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  • 2021-07-08 发布

2020届高考化学一轮复习碳、硅及其化合物作业

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课时达标作业10 碳、硅及其化合物 基础题 ‎1.硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤。在无机非金属材料中,硅一直扮演着主角。下面几种物质中含有硅单质的是(  )‎ 解析:玛瑙、光导纤维和水晶的主要成分是SiO2,硅单质可用来制造太阳能电池板。‎ 答案:C ‎2.新材料的新秀——石墨烯、氧化石墨烯已成为物理、化学、材料科学研究的国际热点课题。其结构模型如图所示。‎ 下列有关说法正确的是(  )‎ A.石墨烯是一种新型化合物 B.氧化石墨烯即石墨烯的氧化物 C.二者和石墨都是碳的同素异形体 D.氧化石墨烯具有一定的亲水性 解析:石墨烯是碳的单质,A错误;氧化石墨烯因为还含有氢元素,故不是石墨烯的氧化物,也不是碳的同素异形体,B、C错误;由于氧化石墨烯结构中含有羟基和羧基等亲水基团,所以具有一定的亲水性,D正确。‎ 答案:D ‎3.下列关于硅的说法不正确的是(  )‎ A.硅的非金属元素,晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体 B.硅的导电性能介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料 C.硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质起反应 D.加热到一定温度时,硅能与氯气、氧气等非金属反应 解析:‎ 晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料。硅在常温下化学性质不活泼,但仍能与氟气、氟化氢和NaOH溶液等发生反应,加热至一定温度时,硅能与氯气、氧气等发生反应。‎ 答案:C ‎4.半导体工业中,有一句行话:“从沙滩到用户”,即由SiO2制取Si。制取过程中不涉及的化学反应是(  )‎ A.‎2C+SiO2Si+2CO↑‎ B.SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O C.Si+2Cl2SiCl4‎ D.SiCl4+2H2Si+4HCl 解析:工业制取纯硅的工艺流程为SiO2粗硅SiCl4纯硅,该工艺流程中不涉及SiO2与NaOH溶液的反应。‎ 答案:B ‎5.将足量的CO2通入下列溶液中,一定能产生沉淀的是(  )‎ A.硅酸钠溶液 B.石灰水 C.氯化铝溶液 D.碳酸钠溶液 解析:A项,生成硅酸沉淀;B项,先生成碳酸钙沉淀,后沉淀溶解,生成可溶的碳酸氢钙;C项,氯化铝溶液与CO2不反应;D项,因碳酸钠溶液的浓度未知,若是稀溶液,即使通足量CO2生成溶解度更小的NaHCO3,也不一定会产生沉淀。‎ 答案:A ‎6.甲气体可发生如下变化:‎ 甲气体乙气体丙气体乙气体丁固体。则甲、乙、丙、丁分别为(  )‎ A.CO2、CO、O2、CaO B.O2、CO、CO2、CaCO3‎ C.O2、CO2、CO、CaCO3‎ D.CO、CO2、O2、Ca(OH)2‎ 解析:以丙气体为突破口,丙通过灼热的CuO后,生成的乙气体可与澄清石灰水反应生成固体,说明乙是CO2‎ ‎,则反推丙是CO,则甲是O2,丁是CaCO3。‎ 答案:C ‎7.下列叙述正确的是(  )‎ A.高温下二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳,说明硅酸(H2SiO3)的酸性比碳酸强 B.陶瓷、玻璃、水泥容器都能贮存氢氟酸 C.石灰抹墙、水泥砌墙的硬化过程原理相同 D.玻璃窑中出来的气体的主要成分是二氧化碳 解析:高温下互相反应不能说明硅酸(H2SiO3)的酸性比碳酸强,应根据溶液中进行的反应来判断,A错误;陶瓷、玻璃、水泥的主要成分都是硅酸盐,其中含有的二氧化硅都能和氢氟酸反应,B错误;水泥的硬化是一个复杂的物理化学过程,石灰抹墙的硬化是氢氧化钙和二氧化碳生成碳酸钙反应,所以硬化过程原理不同,C错误;由Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑,CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑可知,玻璃窑中出来的气体的主要成分是二氧化碳,D正确。‎ 答案:D ‎8.硅及其化合物的应用范围很广。下列说法正确的是(  )‎ A.硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料 B.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应 C.反应Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑中,Si为氧化剂 D.硅能与氢氟酸反应,则硅可以与盐酸反应 解析:由粗硅制备单晶硅的过程一般为SiSiCl4Si+HCl,都是氧化还原反应,B项错误;硅不能与盐酸反应,D项错误。‎ 答案:A ‎9.下列有关说法正确的是(  )‎ A.生活中常用的陶瓷、水泥、石英玻璃都属于硅酸盐产品 B.干冰只能用于人工降雨 C.用二氧化碳生产肥料可以缓解温室效应 D.二氧化硅制成的玻璃纤维,因导电能力强而用于制造通信光缆 解析:A项,石英玻璃的主要成分为SiO2,不是硅酸盐,错误;B项,干冰空气化会吸收热量,可作制冷剂使用,也可用于人工降雨,错误;D项,二氧化硅具有很强的导光能力从而用于制造通信光缆,错误。‎ 答案:C ‎10.下列有关硅酸盐及无机非金属材料的说法正确的是(  )‎ A.硅酸钠属于盐,不属于碱,所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中 B.反应①Na2SiO3+H2O+CO2===Na2CO3+H2SiO3↓,反应②Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑,两反应是相互矛盾的,不可能都能发生 C.普通玻璃、石英玻璃、水泥等均属于硅酸盐材料 D.祖母绿的主要成分为Be3Al2Si6O18,用氧化物形式表示为3BeO·Al2O3·6SiO2‎ 解析:A项,Na2SiO3溶液是一种黏合剂,易造成磨口玻璃塞与瓶口黏结;B项,两反应条件不同,反应①是在溶液中进行,相对强的酸可以制相对弱的酸,而反应②CO2是气体,逸出反应体系,能促使反应发生;C项,石英玻璃的成分为SiO2,SiO2是氧化物不是盐。‎ 答案:D ‎11.如图是二氧化硅及其化合物的流程,下列说法正确的是(  )‎ A.SiO2属于两性氧化物 B.盛放Na2CO3溶液的试剂瓶能用玻璃塞 C.硅胶吸水后可重复再生 D.图中所示转化反应都是氧化还原反应 解析:SiO2是酸性氧化物,它能与氢氟酸反应是其特殊性质,A错;在图示转化关系中只有第一行的变化是氧化还原反应,其余均为非氧化还原反应。‎ 答案:C 能力题 ‎12.“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2,其基本过程如下图所示(部分条件及物质未标出)。‎ 下列有关该方法的叙述中正确的是(  )‎ ‎①能耗大是该方法的一大缺点 ②整个过程中,只有一种物质可以循环利用 ③“反应分离”环节中,分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤 ④该方法可减少碳排放,捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品 A.①② B.②③‎ C.③④ D.①④‎ 解析:该方法中高温反应炉分离出CO2,需要消耗较多能量,①对;整个过程中NaOH和CaO均可循环利用,②错;从捕捉室中得到的溶液中含有大量的NaHCO3,加入CaO后生成CaCO3和NaOH,通过过滤的方法即可分离,③错;捕捉到的CO2可与H2反应制备甲醇:CO2+3H2CH3OH+H2O,④对。‎ 答案:D ‎13.如何解决好碳排放问题是关系到人类可持续发展的重大课题之一。目前,采用较多的方法是对二氧化碳进行捕集封存和富集再利用。下列与二氧化碳有关的叙述正确的是(  )‎ A.CO2是形成酸雨的主要物质 B.CO2导致温室效应,是一种大气污染物 C.CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH>0,高温有利于该反应自发进行 D.实验室常用大理石与稀盐酸或稀硫酸反应制取二氧化碳 解析:CO2不是大气污染物,也不能形成酸雨,A、B错;C项为熵增的吸热反应,高温有利于自发进行。‎ 答案:C ‎14.据报道,科学家通过对稻壳进行控制性焚烧热解,从中提取到一种叫作生物质纳米结构二氧化硅的超高活性材料,将少量这种材料掺入混凝土中,即可制备出超高强度的高性能混凝土。下列关于二氧化硅的说法中,正确的是(  )‎ A.二氧化硅溶于水显酸性,所以二氧化硅属于酸性氧化物 B.将二氧化碳通入硅酸钠溶液可以得到硅酸 C.因为高温时二氧化硅能与碳酸钠反应放出二氧化碳,所以硅酸的酸性比碳酸强 D.二氧化硅是酸性氧化物,它不溶于任何酸 解析:‎ 二氧化硅是酸性氧化物,但是二氧化硅不溶于水,不能和水反应生成硅酸,A错误;碳酸的酸性比硅酸强,B正确;高温下二氧化硅与碳酸钠的反应是在非溶液状态下进行的,属于用不挥发性的酸酐来制取挥发性的酸酐,所以该反应不能作为判断硅酸与碳酸酸性强弱的依据,C错误;二氧化硅可以与氢氟酸发生反应,D错误。‎ 答案:B ‎15.硅是带来人类文明的重要元素之一,在传统材料发展到信息材料的过程中创造了一个又一个奇迹。‎ ‎(1)新型陶瓷Si3N4的熔点高、硬度大、化学性质稳定。工业上可以采用化学气相沉积法,在H2的作用下,使SiCl4与N2反应生成Si3N4沉积在石墨表面,该反应的化学方程式为_____________________________________________________________________________。‎ ‎(2)一种用工业硅(含少量铁、铜的单质及化合物)和氮气(含少量氧气)合成氮化硅的工艺主要流程如下:‎ 已知硅的熔点是1 ‎420 ℃‎,高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。‎ ‎①N2净化时,铜屑的作用是:____________________________;‎ 硅胶的作用是______________________________________。‎ ‎②在氮化炉中反应为3Si(s)+2N2(g)===Si3N4(s) ΔH=-727.5 kJ/mol,开始时须严格控制氮气的流速以控制温度的原因是____________________________________________________。‎ ‎③X可能是________(选填“盐酸”“硝酸”“硫酸”或“氢氟酸”)。‎ 解析:(1)工业上采用化学气相沉淀法制备Si3N4的反应中,反应物是H2、SiCl4和N2,根据质量守恒,除了Si3N4外,含有HCl气体生成,从而写出该反应的化学方程式。(2)①氮气中含有少量氧气及水蒸气,高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀产品Si3N4,因此需要将氮气净化,用Cu除去氧气,硅胶除去水蒸气。②氮化炉温度为1 200~1 ‎400 ℃‎,硅的熔点为1 ‎420 ℃‎,该反应是放热反应,严格控制氮气流速,以控制温度为1 200~1 ‎400 ℃‎,防止硅熔化成团,阻碍硅与氮气充分接触。③Si3N4与氢氟酸反应,而硝酸不反应,且稀硝酸可将硅块中的Fe、Cu杂质溶解而除去。‎ 答案:(1)3SiCl4+2N2+6H2===Si3N4+12HCl ‎(2)①除去原料气中的氧气 除去水蒸气 ②这是放热反应,防止局部过热导致硅熔化熔合成团,阻碍与N2的充分接触 ③硝酸 ‎16.二氯二氢硅(SiH2Cl2)常用于外延法工艺中重要的硅源。易燃、有毒,与水接触易水解,沸点为‎8.2 ℃‎ ‎。在铜催化作用下,HCl与硅在250~‎260 ℃‎反应可以制得SiH2Cl2。‎ ‎(1)利用浓硫酸、浓盐酸为原料,选用A装置制取HCl,利用了浓硫酸的________性。‎ ‎(2)D装置中生成二氯二氢硅的化学方程式为___________________________________________________________________________。‎ ‎(3)按照气体从左到右的方向,制取SiH2Cl2的装置(h处用止水夹夹好)连接次序为a→(   )→(   )→(   )→(   )→(   )→(   )→(   )(填仪器接口的字母,其中装置C用到2次)。‎ ‎(4)按从左到右的顺序,前面装置C中装的药品为___________________________________________________,‎ 后面装置C的作用为___________________________。‎ ‎(5)反应除生成二氯二氢硅之外,还会生成H2和_____________________、________等。‎ ‎(6)新的制取SiH2Cl2的方法是:往硅粉中先通入Cl2,在300~‎350 ℃‎反应生成SiCl4,然后再与HCl在250~‎260 ℃‎反应,可以大大提高产率。如果通入气体次序相反,结果会________________(用化学方程式表示)。‎ 解析:(1)浓硫酸有吸水性,使浓盐酸更易挥发出HCl。‎ ‎(2)利用原子守恒法配平。‎ ‎(3)A装置制取HCl,连接C装置干燥,从f进入D中反应,SiH2Cl2从g处挥发出来,在B装置中收集,SiH2Cl2的密度比空气大,导气管应长进短出,为防止空气中的水进入B中,则应在B后接干燥管。‎ ‎(4)前面的装置C是用来干燥氯化氢气体的,应选用P2O5或CaCl2,后面装置C的作用为尾气处理和防止空气中的水进入B中,应选碱石灰。‎ ‎(6)如果通入气体次序相反,SiH2Cl2会与Cl2继续反应,生成SiCl4、SiHCl3。‎ 答案:(1)吸水 (2)Si+2HClSiH2Cl2‎ ‎(3)d e f g b c d (4)P2O5或CaCl2 尾气处理和防止空气中的水进入B中 (5)SiCl4 SiHCl3‎ ‎(6)SiH2Cl2+2Cl2SiCl4+2HCl(或SiH2Cl2+Cl2SiHCl3+HCl)‎

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