2021屆一輪復習人教版-碳硅及其化合物-作業(yè)

碳、硅及其化合物時間：45分鐘1．?天工開物?記載：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，擇取無砂粘(黏)土而為之〞，“凡坯既成，枯燥之后，那么堆積窖中燃薪舉火〞，“澆水轉(zhuǎn)釉(主要為青色)，與造磚同法〞。以下說法中錯誤的選項是(C)A．黏土是制作磚瓦和陶瓷的主要原料B．“燃薪舉火〞使黏土發(fā)生復雜的物理化學變化C．沙子和黏土的主要成分均為硅酸鹽D．燒制后自然冷卻成紅瓦，澆水冷卻成青瓦解析：沙子的主要成分是二氧化硅，黏土的主要成分為硅酸鹽，C項錯誤。2．化學與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)，以下與化學有關(guān)的說法錯誤的選項是(B)A．水玻璃可作木材防腐劑和阻燃劑B．“大漠孤煙直〞描述的是物質(zhì)升華的過程C．蒸餾法是常用的海水淡化的方法之一D．黏土既是制水泥的原料又是制作陶瓷的原料解析：水玻璃具有耐酸、耐高溫等性能，可用作木材防腐劑和阻燃劑，故A正確；“大漠孤煙直〞中的“煙〞指烽火臺燃起的狼煙，并非物質(zhì)升華的過程，故B錯誤；蒸餾法是常用的海水淡化的方法之一，故C正確；生產(chǎn)陶瓷的原料是黏土，生產(chǎn)水泥的原料是石灰石、黏土，故D正確。3．以下說法中不正確的選項是(D)A．SiO2能與HF反響，因此可用HF刻蝕玻璃B．向Na2SiO3溶液中逐滴參加稀鹽酸制備硅酸凝膠C．氮化硅是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料，其化學式為Si3N4D．石英是良好的半導體材料，可以制成光電池，將光能直接轉(zhuǎn)化成電能解析：SiO2能與HF反響，因此可用HF刻蝕玻璃，A正確；向Na2SiO3溶液中逐滴參加稀鹽酸制備硅酸凝膠，B正確；氮化硅是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料，其化學式為Si3N4，C正確；硅是良好的半導體材料，可以制成光電池，將光能直接轉(zhuǎn)化成電能，石英的主要成分是SiO2，D錯誤。4．碳是構(gòu)成地球生命的一種重要非金屬元素，碳單質(zhì)很早就被人認識和利用，碳的一系列化合物——有機物，更是生命的根本。以下有關(guān)說法中正確的選項是(A)A．含碳的化合物數(shù)量眾多，分布極廣B．向空氣中大量排放二氧化碳氣體會形成酸雨，破壞建筑物C．碳單質(zhì)有多種不同的存在形式，如金剛石、12C、14C、C60等D．煤、石油屬于不可再生資源，天然氣、乙醇屬于可再生資源解析：碳是構(gòu)成有機物的根底元素，有機物的種類繁多，即含碳的化合物數(shù)量眾多，分布極廣，A項正確；酸雨是SO2、NO、NO2等大量排放形成的，B項錯誤；12C、14C是碳的兩種核素，不是單質(zhì)，C項錯誤；煤、石油、天然氣屬于不可再生資源，D項錯誤。5．2021年國產(chǎn)大飛機C919試飛成功，化學工作者研發(fā)的新材料發(fā)揮了重要作用。以下關(guān)于C919的說法中錯誤的選項是(B)A．機身涂料中的氫氧化鋁有阻燃作用B．發(fā)動機使用的高溫陶瓷材料氮化硅屬于硅酸鹽產(chǎn)品C．使用的碳纖維復合材料能經(jīng)受許多由溫差帶來的“冷凍熱蒸〞的考驗D．使用的第三代鋁鋰合金具有低密度、高比強度、優(yōu)良的耐低溫等性能解析：B項，氮化硅不屬于硅酸鹽，故B項錯誤；A項，氫氧化鋁受熱分解吸熱，分解得到的氧化鋁的熔點很高，所以氫氧化鋁有阻燃作用，故A項正確；C項，碳纖維是主要由碳元素組成的一種特種纖維，具有出色的耐熱性和低膨脹系數(shù)，所以能經(jīng)受許多由溫差帶來的“冷凍熱蒸〞的考驗，故C項正確；D項，鋰是世界上最輕的金屬元素。把鋰作為合金元素加到金屬鋁中，就形成了鋁鋰合金。參加鋰之后，可以降低合金的密度，增加剛度，同時仍然保持較高的強度、較好的抗腐蝕性和耐低溫性以及適宜的延展性，故D項正確。6．以下說法中正確的選項是(C)A．單質(zhì)eq\o(→,\s\up17(O2))氧化物eq\o(→,\s\up17(H2O))酸或堿eq\o(→,\s\up17(NaOH或HCl))鹽，硅單質(zhì)可以按上述關(guān)系進行轉(zhuǎn)化B．假設a、b，c分別為Si、SiO2、H2SiO3，那么可以通過一步反響實現(xiàn)如下圖的轉(zhuǎn)化關(guān)系eq\a\vs4\al\co1()C．二氧化碳和二氧化硅都可溶解在NaOH溶液中D．青花瓷胎體的原料為高嶺土[Al2Si2O5(OH)4]，假設以氧化物形式可表示為Al2O3·SiO2·H2O解析：此題考查硅及其化合物的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化。Si與O2反響生成SiO2，SiO2不與H2O反響，“氧化物eq\o(→,\s\up17(O2))酸或堿〞不能實現(xiàn)，A錯誤；b→c，c→a均不能通過一步反響實現(xiàn)，B錯誤；二氧化碳和二氧化硅都是酸性氧化物，都能與NaOH溶液反響生成鹽和水，C正確；硅酸鹽可用鹽的形式或氧化物的形式表示，高嶺土[Al2Si2O5(OH)4]可表示為Al2O3·2SiO2·2H2O，D錯誤。7．以下說法正確的選項是(C)A．在粗硅的制取反響2C＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高溫))2CO＋Si中，硅被復原，所以碳的復原性強于硅的復原性B．硅酸鈉屬于鹽，不屬于堿，所以硅酸鈉溶液可以保存在帶磨口玻璃塞的試劑瓶中C．用SiO2制取硅酸，應先使二氧化硅與氫氧化鈉溶液反響，然后再通入CO2D．由Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高溫))CO2＋Na2SiO3可知硅酸的酸性強于碳酸解析：依據(jù)元素周期律可知，硅的復原性強于碳，題述反響能發(fā)生是因為產(chǎn)物中有CO氣體生成，促進了反響的自發(fā)進行，A項錯誤；硅酸鈉溶液是一種黏合劑，不能保存在帶磨口玻璃塞的試劑瓶中，B項錯誤；D項中的反響不是在水溶液中進行的，且產(chǎn)物中有氣體生成，與硅酸和碳酸的酸性強弱無關(guān)，D項錯誤。8．以下表達正確的選項是(D)A．因為Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高溫))Na2SiO3＋CO2，所以硅酸的酸性比碳酸強B．碳和硅都是ⅣA族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的性質(zhì)相似C．二氧化硅既溶于氫氧化鈉溶液又溶于氫氟酸，所以二氧化硅是兩性氧化物D．二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反響生成硅酸解析：A項的反響之所以能夠發(fā)生，是因為生成的產(chǎn)物中有氣體放出，促使反響順利進行，不能通過此反響判斷H2CO3與H2SiO3的酸性強弱，A錯誤；CO2和SiO2的物理性質(zhì)差異較大，B錯誤；SiO2與氫氟酸的反響不屬于堿性氧化物的反響，在此反響中SiO2并沒有表現(xiàn)出堿性氧化物的性質(zhì)，C錯誤。9．以下除雜方法正確的選項是(B)A．SiO2中含Al2O3雜質(zhì)，可以參加足量NaOH溶液充分反響后過濾除去B．CO2中含有CO雜質(zhì)，可以使其通過盛有CuO的玻璃管并加熱除去C．CO2中含有HCl雜質(zhì)，可以通過盛有Na2CO3溶液的洗氣瓶D．Na2CO3溶液中含有Na2SiO3雜質(zhì)，可以通入足量的CO2，然后過濾解析：A項，SiO2、Al2O3均與NaOH溶液反響；C項，Na2CO3溶液會吸收CO2生成NaHCO3；D項，Na2CO3溶液最終變?yōu)镹aHCO3溶液。10．二氧化硅廣泛存在于自然界中，在日常生活、生產(chǎn)、科研及新型材料等方面有著重要的用途。a～e是對①～⑤反響中SiO2所表現(xiàn)的化學性質(zhì)或作用進行的判斷，其中正確的選項是(B)①SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O②SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO③SiO2＋4HF=SiF4＋2H2O④Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高溫))Na2SiO3＋CO2⑤SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up17(高溫))SiC＋2COa．反響①中SiO2作為玻璃的成分被消耗，用于刻蝕玻璃b．反響②中SiO2表現(xiàn)出氧化性c．反響③中SiO2表現(xiàn)了酸性氧化物的通性d．反響④符合用難揮發(fā)性酸酐制取易揮發(fā)性酸酐e．反響⑤中SiO2未參加氧化復原反響A．a(chǎn)ceB．bdeC．cdeD．a(chǎn)b解析：通常用氫氟酸來刻蝕玻璃，與之對應的反響是③，因此a判斷錯誤，c判斷也錯；反響②是一個置換反響，其中二氧化硅被復原，表現(xiàn)出氧化性，b判斷正確；反響④是用難揮發(fā)的二氧化硅制取易揮發(fā)的二氧化碳，d判斷正確；反響⑤中硅的化合價和氧的化合價都沒有改變，因此二氧化硅沒有參加氧化復原反響，e判斷正確，所以選項B正確。11．用4種溶液進行實驗，下表中“操作及現(xiàn)象〞與“溶液〞對應關(guān)系錯誤的選項是(B)選項操作及現(xiàn)象溶液A通入足量CO2，溶液變渾濁飽和Na2CO3B通入CO2，溶液變渾濁；繼續(xù)通CO2至過量，渾濁消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液變渾濁；再參加品紅溶液，紅色褪去Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液變渾濁；繼續(xù)通CO2至過量，渾濁消失；再參加足量NaOH溶液，又變渾濁Ca(OH)2溶液解析：A項，CO2＋Na2CO3＋H2O=2NaHCO3，由于NaHCO3的溶解度小，生成的NaHCO3的質(zhì)量多而析出；B項，CO2＋Na2SiO3＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3，H2SiO3與CO2不反響，渾濁不會消失；C項，CO2＋Ca(ClO)2＋H2O=CaCO3＋2HClO，所以溶液變渾濁，參加的品紅被HClO氧化褪色；D項，首先，CO2＋Ca(OH)2=CaCO3＋H2O，繼續(xù)通CO2至過量，產(chǎn)生可溶于水的Ca(HCO3)2，再參加足量的NaOH，那么發(fā)生反響：2NaOH＋Ca(HCO3)2=CaCO3＋Na2CO3＋2H2O，溶液又變渾濁。12．A、B、C、D、E五種物質(zhì)中均含有同一種短周期主族元素R，它們能發(fā)生如下圖的轉(zhuǎn)化關(guān)系，A、B、D、E四種物質(zhì)均難溶于水，單質(zhì)R能與NaOH溶液反響生成鹽和氫氣。以下說法正確的選項是(B)A．反響①中氧化劑與復原劑的物質(zhì)的量之比為1∶1B．化合物A既能溶于NaOH又能溶于氫氟酸C．反響④的離子方程式為2R＋2OH－＋2H2O=2ROeq\o\al(－,2)＋3H2D．化合物C的水溶液與反響①產(chǎn)生的氣體能夠發(fā)生化學反響解析：單質(zhì)R能與NaOH溶液反響生成鹽和氫氣，常見的是Al或Si，由圖中轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，假設R是Al，那么C應為NaAlO2，但NaAlO2與過量鹽酸反響生成NaCl和AlCl3，不能生成難溶物，所以R是Si，A在高溫下能與焦炭和石灰石反響，說明A是SiO2，根據(jù)圖中轉(zhuǎn)化關(guān)系可推知，B為CaSiO3、D為Si、C為Na2SiO3、E為H2SiO3。反響①的化學方程式為SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO，由化學方程式可知氧化劑與復原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2，故A錯誤；SiO2既能與NaOH溶液反響，又能和氫氟酸反響，故B正確；反響④的離子方程式為Si＋2OH－＋H2O=SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2，故C錯誤；反響①產(chǎn)生的氣體是CO，Na2SiO3溶液與CO不反響，故D錯誤。13．不管以何種比例混合，將甲和乙兩種混合氣體同時通入過量的丙溶液中，一定能產(chǎn)生沉淀的組合是(D)序號甲乙丙①CO2SO2石灰水②HClCO2石灰水③CO2SO2Ba(NO3)2④NO2SO2BaCl2⑤CO2NH3CaCl2A.②③④B．②③④⑤C．①③④D．①②③④解析：此題考查SO2與其他氣體之間的反響。對于①，由于石灰水過量，因此必有CaCO3和CaSO3沉淀生成。對于②，同樣由于石灰水過量，因此必有CaCO3沉淀生成。對于③，CO2氣體與Ba(NO3)2不反響，SO2氣體通入Ba(NO3)2溶液后，由于溶液酸性增強，SO2將被NOeq\o\al(－,3)氧化，生成SOeq\o\al(2－,4)，因此有BaSO4沉淀生成。對于④，NO2和SO2混合后，SO2將被NO2氧化成SO3，通入BaCl2溶液后有BaSO4沉淀生成。對于⑤，當NH3過量時溶液中CaCO3沉淀生成，發(fā)生反響的化學方程式為2NH3＋CO2＋CaCl2＋H2O=CaCO3＋2NH4Cl；當NH3缺乏時，最終無沉淀生成，發(fā)生反響的化學方程式為2NH3＋2CO2＋CaCl2＋2H2O=Ca(HCO3)2＋2NH4Cl。14．將足量的CO2不斷通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量與所通入CO2的體積關(guān)系如下圖。以下關(guān)于整個反響過程中的表達不正確的選項是(B)A．Oa段反響的化學方程式是Ba(OH)2＋CO2=BaCO3＋H2OB．a(chǎn)b段與cd段所發(fā)生的反響相同C．de段沉淀減少是由于BaCO3固體的消失D．bc段反響的離子方程式是2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2O＋CO2=2Al(OH)3＋COeq\o\al(2－,3)解析：此題考查CO2與某些物質(zhì)反響的圖象。CO2優(yōu)先與Ba(OH)2反響(圖象中Oa段)，然后與KOH反響(圖象中ab段)，接著與KAlO2反響(圖象中bc段)，再與K2CO3反響(圖象中cd段)，最后與BaCO3反響(圖象中de段)，故A、C、D項正確；ab段與cd段所發(fā)生的反響不相同，故B項錯誤。15．氮化硅可用作高溫陶瓷復合材料，在航空航天、汽車發(fā)動機、機械等領域有著廣泛的應用。由石英砂合成氮化硅粉末的路線如下圖：其中—NH2中各元素的化合價與NH3相同。請答復以下問題：(1)石英砂不能與堿性物質(zhì)共同存放，以NaOH為例，用化學反響方程式表示其原因：________________________________________________________________。(2)圖示①～⑤的變化中，屬于氧化復原反響的是________________________________________________________________________。(3)SiCl4在潮濕的空氣中劇烈水解，產(chǎn)生白霧，軍事工業(yè)中用于制造煙霧劑。SiCl4水解的化學反響方程式為________________________________________________________________________。(4)在反響⑤中，3molSi(NH2)4在高溫下加熱可得1mol氮化硅粉末和8molA氣體，那么氮化硅的化學式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)在高溫下SiCl4在B和C兩種氣體的氣氛中，也能反響生成氮化硅，B和C兩種氣體在一定條件下化合生成A。寫出SiCl4與B和C兩種氣體反響的化學方程式：________________________________________________________________________。解析：此題考查氮化硅的制備流程。(1)石英砂不能與堿性物質(zhì)共同存放的原因是SiO2與堿性物質(zhì)可以發(fā)生反響。(2)反響①是石英砂與焦炭發(fā)生氧化復原反響生成硅單質(zhì)，反響②是硅單質(zhì)與Cl2反響生成氯化硅，也是氧化復原反響。(3)SiCl4水解可以看作Si結(jié)合四個OH－生成H4SiO4，H4SiO4不穩(wěn)定失水生成H2SiO3，Cl－結(jié)合H＋生成HCl。(4)由于3molSi(NH2)4加熱生成1molSixNy和8molA，A為含H的氣體，由元素守恒推斷A為NH3，Si原子守恒那么x＝3，N原子守恒3mol×4＝1mol×y＋8mol×1，那么y＝4，氮化硅的分子式為Si3N4。(5)結(jié)合題給信息，SiCl4與N2、H2反響可得到Si3N4和HCl。答案：(1)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O(2)①②(3)SiCl4＋3H2O=4HCl＋H2SiO3(4)Si3N4(5)3SiCl4＋2N2＋6H2eq\o(=,\s\up17(高溫))Si3N4＋12HCl16．單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的根底材料，通常用碳在高溫下復原二氧化硅制得粗硅(含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì))。粗硅與氯氣反響生成四氯化硅(反響溫度為450～500℃)，四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣復原可得高純硅。氯氣的制?。?1)實驗室用MnO2和濃鹽酸制取氯氣，假設要制得枯燥、純潔的氯氣，所需裝置的接口連接順序是________(填字母)。(2)寫出實驗室制取氯氣的離子方程式：______________________________________________________。(3)裝置A中恒壓分液漏斗M與常用分液漏斗相比，其優(yōu)點是________________________________________________________________________。裝置D的作用是________。將上述方法制得的氯氣通入以下圖裝置中可以制得四氯化硅。b．硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接反響生成相應的氯化物c．有關(guān)物質(zhì)的熔、沸點見下表：物質(zhì)SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl3沸點/℃—315—熔點/℃180(升華)300(升華)162(升華)(4)裝置f中盛放的藥品是________，h瓶中左邊用粗導管導出物質(zhì)的目的是________________________________________________________________________。(5)從h瓶得到的液體中蒸餾出SiCl4，所需用的儀器是________(填序號)。A．容量瓶B．溫度計C．冷凝管D．分液漏斗(6)為了分析殘留物中鐵元素的含量，先將殘留物預處理，使鐵元素被復原成Fe2＋，再用KMnO4標準溶液在酸性條件下進行氧化復原滴定，反響的離子方程式是5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2×10－2mol·L－1KMnO4標準溶液滴定。到達滴定終點時，消耗標準溶液20.00mL，滴定終點的現(xiàn)象是________________________________________________________________，殘留物中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)是________。解析：(1)實驗室用MnO2和