高届高级高三化学一轮复习专项训练学案十六碳硅及其重要化合物Word格式文档下载.docx
《高届高级高三化学一轮复习专项训练学案十六碳硅及其重要化合物Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高届高级高三化学一轮复习专项训练学案十六碳硅及其重要化合物Word格式文档下载.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
下列物质的俗名与化学式或用途不相符的一组是（ ）
选项
俗名
主要成分（化学式）
用途
A
石英
SiO2
集成电路板
B
纯碱
Na2CO3
制备玻璃
C
水玻璃
Na2SiO3
制备硅胶
D
铁红
Fe2O3
用作油漆和涂料
选A 石英主要用于生产玻璃，也可用于制造光导纤维，晶体硅才用于制作集成电路板。
4.有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，下列说法正确的是（ ）
A.晶体硅具有半导体性质，可用于生产光导纤维
B.玻璃中含有的SiO2可与NaOH溶液反应，故常用NaOH溶液雕刻玻璃纹饰
C.陶瓷、水泥、石英玻璃都属于硅酸盐材料
D.硅酸盐Na2Fe2Si3O9用氧化物的形式可表示为Na2O·
2FeO·
3SiO2
选D A项，晶体硅具有半导体性质，可用于生产电脑芯片，二氧化硅可用于制造光导纤维，错误；
B项，玻璃中含有的SiO2可与NaOH溶液反应，但不能用NaOH溶液雕刻玻璃纹饰，因为玻璃表面是光滑的，错误；
C项，陶瓷、水泥属于硅酸盐材料，石英玻璃的主要成分是二氧化硅，错误；
D项，硅酸盐Na2Fe2Si3O9用氧化物的形式可表示为Na2O•2FeO•3SiO2，正确。
5.下列说法不正确的是（ ）
A.SiO2能与氢氟酸反应，因此可用氢氟酸刻蚀玻璃
B.向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶
C.氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，化学式为Si3N4
D.石英是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能
选D A项，SiO2能与氢氟酸反应，因此可用氢氟酸刻蚀玻璃，正确；
B项，向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶，正确；
C项，氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，化学式为Si3N4，正确；
D项，硅是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能，不是石英，错误。
6.下列离子方程式的书写正确的是（ ）
A.水玻璃中通入过量二氧化碳：
Na2SiO3＋CO2＋H2O===2Na＋＋CO
＋H2SiO3↓
B.澄清石灰水中通入过量二氧化碳：
Ca（OH）2＋2CO2===Ca2＋＋2HCO
C.硅与氢氟酸的反应：
Si＋4H＋＋4F－===SiF4↑＋2H2↑
D.二氧化硅溶于烧碱溶液中：
SiO2＋2OH－===SiO
＋H2O
选D A项，Na2SiO3是强电解质，应拆分成Na＋、SiO
，且应生成HCO
；
B项，正确写法是CO2＋OH－===HCO
C项，氢氟酸是弱酸，不能拆分成H＋和F－。
7.“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。
玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法中正确的是（ ）
A.玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品
B.制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英
C.硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高
D.沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐
选C 陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品，A项错误；
纯碱、石灰石和石英是制玻璃的原料，而制水泥的原料是黏土和石灰石，B项错误；
硅酸盐制品性质稳定、熔点高，C项正确；
沙子的主要成分是SiO2，黏土的主要成分是硅酸盐，D项错误。
8.（2019·
河北石家庄行唐月考）下列说法正确的是（ ）
A.硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应
B.酸性氧化物都只能与碱反应，不能与任何酸发生反应
C.工业上用焦炭和石英制取粗硅的化学方程式为SiO2＋C
Si＋CO2↑
D.不能用SiO2与水反应来制取硅酸，不能用瓷坩埚来加热烧碱或纯碱使其熔化
选D 硅在常温下可与氢氟酸、氢氧化钠溶液反应，A项错误；
SiO2能与氢氟酸反应，B项错误；
工业上用焦炭和石英制取粗硅的化学方程式为SiO2＋2C
Si＋2CO↑，C项错误；
二氧化硅不与水反应，故不能制取硅酸，在加热条件下，二氧化硅与氢氧化钠、碳酸钠固体反应，故不能用瓷坩埚来加热烧碱或纯碱使其熔化，D项正确。
9.下列除杂方法正确的是（ ）
A.SiO2中含Al2O3杂质，可以加入足量NaOH溶液然后过滤除去
B.CO2中含有CO杂质，可以通入盛有CuO的玻璃管并加热
C.CO2中含有HCl杂质，可以通入盛有Na2CO3溶液的洗气瓶
D.Na2CO3溶液中含有Na2SiO3杂质，可以通入足量的CO2，然后过滤除去
选B A项，SiO2、Al2O3均与NaOH溶液反应；
C项，应通入盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶；
D项，引入了NaHCO3杂质。
10.A、B、C、D、E五种物质中均含有同一种短周期主族元素R,它们能发生如图所示的转化关系，已知A、B、D、E四种物质均难溶于水，单质R能与NaOH溶液反应生成盐和氢气。
下列说法正确的是（ ）
A.反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1
B.化合物A既能溶于NaOH又能溶于氢氟酸
C.反应④的离子方程式为2R＋2OH－＋2H2O===2RO
＋3H2↑
D.化合物C的溶液与反应①产生的气体能够发生化学反应
选B 单质R能与NaOH溶液反应生成盐和氢气，常见的是Al或Si，由图中转化关系可知，若R是Al，则C应为NaAlO2，但NaAlO2与过量盐酸反应生成NaCl和AlCl3的混合溶液，不能生成难溶物，所以R是Si，A在高温下能与焦炭和石灰石反应，说明A是SiO2，根据图中转化关系可推知，B为CaSiO3、D为Si、C为Na2SiO3、E为H2SiO3。
A项，反应①的化学方程式为SiO2＋2C
Si＋2CO↑，由方程式可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，错误；
B项，SiO2既能与NaOH溶液反应，又能和氢氟酸反应，正确；
C项，反应④的离子方程式为Si＋2OH－＋H2O===SiO
＋2H2↑，错误；
D项，反应①产生的气体是CO，Na2SiO3溶液与CO不反应，错误。
二、选择题（本题共5小题，每小题有一个或两个选项符合题意）
11.灼热的焦炭与水蒸气反应所得产物为H2、CO和少量CO2，为了检验产物中的H2和CO（设气体均被充分吸收），设计如下实验装置，下列有关说法错误的是（ ）
A.为了实验安全，应先点燃①处酒精灯，后点燃④处酒精灯
B.②③⑤中依次盛装氢氧化钠溶液、浓硫酸和澄清石灰水
C.④中黑色固体变红色，即可证明产物中一定含有H2和CO中的一种或两种
D.若用碱石灰替换无水硫酸铜，也可以达到检验H2和CO的目的
选D 由图可知，①中C与水蒸气反应生成H2、CO和少量CO2，实验目的为检验产物中的H2和CO，则②中NaOH溶液可除去CO2，③中浓硫酸干燥气体，④中H2和CO均还原CuO，若无水硫酸铜变蓝，则检验出含有氢气，⑤中澄清石灰水变浑浊可检验出含有CO，最后处理尾气。
A项，H2、CO不纯时加热易发生爆炸，则为了实验安全性，应先点燃①处酒精灯，排出装置中空气后点燃④处酒精灯，正确；
B项，由上述分析可知，②、③、⑤中依次盛装氢氧化钠溶液、浓硫酸和澄清石灰水，正确；
C项，H2和CO均还原CuO，当黑色氧化铜变红色，只能说明产物中一定含有H2和CO中的一种或两种，无法确定具体是哪种气体，正确；
D项，若用碱石灰替换无水硫酸铜，碱石灰可吸收水、二氧化碳，不能检验氢气，故D错误。
12.科学家正拟合成一种“二重构造”的球形分子，即把足球型的C60分子熔进Si60的分子中，外面的硅原子与里面的碳原子以共价键结合。
关于这种分子的下列说法，正确的是（ ）
A.它是两种单质组成的混合物
B.它是一种共价化合物
C.它是一种高聚物
D.它聚集为晶体时以分子间作用力结合
选BD A项，由题中信息，该物质是由一种“二重构造”的球形分子构成的，该分子是由60个碳原子和60个硅原子结合而成，由同种分子构成，是纯净物，错误；
B项，外面的硅原子与里面的碳原子以共价键结合，说明该物质是由两种元素组成的共价化合物，正确；
C项，该物质的相对分子质量没有超过10000，它不是一种高聚物，错误；
D项，该物质的晶体中构成微粒是分子，所以它聚集为晶体时以分子间作用力结合，正确。
13.硅是构成无机非金属材料的一种主要元素，下列有关硅的化合物的叙述错误的是（）
A.氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为Si3N4
B.碳化硅（SiC）的硬度大，熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承
C.光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为SiO2
D.二氧化硅为立体网状结构，其晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为1∶2
选D氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，氮化硅中N元素的化合价为-3价，Si元素的化合价为+4价，故氮化硅的化学式为Si3N4,A项正确；
碳化硅是共价晶体，硬度大，熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承，B项正确；
光导纤维的主要成分为SiO2,C项正确；
1molSiO2中含有1molSi原子和4molSi—O键，故SiO2晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为1∶4,D项错误。
14.水玻璃（Na2SiO3溶液）广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域，是一种重要的工业原料。
如图是用稻壳灰（SiO2：
65%～70%、C：
30%～35%）制取水玻璃的工艺流程：
A.原材料稻壳灰价格低廉，且副产品活性炭有较高的经济价值
B.操作A与操作B完全相同
C.该流程中硅元素的化合价发生改变
D.反应器中发生的反应为氧化还原反应
选A A项，稻壳灰来源广泛价格低廉，活性炭具有吸附性，有较高的经济价值，正确；
B项，操作A为过滤，操作B为蒸发浓缩，是两种不同的操作，错误；
C项，二氧化硅中，硅元素的化合价是＋4价，硅酸钠中，硅元素的化合价也是＋4价，所以该流程中硅元素的化合价没有发生改变，错误；
D项，反应器中发生的反应为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，此反应没有化合价的变化，属于非氧化还原反应，错误。
15.从石英砂制取高纯硅的主要化学反应如下：
①SiO2＋2C
Si（粗）＋2CO↑
②Si（粗）＋2Cl2
SiCl4
③SiCl4＋2H2
Si（纯）＋4HCl
关于上述反应的叙述不正确的是（ ）
A.①、③是置换反应，②是化合反应
B.高温下，焦炭与氢气的还原性均强于硅
C.任一反应中，每消耗或生成28g硅，均转移2mol电子
D.高温下在炉子里将石英砂、焦炭、氯气、氢气按比例混合就能得到高纯硅
选CD 在氧化还原反应中，还原剂的还原性比还原产物的还原性强，B正确；
根据元素化合价的变化，每消耗或生成28g（1mol）硅，均转移4mol电子，C错误；
题中的三个反应是在三个不同反应器中发生，D错误。
三、非选择题（本题共3小题）
16.综合利用CO2、CO对构建低碳社会有重要意义。
（1）Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。
如果寻找吸收CO2的其他物质，下列建议合理的是________（填字母）。
A.可在碱性氧化物中寻找
B.可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找
C.可在具有强氧化性的物质中寻找
（2）Li4SiO4可用于吸收、释放CO2，原理是在500℃，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3；
平衡后加热至700℃，反应逆向进行，放出CO2，Li4SiO4再生，写出CO2与Li4SiO4反应的化学方程式：
_________________________________________________。
（3）如图所示，利用缺铁氧化物（如Fe0.9O）可实现CO2的综合利用、构建低碳环保社会。
①过程Ⅰ反应中二氧化碳作________（填“氧化”或“还原”）剂，每生成3mol的Fe3O4可转化CO2的体积为________（标准状况）。
②请说明该转化的优点：
__________________________________________。
（1）A项，Li2O、Na2O、MgO均属于碱性氧化物，均能吸收酸性氧化物CO2，可在碱性氧化物中寻找吸收CO2的其他物质，正确；
B项，Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2，锂与钠、镁分别为ⅠA、ⅡA族元素，所以可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找吸收CO2的其他物质，正确；
C项，Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2，但它们都没有强氧化性，且吸收二氧化碳与氧化还原反应无关，错误。
（2）在500℃，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3，反应物为CO2与Li4SiO4，生成物有Li2CO3，根据质量守恒可知，产物还有Li2SiO3，所以化学方程式为CO2＋Li4SiO4
Li2CO3＋Li2SiO3。
（3）根据图示可知，Fe0.9O可以将CO2转化为Fe3O4和C，过程Ⅰ反应的化学方程式为Fe0.9O＋
CO2===
Fe3O4＋
C，生成3mol的Fe3O4消耗1molCO2，而Fe3O4在太阳能高温作用下分解为Fe0.9O和氧气，可实现铁的氧化物的循环利用。
答案：
（1）AB
（2）CO2＋Li4SiO4
Li2CO3＋Li2SiO3
（3）①氧化 22.4L ②将CO2转化为C和O2；
利用了太阳能；
Fe3O4可循环使用（任意一条即可）
17.硅单质及其化合物应用范围很广。
请回答下列问题：
（1）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。
三氯甲硅烷（SiHCl3）还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：
①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式：
_______________________________
________________________________________________________________________。
②整个制备过程必须严格控制无水无氧。
SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出并配平该化学反应方程式：
________________________________；
H2还原SiHCl3过程中若混有O2，可能引起的后果是________________________。
（2）化学研究性学习小组在探究硅的制取方法时，从资料查阅到下列信息：
Ⅰ.Mg在高温条件下可与SiO2反应；
Ⅱ.金属硅化物与稀H2SO4反应生成硫酸盐和SiH4；
Ⅲ.SiH4在空气中自燃。
根据信息进行实验，当用足量稀H2SO4溶解第Ⅰ步实验获得的固体产物时，发现有爆鸣声和火花；
然后过滤、洗涤、干燥；
最后称量、计算，测得其产率只有预期值的63%左右。
①第Ⅰ步实验发生反应的化学方程式是________________________。
②用稀H2SO4溶解第Ⅰ步实验获得固体产物时，产生爆鸣声和火花的原因是
________________________________________________________________________
（1）①SiHCl3＋H2
Si＋3HCl
②SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋H2↑＋3HCl 高温下，H2遇O2发生爆炸
（2）①2Mg＋SiO2
2MgO＋Si、2Mg＋Si
Mg2Si
②硅化镁与稀硫酸反应生成的SiH4可自燃，即发生反应Mg2Si＋2H2SO4===2MgSO4＋SiH4↑，SiH4＋2O2===SiO2＋2H2O
18.某实验小组设计了如图装置对焦炭还原二氧化硅的气体产物的成分进行探究。
已知：
PdCl2溶液可用于检验CO，反应的化学方程式为CO＋PdCl2＋H2O===CO2＋2HCl＋Pd（产生黑色金属钯粉末，使溶液变浑浊）。
（1）实验时要通入足够长时间的N2，其原因是_____________________________________
（2）装置B的作用是_____________________________________________________。
（3）装置C、D中所盛试剂分别为________、________，若装置C、D中溶液均变浑浊，且经检测两气体产物的物质的量相等，则该反应的化学方程式为_____________________
（4）该装置的缺点是______________________________________________________。
（5）设计实验证明碳酸的酸性比硅酸的强：
____________________________________
（1）碳与二氧化硅反应需在高温下进行，高温下，碳与空气中氧气也能反应，所以实验时要将装置中的空气排尽，则需要通入足够长时间的N2；
（2）根据装置图可知，B装置可以作安全瓶，防止倒吸；
（3）根据元素守恒，碳与二氧化硅反应可能生成一氧化碳也可能生成二氧化碳，所以C装置用来检验是否有二氧化碳，D装置用来检验是否有一氧化碳，装置C、D中所盛试剂分别为澄清石灰水、PdCl2溶液；
若装置C、D中溶液均变浑浊，说明既有二氧化碳又有一氧化碳，且经检测两气体产物的物质的量相等，根据原子守恒可知，化学方程式为3SiO2＋4C
2CO2＋2CO＋3Si；
（4）一氧化碳有毒，不能排放到空气中，而该装置没有尾气吸收装置将CO吸收；
（5）验证碳酸、硅酸的酸性强弱，产生的CO2气体先通过饱和碳酸氢钠溶液除去混有的杂质气体，然后再通入硅酸钠溶液发生反应CO2＋H2O＋Na2SiO3===Na2CO3＋H2SiO3↓，说明酸性H2CO3＞H2SiO3。
（1）要用N2将装置中的空气排尽，避免空气中的O2、CO2、水蒸气对实验产生干扰
（2）作安全瓶，防止倒吸
（3）澄清石灰水 PdCl2溶液 3SiO2＋4C
2CO2↑＋2CO↑＋3Si
（4）没有尾气吸收装置将CO吸收
（5）向硅酸钠溶液中通入二氧化碳气体，溶液变浑浊，证明碳酸酸性强于硅酸
升级会员 