纯碱和化肥等属于大宗化学品；医药、农药、日用化学品、食品添加剂属于精细化学品，故A错误；
B．环状葡萄糖结构在溶液中可以转化为链状葡萄糖结构，重新生成醛基，能发生银镜反应，故B错误；
C．石墨烯弹性气凝胶具有胶体的吸附性，能吸附原油，可用作吸油材料，故C正确；
D．为酸性氧化物能与强碱反应，故D错误；
故选：C。
12．C
【详解】A．T－碳是一种新型三维碳结构晶体，其属于碳元素的单质，故其与金刚石、石墨等都属于碳元素的同素异形体，碳元素存在多种同素异形体，故A正确；
B．焦炭和二氧化硅在高温下反应生成一氧化碳气体和硅，工业上用焦炭在电炉中还原SiO2得到含有少量杂质的粗硅，故B正确；
C．一次电池中的锌锰干电池放电完毕后就不能再使用，不可以充电，故C错误；
D．保暖贴通过吸收空气中的氧气，形成无数微电池，在这个过程中化学能可以转变为热能而释放出热量，故D正确。
综上所述，答案为C。
13．C
【详解】A．金刚石是天然存在最坚硬的物质，硬度大，常用做钻头，A正确；
B．金有很好的延展性，常被加工成面具等饰品，B正确；
C．Si是良好的半导体材料，可以作计算机芯片，但不是因为其熔点高，C错误；
D．石墨具有良好的导电性，可以导电，常用作电极材料，D正确；
故答案选C。
14．(1) Na2O 2Na+O2Na2O2 2+2H2O=4NaOH+O2↑、2+2CO2=2Na2CO3+O2↑
(2) CO2 2CO+O22CO2 能 C＋CO22CO
【分析】(1)A是一种金属，C是淡黄色固体，则A为Na，B为Na2O ，C为Na2O2；(2)A是一种非金属，其单质为黑色固体，C是最主要的温室气体，则A为C，B为CO，C为CO2。
【详解】（1）由分析可知B为Na2O；Na在氧气中燃烧生成，则A→C反应的化学方程式为2Na+O2Na2O2；C为，可以在呼吸面具和潜水艇里作为供氧剂，化学方程式为2+2H2O=4NaOH+O2↑、2+2CO2=2Na2CO3+O2↑；
（2）由分析可知C的分子式为CO2，其电子式为；CO在O2中燃烧生成CO2，则B→C反应的化学方程式为2CO+O22CO2；C能和CO2发生归中反应生成CO，所以 A和C反应的化学方程式为: C＋CO22CO。
15．(1)
(2)
(3)D
(4) 蒸馏
【详解】（1）可用于制作计算机芯片和太阳能电池板的是；
（2）工艺师常用氢氟酸雕刻玻璃，氢氟酸与二氧化硅反应生成氟化硅和水，该反应的化学方程式为；
（3）A.硅酸盐改写成氧化物形式时:活泼的金属氧化物写在前面，再写，含有氢元素的最后写，所以硅酸铜用氧化物形式表示: BaO·CuO·2，故A正确；
B.BaCuSi2O6中铜显+2价，二价铜离子不容易被还原，所以性质较稳定，不容易褪色，故B正确；
C. 在硅酸铜中的铜元素化合价为+2，硅元素化合价为+4，氧元素的化合价为-2价，钡元素的化合价为+2价，则由化学式为，根据化合物中正负化合价的代数和为0可得:(+2) + (+2) + (+4)×2+(-2)×x=0，解得x=6，故C正确；
D. BaCuSi2O6是弱酸盐，所以能和强酸反应，和强碱不反应，故D错误；
故选:D。
（4）①石英砂的主要成分是二氧化硅，在反应中生成单质硅，反应为：；
②利用沸点的不同提纯SiHCl3属于蒸馏，SiHCl3(沸点31.8C)中含有少量 SiCl4(沸点57.6C)和HCl(沸点-84.9C)由于沸点差别较大，可以通过精馏(或蒸馏)除去杂质；
③常温下SiHCl3水解的反应方程式：。
16．(1)6.0
(2)胶头滴管、500mL容量瓶
(3)偏小
(4) 1:2 焰色试验
(5) 氧化剂、还原剂
(6)
(7) N2O5、SO2、SO3 NH3
【详解】（1）实验室配制的溶液，需称量固体的质量m=cVM= ；
（2）该溶液的配制的步骤有：计算、称量、溶解并冷却、移液、洗涤、定容、摇匀，用到的玻璃仪器有：量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、500mL容量瓶。
（3）如果在定容时仰视，溶液体积偏大，则溶液浓度偏小；
（4）由构成，阳离子与阴离子个数比1:2；钠元素焰色为黄色，检验Na+的方法是焰色试验。
（5）和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，反应的化学方程式为，中O元素化合价由-1升高为0、由-1降低为-2，从氧化剂和还原剂的角度分析,的作用是氧化剂、还原剂。
（6）实验室盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶应使用橡胶塞，而不用玻璃塞，原因是。
（7）①酸性氧化物是能与碱反应生成盐和水的氧化物，从物质分类的角度看，图中的物质属于酸性氧化物的有N2O5、SO2、SO3。
②氨气溶于水得到氨水，氨水呈碱性，图中物质溶于水所得溶液呈碱性的是NH3。
③与反应生成反应的化学方程式为。
④氨气与一氧化氮在一定条件下反应可生成对空气无污染的物质，则产物是氮气和水，根据得失电子守恒，反应的化学方程式为。
17．(1)AC
(2)还原
(3)浓硝酸具有强氧化性，可使铁、铝发生钝化
(4) II 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(5)
【详解】（1）A、晶体硅可用于制作半导体，故A正确；
B、硅原子的最外层电子数为4，因此硅在常温下化学性质稳定，故B错误；
C、玻璃、陶瓷、水泥都属于硅酸盐材料，故C正确；
D、玛瑙的主要成分是SiO2，故D错误；
选AC。
（2）工业上用金属钠冶炼金属钛，钠的化合价升高，利用了钠的强还原性；
（3）浓硝酸具有强氧化性，常温下能使铁、铝钝化，所以常温下，可用铁或铝制器皿盛放浓硝酸；
（4）NaHCO3不稳定，受热过程中发生反应2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。而Na2CO3稳定，受热不分解，因此实验过程中可观察到烧杯Ⅰ无名显现想，烧杯Ⅱ中澄清石灰水变浑浊；
（5）该反应中，NaIO3转化为I2，碘元素由+5价变为0价；NaHSO3转化为NaHSO4和Na2SO4，硫元素由+4价变为+6价。根据得失电子守恒可得，NaIO3的系数为2，I2的系数为1；NaHSO4的系数为5，根据Na、S原子守恒可得，NaHSO4的系数为3，Na2SO4的系数为2，根据H原子守恒可得，H2O的系数为1，该反应的化学方程式为2NaIO3+5NaHSO3=3NaHSO4+2Na2SO4+I2+H2O。
18．(1)C
(2)A
(3) 硝酸铵 合成
(4) 非金属 SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O
(5) ① ④
【解析】（1）
猕猴桃为水果，富含维生素，故选C；
（2）
同时含有氮、磷、钾三种元素中的两种或两种以上的肥料称为复合肥。硝酸钾含有钾、氮元素，为复合肥，故选A；
（3）
氯化铵溶于水吸热温度降低，氯化钠溶于水稳定几乎不变；故选硝酸铵；塑料膜为有机合成高分子物质，属于合成材料。
（4）
硅属于非金属元素；二氧化硅与烧碱溶液反应生成硅酸钠和水，SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O；
（5）
i.Fe、Zn、Cu等中等活泼金属可以使用C、CO或H2作还原剂还原得到金属单质，故选①；
ii.Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属的还原性较强，需要使用电解法制取，故选④。
