山東專用2024高考化學一輪復習課時作業(yè)10碳硅及其重要化合物含解析

PAGEPAGE7課時作業(yè)10碳、硅及其重要化合物時間：45分鐘一、單項選擇題(每小題只有一個選項符合題意)1．(2024·福建廈門外國語學校月考)《天工開物》記載：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，擇取無沙黏土而為之……凡坯既成，干燥之后，則積累窯中，燃薪舉火……澆水轉(zhuǎn)釉(主要為青色)，與造磚同法。”下列說法錯誤的是(C)A．“黏土”是制磚瓦和水泥的主要原料B．“燃薪舉火”使黏土發(fā)生困難的物理化學變更C．沙子的主要成分為硅酸鹽D．泥坯燒制后自然冷卻成紅瓦，澆水冷卻成青瓦解析：沙子的主要成分為二氧化硅，C錯誤。2．(2024·無錫模擬)我國科學家制得了SiO2超分子納米管，微觀結(jié)構(gòu)如圖。下列敘述正確的是(C)A．SiO2與干冰的物理性質(zhì)相像B．SiO2耐腐蝕，不與任何酸反應C．工業(yè)上用SiO2制備粗硅D．光纖主要成分是SiO2，具有導電性解析：SiO2熔點高，硬度大，而CO2熔點低，常溫下為氣體，A項錯誤；SiO2能與氫氟酸發(fā)生反應，B項錯誤；SiO2無導電性，D項錯誤。3．(2024·福建莆田一中檢測)《厲害了，我的國》“中國名片”中航天、軍事、天文等領(lǐng)域的發(fā)展受到世界矚目，它們與化學有著親密聯(lián)系。下列說法正確的是(C)A．“中國天眼”的“眼眶”是鋼鐵結(jié)成的圈梁，屬于新型無機非金屬材料B．“殲-20”飛機上大量運用的碳纖維是一種新型有機高分子材料C．“神舟十一號”宇宙飛船返回艙外表面運用的高溫結(jié)構(gòu)陶瓷是新型無機非金屬材料D．“天宮二號”空間試驗室的太陽能電池板的主要材料是二氧化硅解析：鋼鐵屬于金屬材料，A項錯誤；碳纖維的主要成分是單質(zhì)碳，不是新型有機高分子材料，B項錯誤；新型無機金屬材料在性能上比傳統(tǒng)無機非金屬材料有了很大提高，高溫結(jié)構(gòu)陶瓷屬于新型無機非金屬材料，C項正確；“天宮二號”空間試驗室的太陽能電池板的主要材料是晶體硅，D項錯誤。4．(2024·四川綿陽診斷)化學在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應用，下列物質(zhì)性質(zhì)與實際應用對應關(guān)系錯誤的是(B)選項物質(zhì)性質(zhì)實際應用A明礬溶于水能生成膠體明礬用作凈水劑BSiO2熔點高、硬度大SiO2作光導纖維C次氯酸鹽具有強氧化性漂粉精用于游泳池消毒DNa2CO3溶液呈堿性用熱的純堿溶液除去油污解析：本題考查生活中常見物質(zhì)的性質(zhì)與應用，包括明礬凈水、光導纖維、漂粉精和純堿去油污。明礬溶于水電離產(chǎn)生鋁離子，鋁離子水解生成的氫氧化鋁膠體具有吸附性，能夠用于凈水，故A項正確；SiO2作光導纖維，是因為SiO2具有良好的光學特性，與其熔點高、硬度大無關(guān)，故B項錯誤；次氯酸根離子具有強氧化性，能夠使蛋白質(zhì)變性，可以用于殺菌消毒，故C項正確；Na2CO3為強堿弱酸鹽，水解后溶液顯堿性，加熱會促進碳酸根離子水解，使溶液的堿性增加，油脂在堿性環(huán)境下水解生成可溶性高級脂肪酸鹽和甘油，則可用熱的純堿溶液除去油污，故D項正確。5．(2024·河南洛陽月考)將足量CO2氣體通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加熱蒸干，再在高溫下充分灼燒，最終得到的固體物質(zhì)是(A)A．Na2SiO3 B．Na2CO3、Na2SiO3C．Na2CO3、SiO2 D．SiO2解析：本題考查反應條件及反應物的量對化學反應的影響。將足量CO2氣體通入硅酸鈉溶液中生成硅酸沉淀和碳酸氫鈉：2CO2＋Na2SiO3＋2H2O=H2SiO3↓＋2NaHCO3；然后加熱蒸干，再在高溫下充分灼燒，NaHCO3、H2SiO3受熱易分解：2NaHCO3eq\o(=,\s\up15(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑、H2SiO3eq\o(=,\s\up15(△))H2O＋SiO2，生成的Na2CO3和SiO2的物質(zhì)的量之比為1∶1，二者在高溫下充分反應：Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up15(高溫))Na2SiO3＋CO2↑，所以最終得到的固體物質(zhì)是硅酸鈉，A正確。6．(2024·福建南平模擬)化學家Seidel指出Si與NaOH溶液的反應，首先是Si與OH－反應，生成SiOeq\o\al(4－,4)。下列有關(guān)說法正確的是(D)A．原硅酸鈉(Na4SiO4)能水解，且水解后呈堿性，故Na4SiO4為弱電解質(zhì)B．石英玻璃、一般玻璃、陶瓷及水泥均屬于硅酸鹽產(chǎn)品C．2HCl＋Na2SiO3=H2SiO3↓＋2NaCl說明Cl的非金屬性強于SiD．半導體工業(yè)所說的“從沙灘到用戶”是指將二氧化硅制成晶體硅解析：原硅酸鈉(Na4SiO4)是強電解質(zhì)，A項錯誤；石英玻璃的主要成分是SiO2，不屬于硅酸鹽產(chǎn)品，B項錯誤；HCl不是Cl的最高價氧化物對應的水化物，無法通過鹽酸與硅酸鈉的反應比較Cl、Si的非金屬性強弱，C項錯誤。7．(2024·廣西南寧聯(lián)考)下列關(guān)于SiO2和CO2的說法中正確的是(A)A．CO2、SiO2對應的含氧酸分別是H2CO3、H2SiO3B．常溫下CO2和SiO2均能與Na2CO3溶液反應C．CO2是酸性氧化物，SiO2是兩性氧化物D．CO2和SiO2都是由相應的分子構(gòu)成的解析：CO2、SiO2均為酸性氧化物，對應的酸分別是H2CO3、H2SiO3；CO2與Na2CO3溶液在常溫下發(fā)生反應，但SiO2只有在高溫條件下才與Na2CO3固體發(fā)生反應；CO2由分子構(gòu)成，SiO2由硅、氧原子按1∶2比例構(gòu)成。故正確答案為A。二、不定項選擇題(每小題有一個或兩個選項符合題意)8．灼熱的焦炭與水蒸氣反應所得產(chǎn)物為H2、CO和少量CO2，為了檢驗產(chǎn)物中的H2和CO(設(shè)氣體均被充分汲取)，設(shè)計如下試驗裝置，下列有關(guān)說法錯誤的是(AD)A．為了試驗平安，應先點燃④處酒精燈，后點燃①處酒精燈B．②③⑤中依次盛裝氫氧化鈉溶液、濃硫酸和澄清石灰水C．④中黑色固體變紅色，即可證明產(chǎn)物中肯定含有H2和CO中的一種或兩種D．若用堿石灰替換無水硫酸銅，也可以達到檢驗H2和CO的目的解析：由圖可知，①中C與水蒸氣反應生成H2、CO和少量CO2，試驗目的為檢驗產(chǎn)物中的H2和CO，則②中NaOH溶液可除去CO2，③中濃硫酸干燥氣體，④中H2和CO均還原CuO，若無水硫酸銅變藍，則檢驗出含有氫氣，⑤中澄清石灰水變渾濁可檢驗出含有CO，最終處理尾氣。9．水玻璃(Na2SiO3溶液)廣泛應用于耐火材料、洗滌劑生產(chǎn)等領(lǐng)域，是一種重要的工業(yè)原料。如圖是用稻殼灰(SiO2：65%～70%、C：30%～35%)制取水玻璃的工藝流程：下列說法正確的是(AD)A．原材料稻殼灰價格低廉，且副產(chǎn)品活性炭有較高的經(jīng)濟價值B．操作A與操作B完全相同C．該流程中硅元素的化合價發(fā)生變更D．反應器中發(fā)生的反應為SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O解析：A項，稻殼灰來源廣泛價格低廉，活性炭具有吸附性，有較高的經(jīng)濟價值，正確；B項，操作A為過濾，操作B為蒸發(fā)濃縮，是兩種不同的操作，錯誤；C項，SiO2中硅元素的化合價是＋4價，Na2SiO3中硅元素的化合價是＋4價，所以該流程中硅元素的化合價沒有發(fā)生變更，錯誤。10．(2024·陜西西安第一中學月考)將足量的CO2不斷通入NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中，生成沉淀與通入CO2的量的關(guān)系為下圖中的(C)解析：反應依次為CO2＋Ba(OH)2=BaCO3↓＋H2O、CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O、CO2＋2NaAlO2＋3H2O=Na2CO3＋2Al(OH)3↓、CO2＋Na2CO3＋H2O=2NaHCO3、CO2＋BaCO3＋H2O=Ba(HCO3)2。11．某學習小組擬探究CO2和鋅粒反應是否生成CO，已知CO能與銀氨溶液反應產(chǎn)生黑色固體。試驗裝置如圖所示：下列說法正確的是(CD)A．試驗起先時，先點燃酒精燈，后打開活塞KB．b、c、f中試劑依次為氫氧化鈉溶液、濃硫酸、銀氨溶液C．裝置e的作用是平安瓶，防止倒吸D．用上述裝置(另擇試劑)可以制備氫氣并探究其還原性解析：試驗起先時，需先打開活塞K，利用a中反應產(chǎn)生的CO2排盡裝置內(nèi)空氣，避開點燃酒精燈時裝置中的空氣與鋅粉反應，A項錯誤；a中制得的CO2中含有HCl和水蒸氣，用飽和碳酸氫鈉溶液除去CO2中的HCl，B項錯誤；裝置e作平安瓶，作用是防止裝置f中的液體倒吸到硬質(zhì)玻璃管中，C項正確；a裝置適用于塊狀固體與液體反應，可以用鋅粒與稀鹽酸或稀硫酸反應制備氫氣，可將d裝置中鋅粒換成氧化銅來探究H2的還原性，D項正確。二、非選擇題12．(2024·安徽蚌埠質(zhì)檢)1871年門捷列夫最早預言了類硅元素鍺，1886年德國化學家文克勒發(fā)覺和分別了鍺元素，并以其祖國的名字命名為“Ge”。鍺是重要的半導體材料，其有機化合物在治療癌癥方面有著獨特的功效。如圖為工業(yè)上利用鍺鋅礦(主要成分為GeO2和ZnS)來制備高純度鍺的流程。已知：①丹寧是一種有機沉淀劑，可與四價鍺絡合形成沉淀；②GeCl4易水解，在濃鹽酸中溶解度低。(1)簡述步驟①中提高酸浸效率的措施把礦石粉碎、加熱、充分攪拌(任寫兩種，答案合理即可)(寫兩種)。(2)步驟②中操作A是過濾。(3)若在試驗室中進行步驟③，則步驟③中的物質(zhì)在坩堝(填儀器名稱)中焙燒。(4)步驟④不能用稀鹽酸，緣由可能是防止四價鍺水解；防止GeO2不能充分反應；有利于GeCl4析出。(5)寫出步驟⑤中發(fā)生反應的化學方程式GeCl4＋(2＋n)H2O=GeO2·nH2O＋4HCl。寫出步驟⑦中發(fā)生反應的化學方程式GeO2＋2H2eq\o(=,\s\up15(△))Ge＋2H2O。(6)請寫出一種證明步驟⑦反應完全的操作方法將反應后得到的氣體通入裝有無水硫酸銅的U形管，無現(xiàn)象產(chǎn)生則說明反應完全(其他合理方法亦可)。解析：(1)提高酸浸效率，可以通過粉碎礦石(增大礦石與酸的接觸面積)、適當提高溫度，攪拌等措施實現(xiàn)。(2)依據(jù)流程圖，可知經(jīng)過操作A之后，得到了沉淀和濾液，所以操作A為過濾。(3)步驟③為焙燒，固體焙燒須要在坩堝中進行。(4)依據(jù)題給信息可知GeCl4易水解，而且在濃鹽酸中溶解度低，能沉淀，易分別。假如用稀鹽酸，GeCl4會水解，而且其在稀鹽酸中的溶解度較大不利于析出，另外也無法確保GeO2完全反應生成GeCl4。(5)步驟⑤中GeCl4和純水反應生成GeO2·nH2O，該反應為水解反應，反應的化學方程式為GeCl4＋(2＋n)H2O=GeO2·nH2O＋4HCl。步驟⑦中GeO2被H2還原得到Ge，反應的化學方程式為GeO2＋2H2eq\o(=,\s\up15(△))Ge＋2H2O。(6)步驟⑦反應完全從Ge或者GeO2不易看出現(xiàn)象，可以從生成物水分析，通過檢驗氣體中是否含水來驗證是否反應完全，通常用無水硫酸銅檢驗水蒸氣的存在，即將反應后得到的氣體通入裝有無水硫酸銅的U形管，無現(xiàn)象產(chǎn)生說明反應完全。13．(2024·江西南昌模擬)二氯二氫硅(SiH2Cl2)常用于外延法工藝中重要的硅源。易燃、有毒，與水接觸易水解，沸點為8.2℃。在銅催化作用下，HCl與硅在250～260℃反應可以制得SiH2Cl2。(1)利用濃硫酸、濃鹽酸為原料，選用A裝置制取HCl，利用了濃硫酸的吸水性。(2)D裝置中生成二氯二氫硅的化學方程式為Si＋2HCleq\o(=,\s\up15(250～260℃),\s\do15(銅))SiH2Cl2。(3)依據(jù)氣體從左到右的方向，制取SiH2Cl2的裝置(h處用止水夾夾好)連接次序為a→(d)→(e)→(f)→(g)→(b)→(c)→(d)(填儀器接口的字母，其中裝置C用到2次)。(4)按從左到右的依次，前面裝置C中裝的藥品為P2O5或CaCl2，后面裝置C的作用為尾氣處理和防止空氣中的水進入B中。(5)反應除生成二氯二氫硅之外，還會生成H2和SiCl4、SiHCl3等。(6)新的制取SiH2Cl2的方法是：往硅粉中先通入Cl2，在300～350℃反應生成SiCl4，然后再與HCl在250～260℃反應，可以大大提高產(chǎn)率。假如通入氣體次序相反，結(jié)果會SiH2Cl2＋2Cl2eq\o(=,\s\up15(△))SiCl4＋2HCl(或SiH2Cl2＋Cl2eq\o(=,\s\up15(△))SiHCl3＋HCl)(用化學方程式表示)。解析：(1)濃硫酸有吸水性，使?jié)恹}酸更易揮發(fā)出HCl。(2)利用原子守恒法配平。(3)A裝置制取HCl，連接C裝置干燥，從f進入D中反應，SiH2Cl2從g處揮發(fā)出來，在B裝置中收集，SiH2Cl2的密度比空氣大，導氣管應進步短出，為防止空氣中的水進入B中，則應在B后接干燥管。(4)前面的裝置C是用來干燥氯化氫氣體的，應選用P2O5或CaCl2，后面裝置C的作用為尾氣處理和防止空氣中的水進入B中，應選堿石灰。(6)假如通入氣體次序相反，SiH2Cl2會與Cl2接著反應，生成SiCl4、SiHCl3。14．(2024·天津四校聯(lián)考)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))，粗硅與氯氣反應生成四氯化硅(反應溫度為450～500℃)，四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得高純硅。以下是試驗室制備四氯化硅的裝置示意圖。相關(guān)信息如下：①四氯化硅遇水極易水解；②硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣干脆反應生成相應的氯化物；③有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)如下表。物質(zhì)SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5沸點/℃57.712.8－315－熔點/℃－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)生反應的離子方程式MnO2＋