綜合檢測(cè)-(十)碳、硅單質(zhì)及其化合物

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(jià)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：CH4Si,故氫化物的熱穩(wěn)定性SiH4V CH4,故C錯(cuò)；SiO2既不溶于水，也不和水反應(yīng)，故D錯(cuò)。.大多數(shù)物質(zhì)的俗名是根據(jù)其特殊的物理性質(zhì)或用途得來的。下列物質(zhì)的俗名與化學(xué)式 或用途不相符的一組是（）選項(xiàng)俗名主要成分（化學(xué)式）用途A石英SiO2集成電路B純堿Na2cO3制備玻璃C水玻璃Na2SiO3制備硅膠D鐵紅FezCh用作油漆和涂料解析：選A 石英主要用于生產(chǎn)玻璃和光導(dǎo)纖維等，晶體硅才用于制作集成電路。.下列變化中，不能一步實(shí)現(xiàn)的是（）A. N

2、a2SiO3-H2SiO3B. H2SiO3-SiO2C. SiO2-H2SiO3D. SiO2Na2SiO3外酸NiOH解析：選 C Na2SiO3-H2SiO3； H2SiO3SiO2, SiO2-Na2SiO3, SiCh 不與 H2O 反應(yīng)，故不能一步轉(zhuǎn)化為HzSiCh。.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：Na2s i03+C02 + H2O=2Na+COf + H2SiO3.澄清石灰水中通入過量二氧化碳：Ca（OH）2 + 2CO2=Ca2+ + 2HCO；C.硅與氫氟酸的反應(yīng)：Si+4H+4F-=SiF4 t +2H2 tD.二氧化硅溶于燒堿溶液中：Si

3、O2+2OH-=SiOr + H2O解析：選D A項(xiàng)，NazSiCh是強(qiáng)電解質(zhì)，應(yīng)拆成Na*、SiOf,且應(yīng)生成HCO,錯(cuò)誤; B項(xiàng)正確寫法是CCh+OlT=HCO，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，氫氟酸是弱酸，不能拆分成H+和F, 錯(cuò)誤。.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. SiCh屬于兩性氧化物B.盛放Na2cCh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：選C SiCh是酸性氧化物，A錯(cuò)誤；Na2cCh溶液呈堿性，試劑瓶不能用玻璃塞, B錯(cuò)誤；圖中有的轉(zhuǎn)化不是氧化還原反應(yīng)，例如SiCh與NaOH溶液的反應(yīng)，D錯(cuò)誤。.甲氣體可發(fā)生如下變化

4、：甲氣體乙氣體丙氣體乙氣體丁固體。則甲、乙、丙、丁分別為()C02 CO、 O2、 CaOO2、 CO CO2、 CaCOaO2、 CO2、 CO、 CaCOsCO、CO2、O2、Ca(OH)2解析：選C 以丙氣體為突破口，丙通過灼熱的CuO后，生成的乙氣體可與澄清石灰水 反應(yīng)生成固體，說明乙是CO2,則反推丙是CO,則甲是。2, 丁是CaCO3。.下列除雜方法正確的是()SiCh中含有AI2O3雜質(zhì)，可以加入足量NaOH溶液然后過濾除去CO2中含有CO雜質(zhì)，可以通入盛有CuO的玻璃管且加熱CO2中含有HC1雜質(zhì)，可以通過盛有Na2co3溶液的洗氣瓶Na2c。3溶液中含有Na2SiO3雜質(zhì)，可

5、以通入足量的CCh，然后過濾解析：選B A項(xiàng)，SiCh、AI2O3均與NaOH溶液反應(yīng)；C項(xiàng)，應(yīng)通過盛有飽和NaHCCh 溶液的洗氣瓶；D項(xiàng)，引入NaHCCh雜質(zhì)。.下列說法正確的是()A.高溫下，可在試管內(nèi)完成焦炭和石英砂(SiCh)制取硅的反應(yīng). C02和鈉在一定條件下反應(yīng)可以得到金剛石和碳酸鈉，反應(yīng)中氧化劑和還原劑物質(zhì) 的量之比是3： 4C.現(xiàn)代海戰(zhàn)通過噴放液體SiC14(極易水解)和液氨可產(chǎn)生煙幕，煙幕的主要成分是NH4。D.從燃煤煙道灰(含GeO2)中提取半導(dǎo)體材料單質(zhì)信(Ge),沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng) 解析：選C A項(xiàng)，試管自身含有SiCh,高溫條件下可以和焦炭反應(yīng)；B項(xiàng)，CCh和N

6、a 在一定條件下反應(yīng)可以得到金剛石和Na2co3,反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是1 ： 4; C項(xiàng)，SiCl，極易水解)水解后生成H2SiC)3和HC1, HC1易和NH3反應(yīng)生成NH4cl固體； D項(xiàng)，由GeCh提取半導(dǎo)體材料單質(zhì)錯(cuò)(Ge)發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。.蛇紋石由MgO、AI2O3、SiCh、Fe2O3組成?，F(xiàn)取一份蛇紋石試樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，首先將 其溶于過量的鹽酸，過濾后，在所得的沉淀X和溶液Y中分別加入NaOH溶液至過量。下 列敘述不正確的是()A.沉淀X的成分是SiCh將蛇紋石試樣直接溶于過量的NaOH溶液后過濾，可得到紅色顏料Fe2O3C.在溶液Y中加入過量的NaOH溶液，過濾

7、得到的沉淀的主要成分是Fe(0H)3和 Mg(OH)2D.溶液Y中的陽離子主要是Mg2+、Al3 Fe3 H+解析：選B 向蛇紋石試樣中加入過量的鹽酸，其中的MgO、AI2O3、Fe2C)3溶解形成含 Mg?*、Al3+ Fe3+和H+的溶液Y,而SiCh不溶解形成沉淀X,溶液Y中加入過量NaOH溶 液,將得到Fe(0H)3和Mg(0H)2沉淀，A、C、D正確；將蛇紋石試樣直接溶于過量的NaOH 溶液，其中的AI2O3和SiCh溶解形成A103和SiOF,而MgO和FezCh不溶解形成沉淀，B 錯(cuò)誤。10.水玻璃(NazSiCh溶液)廣泛應(yīng)用于耐火材料、洗滌劑生產(chǎn)等領(lǐng)域，是一種重要的工業(yè) 原料

8、。如圖是用稻殼灰(SiC)2： 65%70%、C： 30%35%)制取水玻璃的工藝流程：下列說法正確的是()A.原材料稻殼灰價(jià)格低廉，且副產(chǎn)品活性炭有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值B.操作A與操作B完全相同C.該流程中硅元素的化合價(jià)發(fā)生改變D.反應(yīng)器中發(fā)生的復(fù)分解反應(yīng)為SiO2+2NaOH=Na2SiO3 + H2O解析：選A A項(xiàng)，稻殼灰來源廣泛價(jià)格低廉，活性炭具有吸附性，有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值, 正確；B項(xiàng)，操作A為過濾，操作B為蒸發(fā)濃縮，是兩種不同的操作，錯(cuò)誤;C項(xiàng)，SiO2 中，硅元素的化合價(jià)是+4價(jià)，NazSiCh中，硅元素的化合價(jià)是+4價(jià)，所以該流程中硅元素 的化合價(jià)沒有發(fā)生改變，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由復(fù)分解反

9、應(yīng)的概念可知，SiO2+2NaOH=Na2SiO3 + H2O不屬于復(fù)分解反應(yīng)，錯(cuò)誤。. A、B、C、D、E五種物質(zhì)中均含有同一種非金屬元素，它們能發(fā)生如圖所示的轉(zhuǎn) 化關(guān)系，該元素(用R表示)的單質(zhì)能與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽(NazRCh)和氫氣。請(qǐng)回答下列問題：(1)寫出各物質(zhì)的化學(xué)式：A； B； C； DE 0(2)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為 o(3)寫出反應(yīng)的離子方程式：(4)寫出反應(yīng)的離子方程式：(5)H2cCh的酸性強(qiáng)于E,請(qǐng)用離子方程式予以證明：解析：解答本題的“突破口”是非金屬元素R的單質(zhì)能與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽(Na2RO3) 和氫氣，說明是

10、硅及其化合物之間的轉(zhuǎn)化?！巴黄瓶凇笔欠磻?yīng)條件“高溫”，A在高溫條件 下，能與焦炭、CaCO3發(fā)生反應(yīng)，則A為SiO2o從而推知B為CaSiO3, D為Si, E為H2SiO3o答案：(l)SiCh CaSiO3 Na2SiO3 Si H2SiO3(2)SiO2+2CSi + 2CO t1 ： 2(3)Si+20H- + H2O=SiOF + 2H2 t(4)SiOF+Ca2+=CaSiO3 I(5)SiOf+CO2+H2O=H2SiO3 I +COf.某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖裝置對(duì)焦炭還原二氧化硅的氣體產(chǎn)物的成分進(jìn)行探究。已知：PdCL溶液可用于檢驗(yàn)CO,反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO+PdCl2+H2O

11、=CO2+2HC1 +Pd(產(chǎn)生黑色金屬鈿粉末，使溶液變渾濁)。(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)要通入足夠長(zhǎng)時(shí)間的N2,其原因是(2)裝置B的作用是O一(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(cè)兩氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量相等，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為(4)該裝置的缺點(diǎn)是(5)資料表明，上述反應(yīng)在焦炭過量時(shí)會(huì)生成副產(chǎn)物SiC。取18 gsiO2和8.4 g焦炭充分 反應(yīng)后收集到標(biāo)準(zhǔn)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 o(6)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明碳酸的酸性比硅酸的強(qiáng)解析：(1)C與SiCh反應(yīng)要在高溫下進(jìn)行，而高溫下C與空氣中。2

12、反應(yīng)，所以實(shí)驗(yàn)前要 通入足夠長(zhǎng)時(shí)間的N2將裝置中的空氣排盡。(2)根據(jù)裝置圖可知，B裝置作安全瓶，防止倒 吸。(3)根據(jù)元素守恒，C與SiCh反應(yīng)可能生成CO也可能生成C02,所以C裝置用來檢驗(yàn) CO2, D裝置用來檢驗(yàn)CO,所以C、D裝置中所盛試劑分別為澄清石灰水、PdC12溶液；若 裝置C、D中溶液均變渾濁，說明既有CO2又有CO。由于兩氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量相等，根 據(jù)元素守恒可知化學(xué)方程式為3SiO2+4C2CO2+2CO+3Sio (4)CO有毒，不能排放到空氣中，18 P而該裝置缺少尾氣吸收裝置吸收未反應(yīng)的COo (5)18 g SiCh物質(zhì)的量一=0.3 60 g-molmol,8.

13、4 g焦炭物質(zhì)的量=2=。7 mol,充分反應(yīng)后收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體13.44 L,13 44 L其物質(zhì)的量=7皆FT=0.6 mol,假定氣體產(chǎn)物只有CO,固體產(chǎn)物只有Si和SiC,則有: 22.4 L-molSiO2 +0.3 molSi +10.1 molSiO2 +0.3 molSi +10.1 mol2C 0.6 mol C10.1 mol2CO + Si0.6 mol 0.3 molSiC10.1 mol故Si和SiC的物質(zhì)的量之比為0.2mol ： 0.1 mol=2 ： 1。(6)臉證碳酸、硅酸的酸性強(qiáng)弱， 將CO2氣體通入硅酸鈉溶液發(fā)生反應(yīng)CO2+H2O+Na2SiO3=N

14、a2CO3 + H2SiO3 I，溶液變渾 濁，說明酸性H2co3H2SiO3。答案：(1)將裝置中的空氣排盡，避免空氣中的氧氣、二氧化碳、水蒸氣對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾 (2)作安全瓶，防止倒吸(3)澄清石灰水PdCL溶液3SiO2+4C2CO2+2CO+3Si (4)缺少尾氣吸收裝置(5)2 ： 1 (6)向硅酸鈉溶液中通入二氧化碳?xì)怏w，溶液變渾濁，證明碳酸酸性大于硅酸13. I .清洗和制絨是硅晶片制作的重要步驟之一，硅片化學(xué)清洗的主要目的是除去硅片 表面雜質(zhì)(如某些有機(jī)物、無機(jī)鹽、金屬、Si、SiO2、粉塵等)。常用的化學(xué)清洗劑有高純水、 有機(jī)溶劑、雙氧水、濃酸、強(qiáng)堿等。其中去除硅的氧化物，通常

15、用一定濃度的HF溶液，室 溫條件下將硅片浸泡一至數(shù)分鐘。制絨是在硅片表面形成金字塔形的絨面，增加硅對(duì)太陽光 的吸收。單晶制絨通常用NaOH、NazSiCh等混合溶液在7590 反應(yīng)2535 min,效果良 好?；卮鹣铝袉栴}：寫出晶片制絨反應(yīng)的離子方程式：對(duì)單晶制絨，1990年化學(xué)家Seidel提出了一種電化學(xué)模型，他指出Si與NaOH溶液的 反應(yīng)，首先是Si與OHT反應(yīng)，生成SiO，然后SiO廠迅速水解生成H4SiCU?；诖嗽矸?析反應(yīng)中氧化劑為 O(2)某化學(xué)興趣小組同學(xué)，為驗(yàn)證Seidel的理論是否正確，完成以下實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)事實(shí)事實(shí)一水蒸氣在600 時(shí)可使粉末狀硅緩慢氧化并放出氫氣事實(shí)二

16、盛放于柏或石英器皿中的純水長(zhǎng)時(shí)間對(duì)粉末狀還原硅無腐蝕作用事實(shí)三普通玻璃器皿中的水僅因含有從玻璃中溶出的微量的堿便可使粉末狀硅在其中緩 慢溶解事實(shí)四在野外環(huán)境里，用較高百分比的硅鐵粉與干燥的Ca(OH)2和NaOH點(diǎn)著后灼燒， 可劇烈反應(yīng)放出h2事實(shí)五1 g(0.036 mol)Si和20 mL含有1 g NaOH(0.025 mol)的溶液，小心加熱(稍微預(yù)熱)， 收集到約1 700 mL H2,很接近理論值(1 600 mL)結(jié)論：從實(shí)驗(yàn)上說明堿性水溶液條件下，H2O可作 劑；NaOH作 劑，降低反應(yīng) o高溫?zé)o水環(huán)境下，NaOH作 劑。II.在工業(yè)中利用鎂制取硅：2Mg + SiCh高溫,2

17、MgO + Si,同時(shí)有副反應(yīng)發(fā)生：2Mg + Si 高溫,MgzSi, MgzSi遇鹽酸迅速反應(yīng)生成SiHM硅烷），SiH4在常溫下是一種不穩(wěn)定、易分解的 氣體。如圖是進(jìn)行Mg與SiCh反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置：（3）由于氧氣的存在對(duì)該實(shí)驗(yàn)有較大影響，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)通入氣體X作為保護(hù)氣，試管中的固 體藥品可選用（填字母）。a.石灰石 b.鋅粒 c.純堿（4）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，必須先通入X氣體，再加熱反應(yīng)物，其理由是當(dāng)反應(yīng)開始后，移走酒精燈反應(yīng)能繼續(xù)進(jìn)行，其原因是（5）反應(yīng)結(jié)束后，待冷卻至常溫時(shí)，往反應(yīng)后的混合物中加入稀鹽酸，可觀察到閃亮的火 星，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因用化學(xué)方程式表示為解析：（1）晶片制絨反應(yīng)的離子方程式為Si + 2OFT + H2O=SiOM +2H2 t ;在該反應(yīng)中 氧化劑為NaOH。（2）由題中實(shí)驗(yàn)事實(shí)分析可知，堿性水溶液條件下，比0可作氧化劑，NaOH 作催化劑降低反應(yīng)活化能；高溫?zé)o水環(huán)境下，NaOH作氧化劑。（3）由于氧氣的存在對(duì)該實(shí)驗(yàn) 有較大影響，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)通入還原性氣體X作為保護(hù)氣，試管中的固體藥品可選用鋅粒，使其 發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生H2,為反應(yīng)的順利進(jìn)行創(chuàng)造有利的條件。（4）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，必須先通