2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)13 碳、硅單質(zhì)及其化合物檢測(cè)與評(píng)估一、 單項(xiàng)選擇題 1. 下列各項(xiàng)敘述的解釋相同的是 ()NaOH溶液不能用帶玻璃塞的試劑瓶保存Na2SiO3溶液要密封保存酸式滴定管不能裝NaOH溶液氫氟酸不能盛放在玻璃瓶中A. B. C. D. 2. 下列事實(shí)能證明碳的非金屬性比硅強(qiáng)的是 ()向Na2SiO3溶液中通入CO2產(chǎn)生白色沉淀石墨是導(dǎo)體，晶體硅是半導(dǎo)體制玻璃過程中發(fā)生反應(yīng):Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2CH4比SiH4穩(wěn)定A. C. C. D. 3. 下列說法正確的是 ()A. CO、CO2都是大氣污染氣體B. 斜長(zhǎng)石KAlSi3O8的氧化物形式可表示為K2OAl2O33SiO2C. 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(qiáng)D. 用SiO2制取硅酸，應(yīng)先使二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，然后通CO2 4. 將過量的CO2分別通入:CaCl2溶液;Na2SiO3溶液;Ca(OH)2溶液;飽和Na2CO3溶液。最終溶液中有白色沉淀析出的是 ()A. B. C. D. 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(xué)是一門實(shí)用性很強(qiáng)的科學(xué)，與社會(huì)、環(huán)境等密切相關(guān)，下列說法中錯(cuò)誤的是 ()A. “低碳生活”倡導(dǎo)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(jì)”主要是指減少對(duì)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(duì)于化學(xué)方程式SiO2+3CSiC+2CO，下列有關(guān)敘述正確的是 ()A. 反應(yīng)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(yīng)中C既是氧化劑又是還原劑D. 在反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為21 8. 通過資源化利用的方式將CO2轉(zhuǎn)化為具有工業(yè)應(yīng)用價(jià)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(yīng)為放熱反應(yīng)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(yīng)的化學(xué)方程式為。長(zhǎng)石是鋁硅酸鹽，不同類長(zhǎng)石其氧原子的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相同。由鈉長(zhǎng)石的化學(xué)式NaAlSi3O8可推知鈣長(zhǎng)石的化學(xué)式為。10. 在工業(yè)中利用鎂制取硅2Mg+SiO22MgO+Si，同時(shí)有副反應(yīng)發(fā)生:2Mg+SiMg2Si，Mg2Si遇鹽酸迅速反應(yīng)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(jìn)行Mg與SiO2反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置:(1) 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(2) 實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，必須先通入X氣體一段時(shí)間，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 。(3) 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?？捎^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，。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(shí)，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;。(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(yīng)的主要離子方程式為。(5) 洗滌時(shí)，如何證明產(chǎn)品已洗滌干凈?。12. 獲取知識(shí)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(xué)的推動(dòng)。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(dāng)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(jìn)一步處理?。(2) 寫出方法二中，生產(chǎn)高純硅的兩個(gè)化學(xué)方程式: ; 。(3) 寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學(xué)方程式:。(4) 在方法一中，整個(gè)制備過程必須嚴(yán)格控制無水無氧。SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，寫出配平的化學(xué)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(diǎn): 。課時(shí)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(yīng)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,原理是相同的;的原理為Na2SiO3溶液吸收空氣中的CO2形成沉淀;的原理為氫氟酸與玻璃中SiO2反應(yīng)生成氣體SiF4。2. A 【解析】說明酸性:H2CO3>H2SiO3;不能說明碳比硅的非金屬性強(qiáng)。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(xì)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(jī)化合物等等。A項(xiàng)錯(cuò)誤;斜長(zhǎng)石的氧化物形式應(yīng)表示為K2OAl2O36SiO2,B項(xiàng)錯(cuò)誤;通過該反應(yīng)可判斷還原性:C>Si,但實(shí)際上非金屬性:C>Si,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng)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(qiáng)。根據(jù)酸與鹽反應(yīng)的規(guī)律,CO2通入CaCl2溶液無明顯現(xiàn)象(一般弱酸不能制強(qiáng)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(xiàng),SiO2、Al2O3均與NaOH反應(yīng);C項(xiàng),Na2CO3溶液也吸收CO2;D項(xiàng),引入NaHCO3雜質(zhì)。6. D【解析】D項(xiàng),露天焚燒會(huì)產(chǎn)生有害氣體, 深埋會(huì)污染環(huán)境。7. C【解析】反應(yīng)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12。8. B【解析】CO2分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)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(qiáng)氧化性而使品紅褪色,SO2則是因?yàn)榫哂衅仔?C項(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)錯(cuò)誤。9. SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2OCaAl2Si2O810. (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(yīng)是放熱反應(yīng)(3) Mg2Si+4HCl2MgCl2+SiH4SiH4+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(yīng),故不能作保護(hù)氣,因此保護(hù)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(huì)發(fā)生爆炸;移走酒精燈反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,說明Mg與SiO2的反應(yīng)是放熱反應(yīng)。(3) Mg2Si與鹽酸會(huì)發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)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12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(jìn)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(jìn)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(yīng)、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(yīng)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(yàn)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(diǎn)SiHCl3,便于蒸發(fā)提純,然后再還原得高純硅(2) Mg2Si+4HCl2MgCl2+SiH4SiH4Si+2H2;(3) SiHCl3+H2Si+3HCl(4) SiHCl3+3H2O H2SiO3+3HCl+H2Si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(diǎn)是原料來源豐富,但與方法二相比,步驟較復(fù)雜,方法二的優(yōu)點(diǎn)是流程簡(jiǎn)單,缺點(diǎn)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(jìn)一步的提純處理;(2) Mg2Si與鹽酸作用生成硅烷,同時(shí)生成MgCl2;(3)注意副產(chǎn)物為HCl;(4) SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì),化學(xué)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。