高考化學一輪復習練習：第4章第1課時《碳、硅及其重要化合物》（含詳解）

1、課時1碳、硅及其重要化合物一、選擇題1下列關(guān)于C、Si兩種非金屬元素的說法中，正確的是()A兩者結(jié)合形成的化合物是共價化合物B在自然界中都能以游離態(tài)存在C氫化物的熱穩(wěn)定性比較：CH4SiH4D最高價氧化物都能與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸解析C、Si都是非金屬元素，結(jié)合形成的化合物是共價化合物，A正確；Si元素為親氧元素，不能以游離態(tài)存在，故B錯；非金屬性CSi，故氫化物的熱穩(wěn)定性SiH4CH4，故C錯；SiO2既不溶于水，也不和水反應(yīng)，故D錯。答案A2(安徽合肥高三一次質(zhì)檢，2)硅及其化合物是帶來人類文明的重要物質(zhì)。下列說法正確的是()A陶瓷、水晶、水泥、玻璃都屬于硅酸鹽B水玻璃是純凈物，可用于生產(chǎn)黏

2、合劑和防火劑C某硅酸鹽的化學式為KAlSi3O8，可用K2OAl2O36SiO2表示D高純硅可用于制造光導纖維，高純二氧化硅可用于制造太陽能電池解析水晶的主要成分為SiO2，其不屬于硅酸鹽，A項錯誤；水玻璃是Na2SiO3的水溶液，屬于混合物，B項錯誤；用于制造光導纖維的是二氧化硅，用于制造太陽能電池的是高純硅，D項錯誤。答案C3下列物質(zhì)性質(zhì)與用途對應(yīng)關(guān)系正確的是()性質(zhì)用途A硅酸鈉化學性質(zhì)穩(wěn)定制備木材防火劑B硅酸溶膠具有吸附水分的能力硅作半導體的材料C二氧化硅硬度大、熔點高氫氟酸在玻璃上刻花紋D焦炭具有可燃性焦炭還原二氧化硅冶煉粗硅解析硅膠吸附水，與硅作半導體的材料無關(guān)，B錯誤；二氧化硅硬度

3、大，與氫氟酸和玻璃反應(yīng)無關(guān)，C錯誤；焦炭具有可燃性，與焦炭還原二氧化硅無關(guān)，D錯誤。答案A4(2016南通二調(diào))我國可再生能源法倡導碳資源的高效轉(zhuǎn)化及循環(huán)利用(如圖所示)。下列做法與上述理念相違背的是()A大力發(fā)展煤的氣化及液化技術(shù)B加快石油等化石燃料的開采和使用C以CO2為原料生產(chǎn)可降解塑料D將秸稈進行加工轉(zhuǎn)化為乙醇燃料解析煤的氣化和液化是通過化學變化將煤轉(zhuǎn)化為氣體和液體燃料的先進潔凈煤技術(shù)，可以減少污染物的排放，A項正確；石油等化石燃料為不可再生能源，加快化石燃料的開采和使用，會破壞環(huán)境，加重環(huán)境污染，B項錯誤；可降解塑料不會造成“白色污染”，C項正確；將秸稈轉(zhuǎn)化為乙醇燃料，可以減少PM2

4、.5的產(chǎn)生，D項正確。答案B5(吉林大學附中月考)下列有關(guān)說法錯誤的是()A氫氟酸不能盛放在玻璃試劑瓶中B玻璃、水晶、陶瓷的主要成分均是硅酸鹽C灼燒NaOH固體時不能使用瓷坩堝，因為瓷坩堝中的SiO2能與NaOH反應(yīng)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應(yīng)生成硅酸解析氫氟酸能腐蝕玻璃，不能盛放在玻璃試劑瓶中，A正確，水晶的主要成分是SiO2，不是硅酸鹽，B錯誤；SiO2是酸性氧化物，能與NaOH反應(yīng)，但不與水反應(yīng)，C、D正確。答案B6(濟南聯(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：Na2SiO3CO2H2O=2NaCOeq oal(2,3)H2SiO3

5、B澄清石灰水中通入過量二氧化碳：Ca(OH)22CO2=Ca22HCOeq oal(,3)C硅與氫氟酸的反應(yīng)：Si4H4F=SiF42H2D二氧化硅溶于燒堿溶液中：SiO22OH=SiOeq oal(2,3)H2O解析Na2SiO3是強電解質(zhì)，應(yīng)拆成Na、SiOeq oal(2,3)，且應(yīng)生成HCOeq oal(,3)，A錯；B項正確寫法是CO2OH=HCOeq oal(,3)；C項，氫氟酸是弱酸，不能拆分成H和F。答案D7下圖表示物質(zhì)通過一步反應(yīng)的轉(zhuǎn)化關(guān)系，下列說法正確的是()X eq o(,sup10(O2)酸性氧化物還原性鹽AX可能是Si單質(zhì)BX可能是含S元素的化合物C酸性氧化物可能為C

6、O2D還原性鹽可能為FeCl3解析若X為Si，則酸性氧化物為SiO2，由于硅元素處于其最高價態(tài)，故由其形成的鹽不具有還原性，A錯誤；同理C錯誤；FeCl3中鐵元素處于最高價，故其不具有還原性，且鐵對應(yīng)的氧化物也不是酸性氧化物，D錯誤；X可以是H2S，與O2反應(yīng)可形成SO2，再與NaOH反應(yīng)可生成還原性鹽Na2SO3，B正確。答案B8下列有關(guān)說法中正確的是()A碳酸、硅酸均是二元弱酸，均能使紫色石蕊變紅色B硅膠就是硅酸形成的液溶膠CSiO2能溶解在NaOH溶液中但不能溶解在氨水中D硅、二氧化硅、硅酸對熱均很穩(wěn)定解析硅酸難溶于水，不能使指示劑變色，A錯誤；硅膠是固體，B錯誤；SiO2可與強堿溶液反

7、應(yīng)但不與弱堿溶液反應(yīng)，C正確；硅酸受熱易分解，D錯誤。答案C9分別向Na2SiO3溶液中加入下列物質(zhì)，能生成不溶于NaOH溶液的白色沉淀的是()AKB稀鹽酸CCaCl2溶液DKNO3溶液解析鹽酸與Na2SiO3反應(yīng)生成的硅酸可溶解在NaOH溶液中，B錯誤；CaCl2與Na2SiO3反應(yīng)生成硅酸鈣，該物質(zhì)不溶于水也不溶于NaOH溶液。答案C10下列除雜方法正確的是()ASiO2中含Al2O3雜質(zhì)，可以加入足量NaOH溶液然后過濾除去BCO2中含有CO雜質(zhì)，可以通入盛有CuO的玻璃管且加熱CCO2中含有HCl雜質(zhì)，可以通過盛有Na2CO3溶液的洗氣瓶DNa2CO3溶液中含有Na2SiO3雜質(zhì)，可以

8、通入足量的CO2，然后過濾解析A項，SiO2、Al2O3均與NaOH溶液反應(yīng)；C項，應(yīng)通過盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶，D項，Na2CO3與CO2反應(yīng)生成NaHCO3。答案B11下列關(guān)于無機非金屬材料的說法中不正確的是()A傳統(tǒng)無機非金屬材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸鹽材料B新型無機非金屬材料克服了傳統(tǒng)無機非金屬材料的許多缺點C高溫結(jié)構(gòu)材料具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點D傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材料的主要成分都是硅酸鹽解析無機非金屬材料分為傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材料兩大類。傳統(tǒng)無機非金屬材料是指我們常說的硅酸鹽材料，包括玻璃、水泥、磚瓦、陶瓷等；

9、新型無機非金屬材料是指一些新型的具有特殊結(jié)構(gòu)和特殊功能的非硅酸鹽型材料。新型無機非金屬材料與傳統(tǒng)無機非金屬材料相比，具有許多優(yōu)良性能，如耐高溫、耐磨損、耐酸堿腐蝕、具有壓電效應(yīng)、具有生物功能等。答案D12SiO2是一種化工原料，可以制備一系列物質(zhì)。下列說法正確的是()A圖中所有反應(yīng)都不屬于氧化還原反應(yīng)B硅酸鹽的化學性質(zhì)穩(wěn)定，常用于制造光導纖維C可用鹽酸除去石英砂(主要成分為SiO2)中少量的碳酸鈣D普通玻璃是由純堿、石灰石和石英制成的，其熔點很高解析圖中SiO2與CaO、CaCO3、Na2CO3反應(yīng)不屬于氧化還原反應(yīng)，SiO2與C、Si與Cl2、SiCl4與H2的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，A錯誤；

10、光導纖維的主要成分是SiO2而不是硅酸鹽，B錯誤；玻璃沒有固定的熔點，D錯誤。答案C二、填空題13工業(yè)上，用二氧化硅與焦炭在高溫下反應(yīng)制Si：SiO22Ceq o(=,sup7(高溫)Si2CO，副反應(yīng)為SiCeq o(=,sup7(高溫)SiC(金剛砂)。請回答下列問題：(1)工業(yè)上，冶煉粗硅時焦炭的作用是_。(填序號)氧化劑還原劑燃料催化劑若粗硅中含有較多的碳化硅，主要原因是_ _。(2)碳化硅俗名金剛砂，它具有優(yōu)良的耐磨、耐腐蝕特性，應(yīng)用廣泛。若用二氧化硅與焦炭制備金剛砂，產(chǎn)品中混有雜質(zhì)硅和二氧化硅，主要原因是_。(3)某碳化硅樣品中混有Si、SiO2。將20.0 g該樣品加入到過量的氫

11、氧化鈉溶液中，充分反應(yīng)，收集到2 240 mL氫氣(標準狀況)，過濾得到11.4 g SiC固體，濾液稀釋至500 mL。寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：_ _；稀釋后溶液中硅酸鈉的物質(zhì)的量濃度為_。解析(1)在粗硅冶煉中，焦炭作還原劑和燃料，焦炭燃燒提供能量。若焦炭投料較多，部分碳與硅反應(yīng)生成碳化硅。(2)如果制備碳化硅，投入焦炭量較少，二氧化硅、硅會殘留在產(chǎn)品中。(3)n(H2)eq f(2.24 L,22.4 Lmol1)0.1 mol，由Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2知，樣品中硅單質(zhì)的物質(zhì)的量為0.05 mol，質(zhì)量為0.05 mol28 gmol11.4 g，所以樣品中二氧化硅

12、的質(zhì)量為20.0 g1.4 g11.4 g7.2 g，物質(zhì)的量為7.2 g60 gmol10.12 mol，生成的硅酸鈉的物質(zhì)的量為0.05 mol0.12 mol0.17 mol，溶液體積為0.5 L，故硅酸鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為0.34 molL1。答案(1)焦炭投料較多(2)焦炭投料較少(3)Si2OHH2O=SiOeq oal(2,3)2H2、SiO22OH=SiOeq oal(2,3)H2O0.34 molL114(2016福州質(zhì)檢)晶體硅是一種重要的非金屬材料。物質(zhì)沸點/SiHCl333.0SiCl457.6HCl84模擬制備純硅的主要步驟如下：高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅；粗硅

13、與干燥HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3：Si3HCleq o(=,sup7(300 )SiHCl3H2；SiHCl3與過量H2在1 0001 100 反應(yīng)制得純硅?？赡苡玫降男畔⑷缦拢阂阎猄iHCl3能與H2O強烈反應(yīng)，在空氣中易自燃；步驟中粗硅與HCl反應(yīng)時會生成少量SiCl4。請回答下列問題：(1)粗硅與HCl反應(yīng)完全后，依據(jù)上表所示沸點差異提純SiHCl3，該提純方法為_。(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)：依次連接的合理順序為_(填寫字母序號)；裝置D中g(shù)管的作用是_；裝置B中的試劑是_；裝置C中的燒瓶加熱的目的是_。裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為

14、_。操作時應(yīng)先打開裝置_(填“C”或“D”)中分液漏斗的旋塞，理由是_。(3)請設(shè)計實驗證明產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì)：將產(chǎn)品用稀鹽酸溶解，取上層清液后_。解析(1)根據(jù)沸點差異可知提純SiHCl3的方法為蒸餾。(2)根據(jù)SiHCl3能與H2O強烈反應(yīng)，故制得的H2要先干燥，再與SiHCl3反應(yīng)，儀器的連接順序為DBCAE；裝置D中g(shù)管的作用是平衡壓強，使分液漏斗中液體能順利滴下；裝置B中的試劑為濃硫酸，用于干燥氫氣；裝置C中的燒瓶加熱的目的是使滴入燒瓶中的SiHCl3汽化。裝置A中SiHCl3、H2發(fā)生置換反應(yīng)，制得純硅。因為SiHCl3容易在空氣中自燃，故操作時應(yīng)先打開裝置D中分液漏斗的旋塞

15、，使生成的H2排盡裝置中的空氣。(3)用鹽酸溶解后，可以檢驗上層清液中是否含有Fe2來證明產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì)。答案(1)蒸餾(2)DBCAE平衡壓強(其他合理答案均可)濃硫酸使滴入燒瓶中的SiHCl3汽化SiHCl3H2eq o(=,sup7(1 0001 100 )Si3HClDSiHCl3容易在空氣中自燃，實驗中要注意先通一段時間H2排盡裝置中的空氣(3)先滴加氯水，再滴加硫氰化鉀溶液，溶液顯紅色(或加入氫氧化鈉溶液，出現(xiàn)白色沉淀后變灰綠色最后變紅褐色，合理答案均可)15(2016鄂豫晉冀陜五省高三二次聯(lián)考，18)某實驗小組設(shè)計了如下裝置對焦炭還原二氧化硅的氣體產(chǎn)物的成分進行探究。已

16、知：PdCl2溶液可用于檢驗CO，反應(yīng)的化學方程式為COPdCl2H2O=CO22HClPd(產(chǎn)生黑色金屬鈀粉末，使溶液變渾濁)。(1)實驗時要通入足夠長時間的N2，其原因是_ _。(2)裝置B的作用是_。(3)裝置C、D中所盛試劑分別為_、_，若裝置C、D中溶液均變渾濁，且經(jīng)檢測兩氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量相等，則該反應(yīng)的化學方程式為_。(4)該裝置的缺點是_。(5)資料表明，上述反應(yīng)在焦炭過量時會生成副產(chǎn)物SiC。取18 g SiO2和8.4 g焦炭充分反應(yīng)后收集到標準狀況下的氣體13.44 L，假定氣體產(chǎn)物只有CO，固體產(chǎn)物只有Si和SiC，則Si和SiC的物質(zhì)的量之比為_。(6)設(shè)計實驗證明碳

17、酸的酸性比硅酸的強： _。解析(1)碳與二氧化硅反應(yīng)要在高溫下進行，而高溫下碳與空氣中氧氣反應(yīng)，所以實驗時要通入足夠長時間的N2將裝置中的空氣排盡。(2)根據(jù)裝置圖可知，B裝置的作用是作安全瓶，防止倒吸。(3)根據(jù)質(zhì)量守恒，碳與二氧化硅反應(yīng)可能生成一氧化碳也可能生成二氧化碳，所以C裝置是用來檢驗有沒有二氧化碳生成，D裝置是用來檢驗一氧化碳，所以裝置C、D中所盛放試劑分別為澄清石灰水、PdCl2溶液；若裝置C、D中溶液均變渾濁，說明既有二氧化碳又有一氧化碳，由于檢測到兩氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量相等，根據(jù)質(zhì)量守恒可寫出化學方程式為3SiO24Ceq o(=,sup7(高溫)2CO22CO3Si。(4)一

18、氧化碳有毒，不能排放到空氣中，而該裝置沒有吸收CO的尾氣處理裝置。(5)18 g SiO2的物質(zhì)的量為eq f(18 g,60 g/mol)0.3 mol，8.4 g焦炭的物質(zhì)的量為eq f(8.4 g,12 g/mol)0.7 mol，充分反應(yīng)后收集到標準狀況下13.44 L CO的物質(zhì)的量為eq f(13.4 g,22.4 g/mol)0.6 mol，則參與形成SiC的碳的物質(zhì)的量為0.1 mol，若固體產(chǎn)物只有Si和SiC，則有：SiO2 2Ceq o(=,sup7(高溫) 2CO Si0.3 mol0.6 mol0.6 mol0.3 mol 則剩余C的物質(zhì)的量為 n(C)0.7 mol0.6 mol0.1 mol， SiCeq o(=,sup7(高溫)SiC0.1 mol0.1 mol 0.1 mol故得到Si和