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1、(江蘇專版)2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 跟蹤檢測(cè)(十)碳、硅及其化合物(含解析)
1.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、玻璃都屬于硅酸鹽產(chǎn)品
B.水玻璃是純凈物,可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑
C.某硅酸鹽的化學(xué)式為KAlSi3O8,可用K2O·Al2O3·6SiO2表示
D.高純硅可用于制造光導(dǎo)纖維,高純二氧化硅可用于制造太陽能電池
解析:選C 水晶的主要成分為SiO2,不屬于硅酸鹽產(chǎn)品,A錯(cuò)誤;水玻璃是Na2SiO3的水溶液,屬于混合物,B錯(cuò)誤;用于制造光導(dǎo)纖維的是二氧化硅,用于制造太陽能電池的是高純硅,D錯(cuò)誤。
2.大多數(shù)物質(zhì)的
2、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項(xiàng)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
Fe2O3
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。
3.我國(guó)科學(xué)家制得了SiO2超分子納米管。下列敘述正確的是( )
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.光導(dǎo)纖維主要成分是SiO2,
3、具有導(dǎo)電性
解析:選C A項(xiàng),SiO2熔、沸點(diǎn)高,干冰的熔、沸點(diǎn)低,兩者物理性質(zhì)不相似;B項(xiàng),SiO2能與氫氟酸反應(yīng);C項(xiàng),工業(yè)上用SiO2制粗硅:SiO2+2CSi+2CO↑;D項(xiàng),光導(dǎo)纖維主要成分是SiO2,能傳導(dǎo)光,但是不導(dǎo)電。
4.工業(yè)制粗硅的反應(yīng)為2C+SiO2Si+2CO↑。下列說法正確的是( )
A.SiO2為分子晶體,Si為原子晶體
B.Si是光導(dǎo)纖維的主要成分
C.在該反應(yīng)條件下,C的氧化性強(qiáng)于Si的氧化性
D.每生成1 mol Si理論上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目約為4×6.02×1023
解析:選D A項(xiàng),SiO2、Si晶體類型均為原子晶體,錯(cuò)誤;B項(xiàng),SiO2是光導(dǎo)
4、纖維的主要成分,錯(cuò)誤;C項(xiàng),在該反應(yīng)條件下,C的還原性強(qiáng)于Si的還原性,錯(cuò)誤;D項(xiàng),在反應(yīng)中每有1 mol Si生成,理論上轉(zhuǎn)移的電子為4 mol,即約為4×6.02×1023,正確。
5.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),可以通過盛有飽和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:選B A項(xiàng),SiO2、Al2O3均能與NaOH溶液反應(yīng),錯(cuò)誤;C項(xiàng),應(yīng)通過盛有飽和
5、NaHCO3溶液的洗氣瓶,錯(cuò)誤;D項(xiàng),引入NaHCO3雜質(zhì),錯(cuò)誤。
6.水玻璃(Na2SiO3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。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( )
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
6、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),Na2SiO3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)分解反應(yīng)的概念可知,SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O不屬于復(fù)分解反應(yīng),錯(cuò)誤。
7.甲氣體可發(fā)生如下變化:
甲氣體乙氣體丙氣體乙氣體丁固體。則甲、乙、丙、丁分別為( )
A.CO2、CO、O2、CaO B.O2、CO、CO2、CaCO3
C.O2、CO2、CO、CaCO3 D.CO、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
7、石灰水反應(yīng)生成固體,說明乙是CO2,則丙是CO,甲是O2,丁是CaCO3。
8.蛇紋石由MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3組成。現(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SiO2
B.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Fe2O3
C.在溶液Y中加入過量的NaOH溶液,過濾得到的沉淀的主要成分是Fe(OH)3和Mg(OH)2
D.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Mg
8、O、Al2O3、Fe2O3溶解形成含Mg2+、Al3+、Fe3+和H+的溶液Y,而SiO2不溶解形成沉淀X,溶液Y中加入過量NaOH溶液,將得到Fe(OH)3和Mg(OH)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Al2O3和SiO2溶解形成AlO和SiO,而MgO和Fe2O3不溶解形成沉淀,B錯(cuò)誤。
9.下列說法中正確的是( )
A.單質(zhì)氧化物酸或堿鹽,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[
9、Al2Si2O5(OH)4],若以氧化物形式可表示為Al2O3·SiO2·H2O
解析:選C A項(xiàng),Si與O2反應(yīng)生成SiO2,SiO2不與H2O反應(yīng),“氧化物酸或堿”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表示,[Al2Si2O5(OH)4]可表示為Al2O3·2SiO2·2H2O,錯(cuò)誤。
10.硅及其化合物已被廣泛用于生產(chǎn)生活中,下列說法不正確的是( )
A.圖1是常見于汽車中的小擺件“蘋果花”,它的動(dòng)力源于以Si為原料的太陽能電
10、池
B.互聯(lián)網(wǎng)通過光纖交換信息,光纖的主要原料是SiO2
C.硅酸鈉溶液的俗名是水玻璃,常用作木材的阻燃劑
D.圖2中這幅玻璃上的精美刻花,是工藝師用鹽酸刻蝕玻璃形成的
解析:選D 工藝師用氫氟酸刻蝕玻璃,D錯(cuò)誤。
11.(2019·南京模擬)單質(zhì)Z是一種常見的半導(dǎo)體材料,可由X通過如圖所示的路線制備。其中X為Z的氧化物;Y為氫化物,分子結(jié)構(gòu)與甲烷相似。回答下列問題:
(1)能與X發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸是__________;由X制備Mg2Z的化學(xué)方程式為_________________________________________________________________
11、_______。
(2)由Mg2Z生成Y的化學(xué)方程式為__________________________________________,Y分子的電子式為___________________________________。
解析:常見的半導(dǎo)體材料為Si,X為Z的氧化物,那么X為二氧化硅;Y為氫化物,且分子結(jié)構(gòu)與甲烷相似,那么Y為硅烷,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為SiH4。(1)二氧化硅為酸性氧化物,不溶于一般的酸,但是能溶于氫氟酸,此性質(zhì)常用于腐蝕玻璃,由流程可知,二氧化硅與金屬鎂反應(yīng)生成硅化鎂,化學(xué)反應(yīng)方程式為SiO2+2MgO2↑+Mg2Si。(2)硅化鎂與鹽酸反應(yīng)生成硅烷,化學(xué)反應(yīng)方程式為Mg2
12、Si+4HCl===2MgCl2+SiH4,硅烷類似于甲烷的正四面體結(jié)構(gòu),電子式為
答案:(1)氫氟酸 SiO2+2MgO2↑+Mg2Si
(2)Mg2Si+4HCl===2MgCl2+SiH4
12.某礦石含碳酸鎂和石英,制備高純硅和硅膠的工藝流程如下:
(1)“硅膠”常用作________,也可以用作________的載體。A的結(jié)構(gòu)式為____________。
(2)制備粗硅的方程式為__________________________________________。
(3)操作Ⅰ為________,操作Ⅱ?yàn)開___________________________
13、__________________。
(4)操作Ⅲ需要在氯化氫氣流中加熱脫水的原因是________________________。
(5)溶液G用E酸化的方程式為__________________________________________。
解析:(1)“硅膠”多孔,常用作實(shí)驗(yàn)室和袋裝食品、瓶裝藥品等的干燥劑,也可以用作催化劑的載體。二氧化碳的結(jié)構(gòu)式為O===C===O。(2)工業(yè)制取純硅的工藝流程為SiO2粗硅SiCl4純硅,用焦炭還原SiO2,產(chǎn)物是CO而不是CO2。(3)操作Ⅰ為過濾,操作Ⅱ?yàn)檎舭l(fā)結(jié)晶。(4)MgCl2·6H2O加熱脫水制得MgCl2,要在氯化氫氣流中
14、進(jìn)行,氯化氫氛圍是防止鎂離子水解。(5)Na2SiO3與HCl反應(yīng),生成NaCl和H2SiO3。
答案:(1)干燥劑 催化劑 O===C===O
(2)SiO2+2CSi+2CO
(3)過濾 蒸發(fā)結(jié)晶或蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶
(4)防止鎂離子水解
(5)Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3↓
13.未來的交通工具將采用新一代無機(jī)非金屬材料制成的無水冷發(fā)動(dòng)機(jī)。這類材料中研究較多的是化合物G。
(1)化合物G的相對(duì)分子質(zhì)量為140,G中硅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%,另有元素Y。G可以由化合物E(含兩種元素)與NH3反應(yīng)而生成,同時(shí)產(chǎn)生HCl氣體。請(qǐng)推斷:
①化合物G的化學(xué)
15、式為____________。
②1 mol NH3和0.75 mol E恰好完全反應(yīng)生成G和HCl,則化合物E的分子式為____________。
(2)粉末狀G能夠與空氣中的氧氣和水作用,所得產(chǎn)物中都有一種酸性氧化物,它是工業(yè)上生產(chǎn)玻璃的主要原料。與氧氣反應(yīng)所得的產(chǎn)物還有一種單質(zhì),與水反應(yīng)生成的另一種產(chǎn)物是該種單質(zhì)元素的氫化物。請(qǐng)寫出化合物G與水反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________。
(3)為了使化合物G能成為新一代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)材料,現(xiàn)采用常壓下在G中添加氧化鋁,
16、經(jīng)高溫?zé)Y(jié)制成一種高強(qiáng)度、超硬度、耐磨損、抗腐蝕的陶瓷材料,它的商品名叫“賽倫”,化學(xué)通式可表示為Si6-xAlxOxY8-x。在接近于1 700 ℃時(shí)x的極限值約為4.0,在1 400 ℃時(shí)x為2.0,以保持整個(gè)化合物呈電中性。試問:賽倫中Y元素的化合價(jià)為________。
解析:(1)1個(gè)G分子中Si的原子數(shù)為=3,另一種元素不可能是氫,而是氮,氮的原子數(shù)為=4,故G的化學(xué)式為Si3N4。E分子中只有一個(gè)硅原子,故其分子式為SiCl4。(2)由題意知Si3N4與H2O反應(yīng)生成SiO2和NH3。(3)Si為+4價(jià),Al為+3價(jià),O為-2價(jià),當(dāng)x=4時(shí)代入得Y的化合價(jià)a:2×4+4×3+(-2)×4+a×4=0,a=-3。
答案:(1)①Si3N4 ②SiCl4
(2)Si3N4+6H2O===3SiO2+4NH3↑
(3)-3