高考化學(xué)微一輪復(fù)習(xí)課時(shí)練第12講碳硅及其化合物

第12講碳、硅及其化合物一、選擇題1．漢代器物上的顏料“漢紫”至今尚沒有發(fā)現(xiàn)其自然存在的記載。20世紀(jì)80年代科學(xué)家進(jìn)行超導(dǎo)材料研究時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)其成分為紫色的硅酸銅鋇(化學(xué)式：BaCuSi2Ox，Cu為＋2價(jià))，下列有關(guān)“漢紫”的說法中錯(cuò)誤的是()A．用鹽的形式表示：BaSiO3·CuSiO3B．用氧化物形式表示：BaO·CuO·2SiO2C．易溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿D．性質(zhì)穩(wěn)定，不易褪色解析：“漢紫”能穩(wěn)定存在至今，說明其性質(zhì)穩(wěn)定，不易褪色，不易與酸、堿反應(yīng)?！皾h紫”中Ba為＋2價(jià)，Cu為＋2價(jià)，Si為＋4價(jià)，則x＝6。答案：C2．下列說法中正確的是()A．工業(yè)上通常以SiO2為原料，用氧化劑與其反應(yīng)制備單質(zhì)硅B．可在試管內(nèi)完成焦炭和石英砂(SiO2)制取硅的反應(yīng)C．二氧化硅是生產(chǎn)光導(dǎo)纖維、玻璃的基本原料D．CO2、CH4、N2是溫室氣體解析：SiO2中硅的化合價(jià)為＋4，應(yīng)使用還原劑與其反應(yīng)制備單質(zhì)硅；C與SiO2反應(yīng)需高溫，會(huì)損壞試管；N2不是溫室氣體。答案：C3．下列物質(zhì)：①氫氟酸，②濃H2SO4；③燒堿溶液，④Na2CO3固體；⑤氧化鈣；⑥濃HNO3。其中在一定條件下能與SiO2反應(yīng)的有()A．①②⑥ B．②③⑥C．①③④⑤ D．全部解析：SiO2可與燒堿溶液、氧化鈣反應(yīng)，表現(xiàn)出酸性氧化物的性質(zhì)；SiO2可與氫氟酸反應(yīng)；在制玻璃過程中SiO2與Na2CO3固體反應(yīng)；SiO2不能與濃硫酸和濃硝酸反應(yīng)。答案：C4．下列有關(guān)CO2的實(shí)驗(yàn)中，只能證明CO2的物理性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)是()解析：A項(xiàng)可以證明CO2的密度比空氣大且不能支持蠟燭燃燒，B項(xiàng)可以證明CO2能與石灰水反應(yīng)，C項(xiàng)可以證明CO2溶于水顯酸性，D項(xiàng)只能證明CO2密度比空氣密度大，屬于物理性質(zhì)。答案：D5．下列表述中正確的是()①光導(dǎo)纖維做通訊材料有許多優(yōu)點(diǎn)，但怕腐蝕，鋪設(shè)也很不方便；②化學(xué)家采用瑪瑙研缽摩擦固體反應(yīng)物進(jìn)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氮化硅陶瓷、氧化鋁陶瓷、光導(dǎo)纖維等屬于新型無機(jī)非金屬材料；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．②④C．①③⑤ D．③④⑤解析：光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2，耐腐蝕；瑪瑙的主要成分為SiO2。答案：D6．下列除雜方法正確的是()A．SiO2中含Al2O3雜質(zhì)，可以加入足量NaOH溶液然后過濾除去B．CO2中含有CO雜質(zhì)，可以通入盛有CuO的玻璃管且加熱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(xiàng)，SiO2，Al2O3均與NaOH反應(yīng)；C項(xiàng)，Na2CO3溶液吸收CO2；D項(xiàng)，引入NaHCO3。答案：B7．如圖是利用二氧化硅制備硅及其化合物的流程，下列說法正確的是()A．SiO2屬于兩性氧化物B．盛放Na2CO3溶液的試劑瓶用玻璃塞C．硅膠吸水后可重復(fù)再生D．圖中所示的轉(zhuǎn)化都是氧化還原反應(yīng)解析：SiO2是酸性氧化物；Na2CO3溶液呈堿性，試劑瓶不能用玻璃塞；題圖中有的轉(zhuǎn)化不是氧化還原反應(yīng)，例如SiO2和NaOH溶液的反應(yīng)。答案：C8．(2018·濟(jì)南聯(lián)考)下列離子方程式的書寫正確的是()A．水玻璃中通入過量二氧化碳：Na2SiO3＋CO2＋H2O=2Na＋＋COeq\o\al(2－,3)＋H2SiO3B．澄清石灰水中通入過量二氧化碳：Ca(OH)2＋2CO2=Ca2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)C．硅與氫氟酸的反應(yīng)：Si＋4H＋＋4F－=SiF4↑＋2H2↑D．二氧化硅溶于燒堿溶液中：SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O解析：Na2SiO3是強(qiáng)電解質(zhì)，應(yīng)拆成Na＋、SiOeq\o\al(2－,3)，且應(yīng)生成HCOeq\o\al(－,3)，A錯(cuò)；B項(xiàng)正確的寫法是CO2＋OH－=HCOeq\o\al(－,3)；C項(xiàng)，氫氟酸是弱酸，不能拆分成H＋、F－。答案：D9．(2018·湖南岳陽一中測試)某二價(jià)金屬的碳酸鹽和酸式碳酸鹽的混合物跟足量的稀鹽酸反應(yīng)，消耗H＋和生成CO2物質(zhì)的量之比為6∶5，則該混合物中碳酸鹽和酸式碳酸鹽的物質(zhì)的量之比是()A．1∶1 B．1∶2C．1∶3 D．1∶4解析：設(shè)碳酸鹽和酸式碳酸鹽的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則：RCO3～2H＋～CO2，R(HCO3)2～2H＋～2CO2121122xmol2xmolxmolymol2ymol2ymol則有(2xmol＋2ymol)∶(xmol＋2ymol)＝6∶5，解得x∶y＝1∶2。答案：B10．地球的表層大多是巖石，而大多數(shù)巖石主要成分都是硅酸鹽。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．He是稀有氣體B．石英、水晶的主要成分是二氧化硅C．長石KAlSi3O8可表示為K2O·Al2O3·3SiO2D．高嶺石Al2(Si2O5)(OH)4可表示為Al2O3·2SiO2·2H2O解析：長石應(yīng)表示為K2O·Al2O3·6SiO2。答案：C二、非選擇題11．(2018·洛陽模擬)胃舒平主要成分是氫氧化鋁，同時(shí)含有三硅酸鎂(Mg2Si3O8·nH2O)等化合物。(1)三硅酸鎂的氧化物形式為____________。(2)Al2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料，其原因是_________________________________________________________________。a．Al2O3、MgO和SiO2都是白色固體b．Al2O3、MgO和SiO2都是金屬氧化物c．Al2O3、MgO和SiO2都有很高的熔點(diǎn)(3)三硅酸鎂與胃中過多鹽酸反應(yīng)的離子方程式是______________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)Mg2Si3O8·nH2O改寫成氧化物的形式為2MgO·3SiO2·nH2O。(2)Al2O3、MgO和SiO2均具有很高的熔點(diǎn)，故可作為耐火材料。(3)酸性：HCl>H2SiO3，故Mg2Si3O8·nH2O與HCl反應(yīng)生成MgCl2、H2SiO3和水。答案：(1)2MgO·3SiO2·nH2O(2)c(3)Mg2Si3O8·nH2O＋4H＋=2Mg2＋＋3H2SiO3＋(n－1)H2O12．硅及其化合物對人類現(xiàn)代文明具有特殊貢獻(xiàn)。請回答下列有關(guān)問題：(1)硅原子的結(jié)構(gòu)示意圖為____________。(2)下列物品或設(shè)備所用材料屬于硅酸鹽的是________(填字母)。①長江三峽水泥大壩②光導(dǎo)纖維③陶瓷坩堝④普通玻璃⑤硅太陽能電池A．①②③ B．③④⑤C．②③④ D．①③④(3)常溫下，SiCl4為液態(tài)，沸點(diǎn)為57.6℃，在空氣中冒白霧。制備高純度硅的中間產(chǎn)物SiCl4中溶有液態(tài)雜質(zhì)，若要得到高純度SiCl4，應(yīng)采用的方法是________；用化學(xué)方程式及必要的文字解釋SiCl4在空氣中冒白霧的原因：__________________________________________________________________________________________________。答案：(1)eq\a\vs4\al(○)＋14eq\o(2,\s\up6(),\s\do4())eq\o(8,\s\up6(),\s\do4())eq\o(4,\s\up6(),\s\do4())(2)D(3)蒸餾SiCl4＋3H2O=4HCl↑＋H2SiO3↓，生成的HCl與水蒸氣結(jié)合形成鹽酸小液滴，形成白霧13．A、B、C、D、E、F代表單質(zhì)或化合物，它們之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系如下圖所示。A為地殼中含量僅次于氧的非金屬元素的單質(zhì)，D為常見氣體。eq\x(A＋F)eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up17(碳),\s\do15(高溫)))eq\x(B)eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up17(加碳酸鈣),\s\do15(高溫)))eq\x(C＋D)eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up17(加氫氧化鈉),\s\do15(加熱)))eq\x(E＋H2O)請?zhí)羁眨?1)B的化學(xué)式為____________，B和碳酸鈣反應(yīng)生成C和D的化學(xué)方程式是________________________________________。(2)C的化學(xué)式為____________，E的化學(xué)式為____________。解析：A為硅；由Beq\o(→,\s\up17(加碳),\s\do15(高溫))Si＋F推知B為SiO2，F(xiàn)為CO；由SiO2eq\o(→,\s\up17(CaCO3),\s\do15(高溫))C＋D知C為CaSiO3，D為CO2；由SiO2eq\o(→,\s\up17(NaOH),\s\do15(△))E＋H2O知E為Na2SiO3。答案：(1)SiO2SiO2＋CaCO3eq\o(=,\s\up17(高溫))CaSiO3＋CO2↑(2)CaSiO3Na2SiO314．單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。通常用碳在高溫下還原二氧化硅制得粗硅(含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì))，粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅(反應(yīng)溫度450～500℃)，四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得高純硅。以下是實(shí)驗(yàn)室制備四氯化硅的裝置示意圖。相關(guān)信息如下：a．四氯化硅遇水極易水解；b．硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物；c．有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見下表：物質(zhì)SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5沸點(diǎn)/℃57.712.8－315－熔點(diǎn)/℃－70.0－107.2－－－升華溫度/℃－－180300162請回答下列問題：(1)寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：______________________________________________________________________________________________________________________。(2)裝置A中g(shù)管的作用是____________；裝置C中的試劑是____________；裝置E中的h瓶需要冷卻的理由是___________________________________________________________。(3)裝置E中h瓶收集到的粗產(chǎn)物可通過精餾(類似多次蒸餾)得到高純度四氯化硅，精餾后的殘留物中，除鐵元素外可能還含有的雜質(zhì)元素是____________(填寫元素符號)。解析：根據(jù)題中信息可知A為Cl2的發(fā)生裝置，B、C為Cl2凈化裝置，D中發(fā)生