【高考風向標】高考化學一輪課時知能訓(xùn)練 第講 碳、硅及其化合物 新人教版

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1、 第12講　碳、硅及其化合物 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、單項選擇題 1．下列對材料的說法錯誤的是(　　)。 A．新材料的開發(fā)和應(yīng)用，是社會發(fā)展和人類進步的一種標志 B．水泥、玻璃、陶瓷屬于新型無機非金屬材料 C．傳統(tǒng)的無機非金屬材料雖有不少優(yōu)點，但質(zhì)脆、經(jīng)不起熱沖擊 D．新型結(jié)構(gòu)陶瓷具有承受高溫、抗氧化、耐磨損、密度小等特點，可應(yīng)用于宇航事業(yè) 2．有些科學家提出硅是“21世紀的能源”，這主要是由于作為半導(dǎo)體材料的硅在太陽能發(fā)電過程中具有重要的作用。下列關(guān)于硅的說法不正確的是(　　)。 A．高純度的單質(zhì)硅被廣泛用于制作計算機芯片 B．硅可由二氧

2、化硅還原制得 C．低溫時硅與水、空氣和酸不反應(yīng)，但能與氫氟酸反應(yīng) D．自然界硅元素的貯量豐富，并存在大量的單質(zhì)硅 3．青石棉(Crocidolite in Ironstone)是一種致癌物質(zhì)，其化學式為Na2Fe5Si8O22(OH)2(化學組成可表示為：Na2O3FeOFe2O38SiO2H2O)。青石棉用稀硝酸溶液處理時，還原產(chǎn)物只有NO，下列說法正確的是(　　)。 A．青石棉不屬于硅酸鹽材料 B．青石棉中含有一定量的石英晶體 C．青石棉屬于新型無機非金屬材料 D．1 mol青石棉能使1 mol 稀HNO3被還原 4．下列表述正確的是(　　)。 ①人造剛玉熔點很高，可用作

3、高級耐火材料，主要成分是二氧化硅；②化學家采用瑪瑙研缽摩擦固體反應(yīng)物進行無溶劑合成，瑪瑙的主要成分是硅酸鹽；③提前建成的三峽大壩使用了大量水泥，水泥是硅酸鹽材料；④夏天到了，游客佩戴由添加氧化亞銅的二氧化硅玻璃制作的變色眼鏡來保護眼睛；⑤太陽能電池可采用硅材料制作，其應(yīng)用有利于環(huán)保、節(jié)能。 A．①②③ B．②④ C．③④⑤ D．③⑤ 5．四氯化硅還原法是當前制備較高純度硅的一種方法，有關(guān)反應(yīng)的化學方程式：SiCl4＋2H24HCl＋Si。下列說法不合理的是(　　)。 A．反應(yīng)制得的硅可用于制造半導(dǎo)體材料 B．增大壓強有利于加快上述反應(yīng)的化學反應(yīng)速率 C．四氯化硅可以由粗硅與氯氣

4、通過化合反應(yīng)制得 D．混入少量空氣對上述反應(yīng)無影響 6．華裔科學家高琨因“在光纖傳輸信息領(lǐng)域中的突破性成就”獲得2009年諾貝爾物理學獎。下列有關(guān)硅材料的說法正確的是(　　)。 A．光纖的主要成分是高純度的單質(zhì)硅 B．金剛砂的主要成分是二氧化硅 C．28 g硅含有6.021023個電子 D．28Si、29Si、30Si是不同的核素 7．(2011年上海高考)120 mL含有0.20 mol碳酸鈉的溶液和200 mL鹽酸，不管將前者滴加入后者，還是將后者滴加入前者，都有氣體產(chǎn)生，但最終生成的氣體體積不同，則鹽酸的濃度合理的是(　　)。 A．2.0 mol/L B．1.5 mol

5、/L C．0.18 mol/L D．0.24 mol/L 8．(2011年江蘇高考)下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)和該性質(zhì)的應(yīng)用均正確的是(　　)。 A．常溫下濃硫酸能是鋁發(fā)生鈍化，可在常溫下用鋁制貯藏貯運濃硫酸 B．二氧化硅不與任何酸反應(yīng)，可用石英制造耐酸容器 C．二氧化氯具有還原性，可用于自來水的殺菌消毒 D．銅的金屬活潑性比鐵的差，可在海輪外殼上裝若干銅塊以減緩其腐蝕 二、雙項選擇題 9．(2011年海南高考)“碳捕捉技術(shù)”是指通過一定的方法將工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的CO2分離出來并利用。如可利用NaOH溶液來“捕捉”CO2，其基本過程如圖K2－12－1所示(部分條件及物質(zhì)未標出)。

6、 圖K2－12－1 下列有關(guān)該方法的敘述中正確的是(　　)。 A．能耗大是該方法的一大缺點 B．整個過程中，只有一種物質(zhì)可以循環(huán)利用 C．“反應(yīng)分離”環(huán)節(jié)中，分離物質(zhì)的基本操作是蒸發(fā)結(jié)晶、過濾 D．該方法可減少碳排放，捕捉到的CO2還可用來制備甲醇等產(chǎn)品 10．對于化學方程式SiO2＋3CSiC＋2CO↑，有關(guān)敘述正確的是(　　)。 A．反應(yīng)中SiO2是氧化劑，C是還原劑 B．硅元素被還原了，碳元素被氧化了 C．在反應(yīng)中C既是氧化劑又是還原劑 D．在反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2 11．某些保健品中含有的鍺元素(Ge)位于周期表的第4周期第ⅣA族。有關(guān)鍺的

7、敘述正確的是(　　)。 A．鍺的原子序數(shù)為34 B．鍺元素金屬性比錫強 C．Ge可形成Na2GeO3的鹽 D．單質(zhì)鍺是半導(dǎo)體材料 三、非選擇題 12．(1)普通玻璃的化學式是Na2CaSi6O14，以氧化物形式可表示為__________________，鉀云母的化學式是K2H4Al6Si6O24，以氧化物形式表示為_______________________________。 正長石的化學式是KAlSi3Ox，x是______________，以氧化物形式表示為_____________ _________。 (2)三硅酸鎂(2MgO3SiO2nH2O)被用來治療胃潰瘍

8、，是因為該物質(zhì)不溶于水，服用后能中和胃酸，作用持久。寫出三硅酸鎂與鹽酸(胃酸中含有鹽酸)反應(yīng)的化學方程式：______________________________________________________________。 13．氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大、熔點高、化學性質(zhì)穩(wěn)定。工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在1 300 ℃反應(yīng)獲得氮化硅。 (1)根據(jù)性質(zhì)推測氮化硅陶瓷的用途是________(填字母)。 A．制汽輪機葉片 B．制有色玻璃 C．制永久性模具 D．制造柴油機 (2)氮化硅陶瓷抗腐蝕能力強，除氫氟酸外，它不與其他無機酸反應(yīng)，寫出該陶瓷被氫氟酸腐蝕的化

9、學方程式：_________________________________________________________。 (3)現(xiàn)用四氯化硅和氮氣在氫氣氣氛保護下，加強熱發(fā)生反應(yīng)，可得較高純度的氮化硅。反應(yīng)的化學方程式為：___________________________________________________________。 14．晶體硅是一種重要的非金屬材料。制備純硅的主要步驟如下： ①高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅； ②粗硅與干燥HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3：Si＋3HClSiHCl3＋H2； ③SiHCl3與過量H2在1 000～1 100 ℃反應(yīng)制得純

10、硅； 已知SiHCl3能與H2O強烈反應(yīng)，在空氣中易自燃。 請回答下列問題： (1)粗硅與HCl反應(yīng)完全后，經(jīng)冷凝得到的SiHCl3(沸點33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸點57.6 ℃)和HCl(沸點－84.7 ℃)，提純SiHCl3采用的方法為：__________。 (2)用SiHCl3與過量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如下(熱源及夾持裝置略去)： 圖K2－12－2 ①裝置B中的試劑是____________，裝置C中的燒瓶需要加熱，其目的是：____________________________________________________。 ②裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化

11、學方程式為：______________________________________，裝置D不能采用普通玻璃管的原因是______________________________。 ③為保證制備純硅實驗的成功，操作的關(guān)鍵是檢查實驗裝置的氣密性，控制好反應(yīng)溫度以及__________________________________________。 ④為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì)，請設(shè)計實驗進行檢驗，敘述實驗操作、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。 ________________________________________________________________________ ___

12、_____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 第12講　碳、硅及其化合物 1．B　解析：水泥、玻璃、陶瓷屬于傳統(tǒng)無機非金屬材料。 2．D　解析：自然界中無單質(zhì)硅存在。 3．D　解析：本題考查硅酸鹽材料。青石棉屬于硅酸鹽材料，且屬于傳統(tǒng)無機非金屬材料，A、C錯；硅酸鹽材料可以寫成氧化物的形式，但并不是表示由這些氧化物組成的，B錯；觀察氧化物

13、組成形式，里面有3個Fe2＋，與硝酸反應(yīng)被氧化為Fe3＋，根據(jù)化合價升降相等，D正確。 4．D　解析：本題主要考查硅及其化合物的具體應(yīng)用。剛玉的主要成分為Al2O3；瑪瑙的主要成分是SiO2；玻璃的主要成分為SiO2；水泥的主要成分為3CaOSiO2、2CaOSiO2、3CaOAl2O3等，為硅酸鹽材料；Cu2O雖然是紅色的，但它不能變色，也不能吸收有害光線。 5．D　解析：此反應(yīng)可以制得較高純度的硅，工業(yè)上用此反應(yīng)制得的硅生產(chǎn)半導(dǎo)體；對有氣體參加的化學反應(yīng)，增大壓強能提高其反應(yīng)速率，這個反應(yīng)有氣體參加，增大壓強能提高其反應(yīng)速率；反應(yīng)中的四氯化硅是由粗硅與氯氣通過化合反應(yīng)制得；如果反應(yīng)中混

14、入少量空氣，制得的硅會和氧氣發(fā)生反應(yīng)生成SiO2，使制得的不再是純硅，故只有D不合理。 6．D　解析：光纖的主要成分為高純度的二氧化硅，A錯；金剛砂的主要成分為碳化硅，B錯；1個硅原子中含有14個電子，因此28 g硅含有電子的數(shù)目為146.021023 mol－1＝8.4281024，C錯。 7．B　解析：若碳酸鈉恰好與鹽酸反應(yīng)生成碳酸氫鈉，則鹽酸的濃度是1.0 mol/L；若碳酸鈉恰好與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳，則鹽酸的濃度是2.0 mol/L。由于最終生成的氣體體積不同，所以鹽酸的濃度只能是介于二者之間。 8．A　解析：二氧化硅可與氫氟酸反應(yīng)；二氧化氯中氯的化合價為＋4價，用它來給自來水

15、消毒主要體現(xiàn)氧化性；銅的金屬活潑性比鐵的差，在原電池中作正極，海輪外殼上裝銅塊會加快海輪外殼的腐蝕。 9．AD　解析：由題可知基本過程中有兩個反應(yīng)：①二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)，②碳酸鈣的高溫分解。A選項正確，循環(huán)利用的應(yīng)該有CaO和NaOH 兩種物質(zhì)，B選項錯誤；“反應(yīng)分離”過程中分離物質(zhì)的操作應(yīng)該是過濾，C選項錯誤；D選項中甲醇工業(yè)上可用CO2作原料。 10．CD　解析：根據(jù)氧化還原反應(yīng)中各物質(zhì)得失電子的情況可知：C、D選項正確；A選項中碳既是氧化劑，又是還原劑，A選項錯誤；B選項錯誤，硅元素化合價沒有變化。 11．CD　解析：A選項錯誤，鍺的原子序數(shù)為32；根據(jù)同主族元素性質(zhì)的相似性及

16、遞變性可知，B選項錯誤，C選項正確；常用作半導(dǎo)體材料的元素有Si、Ge、Se。 12．(1)Na2OCaO6SiO2　K2O3Al2O36SiO22H2O 8　K2OAl2O36SiO2 (2)2MgO3SiO2nH2O＋4HCl===2MgCl2＋3SiO2＋(n＋2)H2O 解析：求正長石中的x值，根據(jù)元素正、負化合價和為零法，則1＋3＋34＝2x，x＝8。 13．(1)ACD (2)Si3N4＋12HF===3SiF4↑＋4NH3↑ (3)3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl 解析： (1)據(jù)氮化硅硬度大、熔點高等性能知為A、C、D。(2)氮化硅被HF腐蝕

17、是由于Si與F有極強的親合性生成了SiF4，則反應(yīng)中另一產(chǎn)物為NH3。(3)SiCl4與N2、H2反應(yīng)產(chǎn)物之一為Si3N4，則另一產(chǎn)物必是HCl?？衫斫鉃镠2還原SiCl4制得Si，Si又與N2反應(yīng)生成Si3N4。 14．(1)蒸餾 (2)①濃硫酸　使滴入燒瓶中的SiHCl3汽化，從而與H2充分混合 ②SiHCl3＋H2Si＋3HCl　在1 000～1 100 ℃時，普通玻璃管會軟化 ③排盡裝置中的空氣 ④在試管中加入少許樣品，加入過量稀硫酸，取加入硫酸反應(yīng)后的上清液，加入少許稀硝酸(或氯水等氧化劑)，加入KSCN，溶液呈血紅色，說明樣品中含F(xiàn)e 解析：(1)根據(jù)三種物質(zhì)的沸點差異，可以采用蒸餾的方法分離。(2)由信息可知SiHCl3與水強烈反應(yīng)，制備的氫氣含有水蒸氣，必須除去；這里用水浴加熱的目的是控制SiHCl3變成蒸氣的速度，使其進入反應(yīng)管前與氫氣充分混合。普通的玻璃管在300 ℃以上就開始變軟，只能用熔點更高的石英管；檢驗鐵單質(zhì)，應(yīng)將其轉(zhuǎn)化為離子，檢驗Fe3＋的存在即可。 4 用心 愛心 專心