PAGEPAGEPAGE14.1碳、硅及其化合物——2025屆高考化學一輪復習一站式復習之階段測試1.從科技前沿到人類的日常生活，化學無處不在。下列說法正確的是()A.國產大型飛機C919用到的氮化硅陶瓷是新型無機非金屬材料B.光化學煙霧、臭氧層空洞、溫室效應的形成都與氮氧化合物有關C.“華為麒麟980”手機中芯片的主要成分是二氧化硅D.常溫下Si的化學性質穩定，在自然界中硅大部分以游離態存在2.最近，華為Mate60Pro上市，其搭載的新型麒麟9000s芯片，突破了美國的芯片封鎖，實現了智能手機5G芯片國產化.晶體硅（單質）是芯片的主要成分之一。下列有關說法正確的是()A.晶體硅是一種性能優良的半導體材料，它屬于非電解質B.晶體硅、無定形硅是硅元素的同素異形體，二者結構不同C.光刻膠是制造芯片的關鍵材料，光刻膠（金屬氧化物納米顆粒）是一種膠體D.工業粗硅的冶煉方法為，在該反應中作還原劑3.工業上制備高純硅，一般需要先制得98%左右的粗硅，再以粗硅為原料制備高純硅，工藝流程如下；工業上還以粗硅為原料采用熔融鹽電解法制取甲硅烷（），電解裝置如圖所示：下列有關說法正確的是()A.制備粗硅的化學方程式：B.制備高純硅的工藝中可循環使用的物質只有HClC.陰極發生的電極反應：D.、Si、都屬于共價晶體4.“一名石生，一名羊起石，云母根也……”中提到的云母主要成分的化學式可寫為，下列說法錯誤的是()A.云母難溶于水 B.均屬于兩性氧化物C.云母屬于無機非金屬材料 D.云母具有絕緣性能5.“中國芯”的主要原料是單晶硅，制取純硅的過程如圖所示，下列說法正確的是()A.步驟①中的反應為B.步驟②和③均屬于置換反應C.二氧化硅是酸性氧化物，能與水反應生成硅酸D.自然界中存在游離態硅6.2020年10月，我國建成全球首套千噸級液態太陽燃料合成示范裝置，其原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A.高純硅可用于制造太陽能光伏電池B.反應Ⅰ中電能轉化為化學能C.反應Ⅰ與的燃燒反應互為可逆反應D.反應Ⅱ能夠促進資源化利用，有助于實現“碳中和”7.下列有關說法正確的是()A.水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品B.石灰石是制造玻璃和水泥的主要原料之一C.聞名世界的秦兵馬俑是陶制品，由黏土經高溫燒結而成，燒制的過程為物理變化D.晶體硅的導電性介于導體和絕緣體之間，常用于制造光導纖維8.在中學常見的物質中，選擇合適的物質和條件按以下流程進行轉化。下列表格中所選的物質或試劑（所需條件已略去），不能完全滿足以上轉化流程的是()選項X試劑1試劑2ABCCD稀鹽酸A.A B.B C.C D.D9.實驗室用還原（沸點：31.85℃）制備高純硅的裝置如圖所示（夾持裝置和尾氣處理裝置略去），下列說法正確的是()A.裝置Ⅱ、Ⅲ中依次盛裝的是濃、冰水B.實驗時，應先加熱管式爐，再打開活塞KC.為鑒定制得的硅中是否含微量鐵單質，需要用到的試劑為鹽酸、雙氧水、硫氰化鉀溶液D.該實驗中制備氫氣的裝置也可用于稀氫氧化鈉溶液與氯化銨固體反應制備氨10.隨著科技的發展，對硅的純度要求日益提高。某實驗室利用區域熔煉技術制高純硅的裝置剖面圖如圖1，將含微量雜質硼的硅晶棒裝入石英保溫管中，利用加熱環自左向右緩慢移動對其進行加熱熔煉，已知雜質硼在不同狀態的硅中含量分布如圖2所示。下列說法中錯誤的是()A.混有雜質硼的硅晶棒熔點低于純硅B.熔煉前，石英保溫管中應排凈空氣后充入氬氣C.熔煉時，加熱環移動速度過快可能導致雜質硼分離不徹底D.熔煉后，硅晶棒純度右端高于左端11.下列說法中正確的有()①碳化硅的硬度高，可用作砂紙和砂輪的磨料②二氧化硫具有抗氧化性，可用作葡萄酒的食品添加劑③液氨汽化時吸熱，可用作制冷劑④富勒烯、碳納米管、石墨烯等碳納米材料都屬于新型無機非金屬材料⑤單質硫易溶于，實驗室可用清洗沾有硫單質的試管⑥pH在5.6~7.0之間的降水通常稱為酸雨；⑦二氧化硅與氫氧化鈉溶液、氫氟酸均反應，屬兩性氧化物⑧陶瓷、普通玻璃、水泥、金剛砂（SiC）都屬于硅酸鹽材料⑨加入溶液，生成白色沉淀，加稀鹽酸沉淀不消失，可確定有存在⑩通入紫色石蕊試液，溶液先變紅后褪色A.2個 B.3個 C.4個 D.5個12.純二氧化硅可用下列流程制得。下列說法不正確的是()A.X可用作木材防火劑B.步驟Ⅱ的反應是C.步驟Ⅱ中的稀硫酸可用來代替D.步驟Ⅲ若在實驗室完成，一般在蒸發皿中進行13.高純硅是現代信息、半導體和光伏發電等產業都需要的基礎材料。工業上提純硅有多種路線，其中一種工藝流程示意圖及主要反應如下：（1）工業上用石英砂和過量焦炭在電弧爐中高溫加熱生成粗硅的化學方程式為__________。當有參與反應時，該反應轉移的電子數是__________。（2）還原爐中發生的化學反應方程式為：__________。（3）上述工藝生產中循環使用的物質除、外，還有__________。（4）工藝師常用氫氟酸來雕刻玻璃，該反應的化學方程式為__________。（5）工業上可利用水玻璃和鹽酸反應制備硅酸凝膠，進一步脫水處理可得到硅膠，寫出水玻璃和鹽酸反應的離子方程式：__________。（6）關于硅及其相關化合物的敘述正確的是__________。A.自然界中存在天然游離的硅單質B.已知C與Si的最高正價都是正四價，由于，用類比法得知，C.用氧化物形式表示為D.硅元素在金屬與非金屬的分界線處，因此具有弱導電性，一般可用于作為半導體材料E.既能和NaOH溶液反應，又能和氫氟酸反應，所以是兩性氧化物F.玻璃、水泥、陶瓷都是傳統的硅酸鹽產品14.以粗鹽和石英砂為原料制備純堿和精硅的流程如下圖所示，結合題意回答下列問題：（1）流程1可在實驗室完成，過程如下圖所示，若只加一種試劑，則A化學式為__________。（2）流程2和流程3也可在實驗室模擬完成，具體過程如圖所示，則a口通入__________氣體。（3）流程4生成的，其含有的化學鍵為__________。（4）流程7的化學方程式__________。（5）流程9整個制備過程必須嚴格控制無氧，若混入，可能引起的后果是__________。（6）制得的精硅含有微量硼，會影響芯片性能。某實驗室利用區域熔煉技術制高純硅的裝置剖面圖如圖1，將含微量雜質硼的硅晶棒裝入石英保溫管中，利用加熱環自左向右緩慢移動對其進行加熱熔煉，已知雜質硼在不同狀態的硅中含量分布如圖2所示。下列說法中錯誤的是__________。A.混有雜質硼的硅晶棒熔點低于純硅B.熔煉前，可以用普通玻璃管替換石英保溫管C.熔煉時，加熱環移動速度過快可能導致雜質硼分離不徹底D.熔煉后，硅晶棒純度右端高于左端答案以及解析1.答案：A解析：A.氮化硅陶瓷屬于新型無機非金屬材料，A正確；B.溫室效應的形成與二氧化碳有關，與氮氧化合物無關，B錯誤；C.芯片的主要成分是硅單質，C錯誤；D.Si在自然界中大部分以氧化物和硅酸鹽等化合態存在，D錯誤；故選A。2.答案：B解析：A.硅是單質，既不屬于電解質也不屬于非電解質，A錯誤；B.晶體硅、無定形硅是硅元素的同素異形體，二者結構不同，B正確；C.光刻膠（金屬氧化物納米顆粒）是純凈物，不是膠體，C錯誤；D.中Si元素化合價降低，得電子，作氧化劑，D錯誤；故選B。3.答案：C解析：制備粗硅的化學方程式為，A項錯誤；制備高純硅的工藝中可循環使用的物質有和HCl，B項錯誤；屬于分子晶體，D項錯誤。4.答案：B解析：A.云母是一中礦石，難溶于水，故A正確；B.只能與堿反應生成鹽和水，屬于酸性氧化物，故B錯誤；C.云母屬于硅酸鹽類，屬于傳統無機非金屬材料，故C正確；D.云母屬于硅酸鹽，不存在自由移動帶電粒子，不導電，具有絕緣性能，故D正確；故選：B。5.答案：B解析：A.由分析可知，步驟①發生的反應為二氧化硅與焦炭高溫條件下反應生成硅和一氧化碳，反應的化學方程式為，故A錯誤；B.由分析可知，步驟②發生的反應為粗硅中硅與氯化氫高溫條件下發生置換反應生成三氯硅烷和氫氣，步驟③發生的反應為三氯硅烷與氫氣高溫條件下發生置換反應生成硅和氯化氫，故B正確；C.二氧化硅不溶于水，不能與水反應生成硅酸，故C錯誤；D.硅是親氧元素，自然界中不存在游離態硅，故D錯誤；故選B。6.答案：C解析：A.高純硅可用于光伏太陽能板，用于制造太陽能光伏電池，A正確；B.反應Ⅰ中利用光伏發的電電解水，電能轉化為化學能，B正確；C.反應Ⅰ與的燃燒反應兩者所需的條件不同，不是可逆反應，C錯誤；D.反應Ⅱ能夠利用二氧化碳轉化為甲醇，促進資源化利用，有助于實現“碳中和”，D正確；故選C。7.答案：B解析：A.水泥、玻璃為硅酸鹽制品，水晶飾物為二氧化硅，A錯誤；B.制造玻璃的原料有石灰石、純堿、石英，制水泥的原料有黏土和石灰石，故石灰石是制造玻璃和水泥的主要原料之一，B正確；C.黏土的主要成分是硅酸鹽，經高溫燒結制作陶制品的過程中發生了復雜的物理變化和化學變化，C錯誤；D.晶體硅常用作半導體，二氧化硅常用于制造光導纖維，D錯誤；故選B。8.答案：D解析：A.Fe與反應生成，與Cu反應生成，和反應生成，轉化能完全實現，A不選；B.與CuO高溫條件下反應生成，和在高溫或放電條件下反應生成NO，NO和在催化劑并加熱條件下反應生成，轉化能完全實現，B不選；C.C和高溫條件下反應生成CO，CO和反應生成，與C高溫條件下反應生成CO，轉化能完全實現，C不選；D.與稀鹽酸反應生成或，和均不與反應，轉化不能完全實現，D選；故選D。9.答案：C解析：A.本題制備高純硅，反應應在裝置Ⅳ中進行，裝置Ⅰ的目的是制備氫氣，氫氣中含有水蒸氣，對后續實驗產生干擾，必須除去，因此裝置Ⅱ的作用是除去氫氣中的水蒸氣，即裝置Ⅱ中盛放濃硫酸，裝置Ⅲ的作用是提供氣體，因此在水浴中加熱，A錯誤；B.實驗時應先通入氫氣，目的是排出裝置中的空氣，防止發生危險，B錯誤；C.硅單質不與鹽酸反應，鐵與鹽酸反應生成，被氧化成，與KSCN溶液反應，溶液變紅色，可以鑒定是否含有鐵單質，C正確；D.用稀NaOH溶液制備氨，需要加熱，裝置Ⅰ中沒有加熱裝置，因此不能制備氨，D錯誤；故選C。10.答案：D解析：A.混有雜質硼的硅晶棒是混合物，熔點低于純硅，A正確；B.為避免高溫下與氧氣反應，熔煉前，石英保溫管中應排凈空氣后充入氬氣，B正確；C.熔煉時，若加熱環移動速度過快可能導致硅晶棒未充分熔融，雜質硼分離不徹底，C正確；D.熔煉時，加熱環自左向右緩慢移動對其進行加熱熔煉，熔融態的硅在左側再凝區凝固，故熔煉后，硅晶棒純度左端高于右端，D錯誤；故選D。11.答案：D解析：①碳化硅硬度大，可用作砂紙、砂輪的磨料，故正確；②二氧化硫具有抗氧化性，二氧化硫可用作葡萄酒釀制的食品添加劑。起到殺菌和防止色素被氧化的作用，故正確；③氨氣易液化成液氨，液氨在汽化過程中吸數熱量使溫度路低，可做劫冷劑，故正瑞；④碳鈉米材料為新型無機非金屬材料，包含富勒烯、碳納米管、石墨烯等，故正確；⑤硫與二硫化碳部是非極性分子，依據相似相溶原理，單質硫易溶于，則實驗室可用清洗沾有疏單質的試管，故正確；⑥pH<5.6的雨水為酸雨，故錯誤；⑦二氧化硅與氫氟酸反應生成四氟化硅和水，且與其他酸不反應，不是兩性氧化物，故錯誤；⑧金鋼砂（SiC）屬于新型無機非金屬材用，不屬于硅酸鹽，故錯誤；⑨因為加入的是硝酸鋇，溶液中存在了硝酸根離子，再加入鹽酸時引入氫離子，就相當于存在了硝酸，將亞硫酸根離子氧化為硫酸根離子，與鋇離子形成不可溶的硫酸鋇沉淀。也可能合有亞硫酸離子，故錯誤；⑩具有漂白性，但不漂白石蕊溶液，則通入紫色石燕溶液中，溶液只變紅不褪色。故錯誤；綜上，①②③④⑤描達正確；答案選D。12.答案：D解析：由流程圖可知，粗與NaOH溶液反應得到的X為溶液，溶液具有阻燃性，可用作木材防火劑，A正確；溶液與稀硫酸反應得到的Y為沉淀，即，B正確；碳酸的酸性比硅酸強，故步驟Ⅱ中的稀硫酸可用替代，C正確；步驟Ⅲ中進行的操作是灼燒硅酸固體，若在實驗室中完成步驟Ⅲ，一般在坩堝中進行，D錯誤。13.答案：（1）；（2）（3）（4）（5）（6）CDF解析：（1）用石英砂和過量焦炭高溫加熱生成粗硅的化學方程式為:，當有參與反應時，該反應轉移的電子數是；（2）還原爐中用還原，生成高純度的單質，發生的化學反應方程式為：；（3）流化床反應器中發生反應：，還原爐中發生反應：，所以可以循環的物質還有；（4）氫氟酸來雕刻玻璃，氫氟酸和反應,化學方程式為：；（5）水玻璃和鹽酸反應制取硅酸的離子方程式為：；（6）A.自然界中不存在天然游離的硅單質，硅是以二氧化硅和硅酸鹽存在于自然界中，A錯誤；B.不溶于水，也不與水反應，B錯誤；C.根據氧化物的表示方法，用氧化物形式表示為，C正確；D.在周期表中，硅元素在金屬與非金屬的分界線處，因此具有弱導電性，一般可用于作為半導體材料，D正確；E.既能和NaOH溶液反應，又能和氫氟酸反應，但不能與其他酸反應，為酸性氧化物，E錯誤；F.玻璃、水泥、陶瓷都是傳統的硅酸鹽產品，F正確。故選CDF。14.答案：（1）（2）（3）離子鍵、共價鍵（或極性鍵）（4）（5）與在高溫下發生爆炸，生成的Si會被氧化（6）BD解析：（1）由流程可知，若只加一種試劑，則A化學式為；氫氧化鋇可以使得鎂離子轉化為氫氧化鎂沉淀、使得硫酸根離子轉化為硫酸鋇沉淀；（2）氨氣極易溶于水，二氧化碳在水中溶解度較小，故a口通入氣體，尾氣氨氣有毒，使用酸性干燥劑五氧化二磷吸收或能和氨氣反應的氯化鈣吸收，故c裝置固體為無水或；