2019年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)（人教版）練案10碳硅及其重要化合物

練案[10]第四章非金屬及其化合物第10講碳、硅及其重要化合物A組基礎(chǔ)必做題一、選擇題1．(2018·山東泰安模擬)下列關(guān)于碳和硅的敘述中，正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)50813591)(B)A．氧化物都能與NaOH溶液反應(yīng) B．單質(zhì)在加熱時(shí)都能跟O2反應(yīng)C．氧化物都能溶于水生成相應(yīng)的酸 D．碳和硅兩種元素共有兩種單質(zhì)[解析]CO不溶于水，不能生成相應(yīng)的酸，也不能與NaOH溶液反應(yīng)，A錯(cuò)誤；SiO2不溶于水，也不能與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸，C錯(cuò)誤；碳有金剛石、石墨、C60等同素異形體，硅有晶體硅和無(wú)定形硅等，所以兩種元素共有多種單質(zhì)，D錯(cuò)誤。2．(2017·亳州模擬)常溫下，下列不發(fā)生反應(yīng)的一組物質(zhì)是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)50813033)(D)①硅與NaOH溶液②硅與鹽酸③硅與氫氟酸④二氧化硅與碳酸鈉⑤二氧化硅與NaOH溶液⑥二氧化硅與濃硝酸A．①②④ B．③④⑥C．②⑤⑥ D．②④⑥3．(2017·德州模擬)硅及其化合物是重要的無(wú)機(jī)材料，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)50813034)(A)A．反應(yīng)SiO2十2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2CO↑＋Si，每生成1molSi轉(zhuǎn)移4mole－B．光纖的主要成分是硅單質(zhì)，它質(zhì)量輕且對(duì)光的傳輸能力強(qiáng)C．光纖可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，是制造光電池的最佳材料D．陶瓷、水泥、金剛砂及所有的玻璃都是硅酸鹽產(chǎn)品4．(2018·天津檢測(cè))下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的說(shuō)法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)50813035)(D)①硅酸鹽Na2Fe2Si3O10用氧化物的形式表示為Na2O·2FeO·3SiO2②水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品③高純度的硅單質(zhì)廣泛用于制作光導(dǎo)纖維④單質(zhì)硅是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿某Ｓ貌牧螦．②③ B．①③C．①④ D．④[解析]硅酸鹽Na2Fe2Si3O10用氧化的形式表示為Na2O·Fe2O3·3SiO2，①錯(cuò)誤；水晶的主要成分是SiO2，不是硅酸鹽制品，②錯(cuò)誤；高純度的硅單質(zhì)廣泛用于電子行業(yè)，SiO2用于制作光導(dǎo)纖維，③錯(cuò)誤；單質(zhì)硅是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿某Ｓ貌牧?，④正確。5．(2017·江蘇蘇錫常鎮(zhèn)四市月考)我國(guó)科學(xué)家制得了SiO2超分子納米管，微觀結(jié)構(gòu)如圖。下列敘述正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)50813036)(C)A．SiO2與干冰的物理性質(zhì)相似 B．SiO2，耐腐蝕，不與任何酸反應(yīng)C．工業(yè)上用SiO2制備粗硅 D．光纖主要成分是SiO2，具有導(dǎo)電性[解析]SiO2熔點(diǎn)高，硬度大，而CO2熔點(diǎn)低，常溫下為氣體，A錯(cuò)誤；SiO2能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)，B錯(cuò)誤；SiO2無(wú)導(dǎo)電性，D錯(cuò)誤。6．(2017·皖南八校聯(lián)考)高純度晶體硅是典型的無(wú)機(jī)非金屬材料，又稱“半導(dǎo)體”材料，它的發(fā)現(xiàn)和使用曾引起計(jì)算機(jī)的一場(chǎng)“革命”。它可以按下列方法制備：SiO2eq\f(①C,高溫)Si(粗)eq\o(→,\s\up7(②HCl),\s\do5(300℃))SiHCl3eq\o(→,\s\up7(③過量H2),\s\do5(1000℃～1100℃))Si(純)下列說(shuō)法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)50813037)(D)A．步驟①的化學(xué)方程式為：SiO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋CO2↑B．步驟①②③中每生成或反應(yīng)1molSi，轉(zhuǎn)移4mol電子C．二氧化硅能與氫氟酸反應(yīng)，而硅不能與氫氟酸反應(yīng)D．SiHCl3(沸點(diǎn)33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸點(diǎn)67.6℃)通過蒸餾(或分餾)[解析]步驟1的化學(xué)方程式為：SiO2十2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si十2CO↑，A錯(cuò)誤；步驟②③中每生成或反應(yīng)1molSi，轉(zhuǎn)移2mol電子，B錯(cuò)誤；硅能與氫氟酸反應(yīng)生成SiF4和氫氣，C錯(cuò)誤；D正確。7．(2017·四川達(dá)州檢測(cè))下列說(shuō)法中正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)50813038)(C)A．單質(zhì)eq\o(→,\s\up7(O2))氧化物eq\o(→,\s\up7(H2O))酸或堿eq\o(→,\s\up7(NaOH或HCl))鹽，硅單質(zhì)可以按上述關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)化B．若a、b、c分別為Si、SiO2、H2SiO3，則可以通過一步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系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]，若以氧化物形式可表示為Al2O3·SiO2·H2O[解析]本題考查硅及其化合物的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化。A項(xiàng)，Si與O2反應(yīng)生成SiO2，SiO2不與H2O反應(yīng)，“氧化物eq\o(→,\s\up7(H2O))酸或堿”不能實(shí)現(xiàn)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，b→c，c→a均不能通過一步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，二氧化碳和二氧化硅都屬于酸性氧化物，都能與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽和水，正確；D項(xiàng)，硅酸鹽可以用鹽的形式或氧化物的形式，[Al2Si2O5(OH)4]可表示為Al2O3·2SiO2·2H2O，錯(cuò)誤。8．(2018·江西南昌模擬))硅及其化合物對(duì)人類現(xiàn)代文明具有特殊貢獻(xiàn)。請(qǐng)回答下列有關(guān)問題：eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)50813039)(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__D__(填字母)。①長(zhǎng)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(yáng)能電池A．①②③ B．③④⑤C．②③④ D．①③④(3)下列說(shuō)法正確的是__C__。A．在粗硅的制取中發(fā)生2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))2CO↑＋Si，硅被還原，所以碳的還原性強(qiáng)于硅的還原性B．硅酸鈉屬于鹽，不屬于堿，所以硅酸鈉可以保存在配磨口玻璃塞的試劑瓶中C．用SiO2制取硅酸，應(yīng)先使二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，然后再通入CO2D．由Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))CO2↑＋Na2SiO3可知硅酸的酸性強(qiáng)于碳酸(4)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__蒸餾__；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：__SiCl4＋3H2O=4HCl↑＋H2SiO3↓[解析](3)A項(xiàng)，該反應(yīng)主要是因?yàn)镃O是氣態(tài)物質(zhì)，從混合物中逸出而容易發(fā)生，實(shí)際上Si的還原性強(qiáng)于C，A錯(cuò)；硅酸鈉本身即為礦物膠，可作黏合劑，使瓶塞、瓶口黏合不易打開，B錯(cuò)；強(qiáng)酸制取弱酸的適用對(duì)象是水溶液中的復(fù)分解反應(yīng)，D錯(cuò)。(4)分離液態(tài)混合物可用蒸餾的方法。B組能力提升題9．(2018·湖南岳陽(yáng)測(cè)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的物質(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eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)50813040)(B)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x、y，則：RCO3～2H＋～CO2，R(HCO3)2～2H＋～2CO2121122x2xxy2y2y則有(2x＋2y)∶(x＋2y)＝6∶5，解得x∶y＝1∶2。10．(2017·福建南安一中段考)甲、乙為單質(zhì)，丙、丁為氧化物，它們存在如下轉(zhuǎn)變：滿足條件的乙為eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)50813041)(B)①Fe②Cu③Al④Mg⑤SiA．①② B．①②⑤C．①②③⑤ D．①②④⑤[解析]①Fe可由鋁與氧化鐵通過置換反應(yīng)制得。②Cu可由氫氣與氧化銅通過置換反應(yīng)制得。③Al只能通過電解熔融的氧化鋁制得，該反應(yīng)不符合題述轉(zhuǎn)化。④Mg通過電解熔融的氯化鎂制得，該反應(yīng)不符合題述轉(zhuǎn)化。⑤Si可由碳與二氧化硅通過置換反應(yīng)制得。故①②⑤符合題意。11．(2017·安徽省示范高中第三次聯(lián)考))已知：碳、硅、鍺、錫鉛為第ⅣA族元素，其原子序數(shù)依次增大，碳、硅、鍺、錫的＋4價(jià)化合物是穩(wěn)定的，而鉛的＋2價(jià)化合物是穩(wěn)定的。根據(jù)元素周期律的知識(shí)分析下列關(guān)于鍺、錫、鉛的推斷不正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)50813042)(C)A．SnCl2具有較強(qiáng)的還原性，PbO2具有較強(qiáng)的氧化性B．若鍺、錫在空氣中不反應(yīng)，鉛有可能與氧氣反應(yīng)C．若鍺與鹽酸不反應(yīng)，錫、鉛也不能與鹽酸反應(yīng)D．三種元素的＋4價(jià)氫氧化物的堿性由弱到強(qiáng)的順序：Ge(OH)4<Sn(OH)4<Pb(OH)4[解析]根據(jù)題給信息，錫的＋4價(jià)化合物是穩(wěn)定的，鉛的＋2價(jià)化合物是穩(wěn)定的，可知A項(xiàng)正確；根據(jù)元素周期律可知鉛的金屬性最強(qiáng)，它有可能與氧氣反應(yīng)，B項(xiàng)正確；錫、鉛在金屬活動(dòng)性順序表中排在氫前，能與鹽酸反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)金屬性的強(qiáng)弱關(guān)系，三種元素的＋4價(jià)氫氧化物的堿性由弱到強(qiáng)的順序?yàn)镃e(OH)4<Sn(OH)4<Pb(OH)4，D項(xiàng)正確。12．(2017·江蘇南京、鹽城二模)下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化在給定條件下能實(shí)現(xiàn)的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)50813043)(B)A．SiO2eq\o(→,\s\up7(H2O))H2SiO3eq\o(→,\s\up7(NaOHaq))Na2SiO3B．飽和食鹽水eq\o(→,\s\up7(NH3，CO2))NaHCO3(s)eq\o(→,\s\up7(Δ))Na2CO3(s)C．海水eq\o(→,\s\up7(熟石灰))Mg(OH)2(s)eq\o(→,\s\up7(鹽酸))MgCl2(aq)eq\o(→,\s\up7(電解))Mg(s)D．NH3eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(催化劑，Δ))N2eq\o(→,\s\up7(O2，H2O))HNO3[解析]二氧化硅不能與水反應(yīng)生成硅酸，故A錯(cuò)誤；飽和食鹽水中通入氨氣、二氧化碳能夠反應(yīng)生成碳酸氫鈉沉淀，碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉，故B正確；電解氯化鎂溶液不能生成單質(zhì)鎂，故C錯(cuò)誤；氮?dú)馀c氧氣在水溶液中不反應(yīng)，故D錯(cuò)誤。13．(2017·北京理綜)古絲綢之路貿(mào)易中的下列商品，主要成分屬于無(wú)機(jī)物的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)50813044)(A)A．瓷器B．絲綢C．茶葉D．中草藥[解析]本題考查物質(zhì)主要成分的辨別。瓷器的主要成分是硅酸鹽，屬于無(wú)機(jī)物；絲綢的主要成分是蛋白質(zhì)，屬于有機(jī)物；茶葉、中草藥的主要成分是有機(jī)物。14．(2018·山東濱州高三檢測(cè))硅是帶來(lái)人類文明的重要元素之一，在從傳統(tǒng)材料到信息材料的發(fā)展過程中創(chuàng)造了一個(gè)又一個(gè)奇跡。(1)工業(yè)上生產(chǎn)粗硅的反應(yīng)有：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(3273K))Si(粗)＋2CO↑、SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(3273K))SiC＋2CO↑。若產(chǎn)品中單質(zhì)硅與碳化硅的物質(zhì)的量之比為1∶1，則參加反應(yīng)的C和SiO2的物質(zhì)的量之比為__5∶2__。(2)工業(yè)上制取純硅和氮化硅的方法如下：其中NHeq\o\al(－,2)中各元素的化合價(jià)與NH3中的相同。請(qǐng)回答下列問題(各元素用相應(yīng)的元素符號(hào)表示)：a．整個(gè)制備過程中必須嚴(yán)格控制無(wú)水無(wú)氧。SiHCl3，遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式__SiHCl3＋3H2O=H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑__。H2還原SiHCl3過程中若混入O2，可能引起的后果是__氧氣與氫氣混合，可能引起爆炸；氧氣可能會(huì)氧化SiHCl3__。b．圖示①、⑤、⑥、⑦、⑧的變化中，屬于氧化還原反應(yīng)的是__①、⑤__c．在反應(yīng)⑧中，3molSi(NH2)4在高溫下分解可得1mol氮化硅粉末和8molNH3，則氮化硅的化學(xué)式為__Si3N4__。(3)工業(yè)上還可以在二氧化碳氛圍中利用金屬鈉還原二氧化硅在較低的溫度下得到硅，同時(shí)生成一種鹽X。寫出此種方法制備硅的化學(xué)反應(yīng)方程式__SiO2＋4Na＋2CO2=2Na2CO3＋Si__。(4)常溫下，SiCl4為液態(tài)，沸點(diǎn)為57.6℃，在空氣中產(chǎn)生白色煙霧。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__干燥條件下蒸餾__；用化學(xué)方程式及必要文字解釋SiCl4在空氣中產(chǎn)生白色煙霧的原因?yàn)開_SiCl4＋3H2O=H2SiO3↓＋4HCl↑，產(chǎn)生白色煙霧__[解析]本題以硅及其化合物為載體，考查元素化合物的知識(shí)，意在考查考生應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。(1)根據(jù)反應(yīng)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(3273K))Si(粗)＋2CO↑，SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(3273K))SiC＋2CO↑，生成1mo1Si需C為2mol、SiO2為1mol，生成1molSiC需C為3mol、SiO2，為1mol，產(chǎn)品中Si與SiC的物質(zhì)的量之比為1∶1時(shí)，參加反應(yīng)的C和SiO2的物質(zhì)的量之比為5∶2。(2)a.化學(xué)方程式為SiHCl3＋3H2O=H2SiO3↓＋3HCl＋H2。b.反應(yīng)①是石英砂與焦炭發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)⑤是硅單質(zhì)與C12反應(yīng)，也是氧化還原反應(yīng)。c.由質(zhì)量守恒可知3molSi(NH2)4在高溫下分解可得1mo1Si3N4和8mo1NH3。(3)在二氧化碳氛圍中通過利用金屬鈉來(lái)還原二氧化硅可在較低的溫度下得到硅，同時(shí)生成碳酸鈉，化學(xué)方程式為：SiO2＋4Na＋2CO2=2Na2CO3＋Si。(4)由SiCl4的沸點(diǎn)低的性質(zhì)可以選擇蒸餾的方法純化，但因?yàn)镾iCl4能夠水解，所以必須選擇無(wú)水(無(wú)水蒸氣)的環(huán)境進(jìn)行該操作；SiCl4在空氣中與水蒸氣反應(yīng)生成H2SiO3和HCl，產(chǎn)生白色煙霧。15．(2018·試題調(diào)研)eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)50813045)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