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2019-2020年高考化學一輪復習 課時13 碳、硅單質(zhì)及其化合物檢測與評估 一、 單項選擇題 1. 下列各項敘述的解釋相同的是 (　　) ①NaOH溶液不能用帶玻璃塞的試劑瓶保存 ②Na2SiO3溶液要密封保存 ③酸式滴定管不能裝NaOH溶液 ④氫氟酸不能盛放在玻璃瓶中 A. ①② B. ①③ C. ①④ D. ②③ 2. 下列事實能證明碳的非金屬性比硅強的是 (　　) ①向Na2SiO3溶液中通入CO2產(chǎn)生白色沉淀 ②石墨是導體，晶體硅是半導體 ③制玻璃過程中發(fā)生反應:Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑ ④CH4比SiH4穩(wěn)定 A. ①④ C. ②③ C. ③④ D. ①② 3. 下列說法正確的是 (　　) A. CO、CO2都是大氣污染氣體 B. 斜長石[KAlSi3O8]的氧化物形式可表示為K2OAl2O33SiO2 C. 在粗硅的制取中，2C+SiO2Si+2CO↑，硅被還原，所以硅的非金屬性比碳強 D. 用SiO2制取硅酸，應先使二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應，然后通CO2 4. 將過量的CO2分別通入:①CaCl2溶液;②Na2SiO3溶液;③Ca(OH)2溶液;④飽和Na2CO3溶液。最終溶液中有白色沉淀析出的是 (　　) A. ①②③④ B. ②④ C. ③④ D. ②③④ 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 6. (xx各地模擬組合)化學是一門實用性很強的科學，與社會、環(huán)境等密切相關(guān)，下列說法中錯誤的是 (　　) A. “低碳生活”倡導生活中耗用能量盡量減少，從而減少CO2的排放 B. “低碳經(jīng)濟”主要是指減少對化石燃料的依賴 C. “靜電除塵”“燃煤固硫”“汽車尾氣催化凈化”都能提高空氣質(zhì)量 D. 所有垃圾都可以采用露天焚燒或深埋的方法處理 7. 對于化學方程式SiO2+3CSiC+2CO↑，下列有關(guān)敘述正確的是 (　　) A. 反應中SiO2是氧化劑，C是還原劑 B. 硅元素被還原了，碳元素被氧化了 C. 在反應中C既是氧化劑又是還原劑 D. 在反應中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶1 8. 通過資源化利用的方式將CO2轉(zhuǎn)化為具有工業(yè)應用價值的產(chǎn)品(如下圖所示)，是一種較為理想的減排方式，下列說法正確的是 (　　) A. CO2高溫催化分解為C、CO、O2的反應為放熱反應 B. 除去碳酸鈉固體中少量NaHCO3可用熱分解的方法 C. 過氧化尿素和SO2都能使品紅溶液褪色，其原理相同 D. CO2合成甲醇及碳酸二甲酯，原子利用率為100% 二、 非選擇題 9. (xx上海卷)硅與鋁同周期。SiO2是硅酸鹽玻璃(Na2CaSi6O14)的主要成分，Na2CaSi6O14也可寫成Na2OCaO6SiO2。盛放NaOH溶液的試劑瓶若用玻璃塞容易形成黏性的硅酸鹽而無法打開，發(fā)生反應的化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 長石是鋁硅酸鹽，不同類長石其氧原子的物質(zhì)的量分數(shù)相同。由鈉長石的化學式NaAlSi3O8可推知鈣長石的化學式為　　　　。 10. 在工業(yè)中利用鎂制取硅2Mg+SiO22MgO+Si，同時有副反應發(fā)生:2Mg+SiMg2Si，Mg2Si遇鹽酸迅速反應生成SiH4(硅烷)，SiH4在常溫下是一種不穩(wěn)定、易分解、可自燃的氣體。下圖是進行Mg與SiO2反應的實驗裝置: (1) 由于氧氣的存在對該實驗有較大影響，實驗中應通入氣體X作為保護氣，試管中的固體藥品可選用　　　　(填字母)。 a. 石灰石　　　　b. 鋅?！　　　. 純堿 (2) 實驗開始時，必須先通入X氣體一段時間，再加熱反應物，其理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。當反應開始后，移走酒精燈反應能繼續(xù)進行，其原因是　 　。 (3) 反應結(jié)束后，待冷卻至常溫時，往反應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)象的原因用化學方程式表示為①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 11. 白炭黑(SiO2H2O)廣泛用于橡膠、涂料、印刷等行業(yè)，可用蛇紋石[主要成分為Mg6(Si4O10)(OH)8]來制取，其主要工藝流程如下: (1) 蛇紋石用氧化物形式可表示為　　　　　　　　　　　　　。 (2) 堿浸時，為提高其中硅酸鹽的浸取率，除采用合適的液固比和循環(huán)浸取外，還可采用的方法有①　　　　　　　　　　　　　;②　　　　　　　　　　　　。(任寫兩種)? (3) 過濾1得到的濾液的主要成分是　　　　　　　　。 (4) 濾液與鹽酸反應的主要離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5) 洗滌時，如何證明產(chǎn)品已洗滌干凈?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 12. 獲取知識和信息是現(xiàn)代人不可缺少的素質(zhì)，信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展離不開材料科學的推動。信息產(chǎn)業(yè)的核心材料是高純度的硅，單晶硅可用來制作大規(guī)模集成電路、整流器等，硅純度越高，大規(guī)模集成電路的性能就越好。高純度的單晶硅生產(chǎn)方法有: 方法一:三氯甲硅烷(SiHCl3)還原法是當前制備高純硅的主要方法，生產(chǎn)過程示意圖如下: 方法二:用金屬硅化物(Mg2Si)與鹽酸作用制得硅烷，再熱分解硅烷可得高純硅。 根據(jù)上述信息回答以下問題: (1) 從方法一生產(chǎn)單晶硅的過程看，由焦炭還原得到的硅為何還要進一步處理?　　　　　　　　　。 (2) 寫出方法二中，生產(chǎn)高純硅的兩個化學方程式: ①　 ; ②　 。 (3) 寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4) 在方法一中，整個制備過程必須嚴格控制無水無氧。SiHCl3遇水劇烈反應生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，寫出配平的化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ;H2還原SiHCl3過程中若混入O2，可能引起的后果是　　　　　　　　　　　　　　。 (5) 比較方法一和方法二，分析一下各自的優(yōu)缺點: 　。 課時13　碳、硅單質(zhì)及其化合物 1. B　【解析】　NaOH溶液與玻璃中SiO2反應生成黏性的Na2SiO3,使磨砂玻璃塞接合處黏結(jié),故NaOH溶液不能使用帶玻璃塞的試劑瓶保存,①③原理是相同的;②的原理為Na2SiO3溶液吸收空氣中的CO2形成沉淀;④的原理為氫氟酸與玻璃中SiO2反應生成氣體SiF4。 2. A 　【解析】　①說明酸性:H2CO3>H2SiO3;②③不能說明碳比硅的非金屬性強。 3. D　【解析】　空氣污染的污染物有:煙塵、總懸浮顆粒物、可吸入顆粒物(PM10)、細顆粒物(PM2.5)、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳、臭氧、揮發(fā)性有機化合物等等。A項錯誤;斜長石的氧化物形式應表示為K2OAl2O36SiO2,B項錯誤;通過該反應可判斷還原性:C>Si,但實際上非金屬性:C>Si,C項錯誤;D項正確。 4. B　【解析】　CO2溶于水:CO2+H2OH2CO3,H2CO3的酸性比鹽酸弱,而比硅酸強。根據(jù)酸與鹽反應的規(guī)律,CO2通入CaCl2溶液無明顯現(xiàn)象(一般弱酸不能制強酸);過量的CO2通入Na2SiO3溶液中有白色沉淀H2SiO3生成;CO2通入Ca(OH)2溶液至過量:Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O,CaCO3+H2O+CO2Ca(HCO3)2,最終生成Ca(HCO3)2而無沉淀產(chǎn)生;過量CO2通入飽和Na2CO3溶液中:Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3↓,生成的NaHCO3的溶解度比Na2CO3的溶解度小,從而有晶體析出。 5. B　【解析】　A項,SiO2、Al2O3均與NaOH反應;C項,Na2CO3溶液也吸收CO2;D項,引入NaHCO3雜質(zhì)。 6. D　【解析】　D項,露天焚燒會產(chǎn)生有害氣體, 深埋會污染環(huán)境。 7. C　【解析】　反應中碳既是氧化劑又是還原劑,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2。 8. B　【解析】　CO2分解反應為吸熱反應,A項錯誤;NaHCO3受熱分解生成Na2CO3,故可用加熱法除去碳酸鈉固體中少量的NaHCO3,B項正確;過氧化尿素和SO2都能使品紅溶液褪色,但原理不同,過氧化尿素是因其具有強氧化性而使品紅褪色,SO2則是因為具有漂白性,C項錯誤;比較CO2與甲醇及碳酸二甲酯的分子式可知原子利用率不為100%,D項錯誤。 9. SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O　CaAl2Si2O8 10. (1) b (2) 防止在加熱條件下H2和O2混合發(fā)生爆炸　SiO2和Mg粉的反應是放熱反應 (3) ①Mg2Si+4HCl2MgCl2+SiH4↑ ②SiH4+2O2SiO2+2H2O 【解析】　(1) 從給出的試劑看,可產(chǎn)生的氣體只有CO2和H2,CO2與Mg能反應,故不能作保護氣,因此保護氣為H2。制取H2的試劑是稀硫酸和鋅粒,濃硫酸為氣體干燥劑。(2) 裝置內(nèi)的O2不被排出,O2和H2混合在加熱條件下會發(fā)生爆炸;移走酒精燈反應繼續(xù)進行,說明Mg與SiO2的反應是放熱反應。(3) Mg2Si與鹽酸會發(fā)生復分解反應生成MgCl2和SiH4,并放出大量的熱,SiH4常溫下可自燃。 11. (1) 6MgO4SiO24H2O (2) 升高堿液溫度并攪拌　將礦石粉碎 (3) Na2SiO3、NaOH (4) Si+2H+H2SiO3↓、H++OH-H2O (5) 取少許最后一次洗滌液,滴入1~2滴AgNO3溶液,若不出現(xiàn)白色沉淀,表示已洗滌干凈 【解析】　該流程中,加NaOH溶液堿浸的目的是將蛇紋石轉(zhuǎn)化成可溶性硅酸鹽進入溶液,然后用鹽酸和NaCl溶液將硅酸鹽轉(zhuǎn)化成硅酸從溶液中分離出來,再經(jīng)過進一步處理獲得白炭黑。(1) 書寫氧化物一般先寫金屬氧化物,再寫二氧化硅,最后寫水。(2) 浸取的目的是將蛇紋石轉(zhuǎn)化成可溶性硅酸鹽。提高浸取率,可以從是否充分反應、充分接觸等角度考慮。(3) 堿浸后,溶液中含有可溶的硅酸鈉,以及剩余的NaOH溶液。(4) Na2SiO3與鹽酸反應的離子方程式為Si+2H+H2SiO3↓。(5) 從流程圖可知,H2SiO3是從NaCl溶液中分離出來的,表面沾有Na+和Cl-,所以只要檢驗最后一次洗滌液中是否含有Na+或Cl-即可。 12. (1) 由C還原SiO2得到的單質(zhì)硅中,雜質(zhì)含量過高,將它用HCl、Cl2處理得到低沸點SiHCl3,便于蒸發(fā)提純,然后再還原得高純硅 (2) ①Mg2Si+4HCl2MgCl2+SiH4↑ ②SiH4Si+2H2; (3) ①SiHCl3+H2Si+3HCl (4) SiHCl3+3H2O H2SiO3+3HCl+H2↑　Si被氧化成SiO2而得不到Si單質(zhì),H2和O2混合發(fā)生爆炸 (5) 方法一的優(yōu)點是原料來源豐富,但與方法二相比,步驟較復雜,方法二的優(yōu)點是流程簡單,缺點是原料需要制備 【解析】　(1) C還原SiO2得到的單質(zhì)硅是粗硅,雜質(zhì)的含量高,需要進一步的提純處理;(2) Mg2Si與鹽酸作用生成硅烷,同時生成MgCl2;(3)注意副產(chǎn)物為HCl;(4) SiHCl3遇水劇烈反應生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì),化學方程式為SiHCl3+3H2OH2SiO3+H2↑+3HCl;H2還原SiHCl3過程中若混入O2,可能引起的后果:高溫下,Si被氧化成SiO2而得不到Si單質(zhì),H2和O2混合發(fā)生爆炸。