届鲁科版 碳 硅及化合物的综合考查 练习题文档格式.docx

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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．②③C．③④

D．①④

7.通过资源化利用的方式将CO2转化为具有工业应用价值的产品（如图所示），是一种较为理想的减排方式，下列说法正确的是（　　）

A．CO2高温催化分解为C、CO、O2的反应为放热反应

B．除去碳酸钠固体中少量NaHCO3可用热分解的方法C．过氧化尿素和SO2都能使品红溶液褪色，其原理相同

D．CO2合成甲醇及碳酸二甲酯，原子利用率均为100%

8.如图是利用二氧化硅制备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

9.在牙膏和一些药品中常用优质碳酸钙粉末填充剂或载体，现设计甲、乙方案制备优质碳酸钙的路线（假设杂质不参与反应，每一步都完全反应）。

下列说法不正确的是（　　）

A．用等量原料，甲、乙两方案制得碳酸钙的质量相等，但甲方案太复杂

B．理论上甲方案中用100g石灰石（含CaCO380%）最终能制得160g碳酸钙C．乙方案第一步反应的离子方程式为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O

D．甲方案涉及2个氧化还原反应

10.在半导体工业中有这样一句话：

“从沙滩到用户”，其中一种工艺流程示意图如下：

（1）焦炭的作用是______________。

（2）已知反应器中的生成物有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，其中主产物的氯元素的质量百分含量为78.6%.则反应器中主要发生的化学反应方程式为_____________________________，

每生成0.5molX，转移的电子物质的量为______mol。

（3）流程中可供循环使用的物质有_________等（填化学式），它们也可以由________工业提供。

（4）以石英砂和________、________等为原料还可以制普通玻璃。

11.碳、硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。

（1）SiO2是玻璃的主要成分之一，保存氢氧化钠溶液的玻璃瓶应用橡胶塞的原因是____________（用化学方程式表示）；

Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是_______________________________________________。

A．普通玻璃坩埚B．石英玻璃坩埚

C．氧化铝坩埚D．铁坩埚

（2）高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。

工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：

①用石英砂和焦炭在电弧炉中制粗硅，该反应的化学方程式为____________。

②在流化床反应的产物中，SiHCl3大约占85%，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有关物质的沸点数据如下表，提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和____________________。

③SiHCl3极易水解，其完全水解的化学方程式为________________。

（3）某同学为了验证碳和硅两种元素非金属性的相对强弱，用下图所示装置进行实验（夹持仪器已略去，气密性已检验），实验操作步骤：

Ⅰ.打开弹簧夹1，关闭弹簧夹2，并打开活塞a，滴加盐酸。

Ⅱ.A中看到白色沉淀时，关闭弹簧夹1，打开弹簧夹2，关闭活塞a。

①B中反应的离子方程式是________。

②通过步骤Ⅰ得知盐酸具有的性质是________（填字母）。

A．挥发性B．还原性

C．氧化性D．酸性

③C装置中的试剂X是________（写化学式）。

D中反应的化学方程式是________。

④碳、硅的非金属性逐渐减弱的原因：

碳和硅________。

12.硅是信息产业、太阳能电池光电转化的基础材料。

锌还原四氯化硅是一种有着良好应用前景的制备硅的方法，该制备过程示意图如下：

（1）焦炭在过程Ⅰ中做________剂。

（2）过程Ⅱ中Cl2用电解饱和食盐水制备，制备Cl2的化学方程式为________________。

（3）整过生产过程必须严格控制无水。

①SiCl4遇水剧烈水解生成SiO2和一种酸，反应方程式为________________。

②干燥Cl2时从有利于充分干燥和操作安全的角度考虑，需将约90℃的潮湿氯气先冷却至12℃，然后再通入浓H2SO4中。

（4）Zn还原SiCl4的反应如下：

反应①：

400℃～756℃，SiCl4（g）＋2Zn（l）===Si（s）＋2ZnCl2（l）　ΔH1＜0

反应②：

756℃～907℃，SiCl4（g）＋2Zn（l）===Si（s）＋2ZnCl2（g）　ΔH2＜0

反应③：

907℃～1410℃，SiCl4（g）＋2Zn（g）===Si（s）＋2ZnCl2（g）　ΔH3＜0

ⅰ.反应②的平衡常数表达式为________________。

ⅱ.对于上述三个反应，下列说明合理的是__________________________________________。

a．升高温度会提高SiCl4的转化率

b．还原过程需在无氧的气氛中进行

c．增大压强能提高反应速率

d．Na、Mg可以代替Zn还原SiCl4

（5）用硅制作太阳能电池时，为减弱光在硅表面的反射，可用化学腐蚀法在其表面形成粗糙的多孔硅层。

腐蚀剂常用稀HNO3和HF的混合液。

硅表面首先形成SiO2，最后转化成H2SiF6。

用化学方程式表示SiO2转化为H2SiF6的过程________________。

13.单晶硅是信息产业中重要的基础材料。

通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅（含铁、铝、硼、磷等杂质），粗硅与氯气反应生成四氯化硅（反应温度450～500℃），四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。

以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。

相关信息如下：

a．四氯化硅遇水极易水解；

b．硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；

c．有关物质的物理常数见下表：

请回答下列问题：

（1）写出装置A中发生反应的离子方程式：

________________________________________________________________________。

（2）装置A中g管的作用是________；

装置C中的试剂是________；

装置E中的h瓶需要冷却的理由是_________________________________________________________________。

（3）装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏（类似多次蒸馏）得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是________（填写元素符号）。

14.晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：

①高温下用炭还原二氧化硅制得粗硅；

②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：

Si＋3HCl

SiHCl3＋H2；

③SiHCl3与过量H2在1000～1100℃反应制得纯硅。

已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。

（1）第①步制备粗硅的化学方程式为____________________________________________。

（2）粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3（沸点33.0℃）中含有少量SiCl4（沸点57.6℃）和HCl（沸点－84.7℃），提纯SiHCl3采用的方法为_________________________________。

（3）用SiHCl3与过量的H2反应制备纯硅的装置如下（热源及夹持装置略去）：

①装置B中的试剂是________。

装置C中的烧瓶需要加热，其目的是

________________________________________________________________________

②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是

________________________________________________________________________，

装置D不能采用普通玻璃管的原因是__________________________________________，

装置D中发生反应的化学方程式为_____________________________________________。

③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及________________________________________________________________________。

④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂是________（填写字母代号）。

a．碘水　b．氯水　c．NaOH溶液　d．KSCN溶液e．Na2SO3溶液

15.硅是重要的化学元素之一，在从传统材料到信息的发展过程中其创造了一个又一个的奇迹。

（1）硅在元素周期表中的位置是________。

（2）工业上生产粗硅的反应有SiO2＋2C

Si（粗硅）＋2CO↑；

SiO2＋3C

SiC＋2CO↑。

若产品中单质硅与碳化硅的物质的量之比为1∶1，则参加反应的C和SiO2的质量之比为________。

①若反应Ⅰ的化学方程式为Si（粗硅）＋3HCl

SiHCl3＋H2，则反应Ⅱ的化学方程式为________________________________________________________________________

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，写出该反应的化学方程式：

_______________________________________________。

③假设每一轮次制备1mol纯硅，且生产过程中硅元素没有损失，反应Ⅰ中HCl的利用率为90%，反应Ⅱ中H2的利用率为93.75%，则在第二轮次的生产中，补充投入HCl和H2的物质的量之比是________。

16.氮化硅可用作高温陶瓷复合材料，在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。

由石英砂合成氮化硅粉末的路线如下图所示：

其中—NH2中各元素的化合价与NH3相同。

（1）石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学反应方程式表示其原因：

（2）图示①～⑤的变化中，属于氧化还原反应的是______________________________。

（3）SiCl4在潮湿的空气中剧烈水解，产生白雾，军事工业中用于制造烟雾剂。

SiCl4水解的化学反应方程式为________________________________________________________________

______________________________________________________________________________。

（4）在反应⑤中，3molSi（NH2）4在高温下加热可得1mol氮化硅粉末和8molA气体，则氮化硅的化学式为________________________________________________________________。

（5）在高温下将SiCl4在B和C两种气体的气氛中，也能反应生成氮化硅，B和C两种气体在一定条件下化合生成A。

写出SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式____________________________________

_____________________________________________________________________________。

17.A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转化关系如图所示。

A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质。

请填空：

（1）形成单质A的元素，在化合物中的最高化合价为________。

（2）B和碳反应生成A和E的化学方程式是________________。

（3）C的化学式为________，D的化学式为________。

18.单质Z是一种常见的半导体材料，可由X通过如图所示的路线制备。

其中X为Z的氧化物，Y为氢化物，分子结构与甲烷相似。

回答下列问题：

（1）能与X发生化学反应的酸是________；

由X制备Mg2Z的化学方程式为_______________。

（2）由Mg2Z生成Y的化学反应方程式为________________，Y分子的电子式为________。

（3）Z、X中共价键的类型分别是________________。

19.晶体硅是信息科学和能源科学中的一种重要材料，可用于制芯片和太阳能电池等。

以下是工业上制取纯硅的一种方法。

请回答下列问题（各元素用相应的元素符号表示）：

（1）在上述生产过程中，属于置换反应的有________（填反应代号）。

（2）写出反应③的化学方程式________________________________________________。

（3）化合物W的用途很广，通常可用作建筑工业和造纸工业的黏合剂，可作肥皂的填充剂，是天然水的软化剂。

将石英砂和纯碱按一定比例混合加热至1373～1623K反应，生成化合物W，其化学方程式是_______________________________________________________。

（4）A、B、C三种气体在“节能减排”中作为减排目标的一种气体是________（填化学式）；

分别通入W溶液中能得到白色沉淀的气体是________________（填化学式）。

（5）工业上合成氨的原料H2的制法是先把焦炭与水蒸气反应生成水煤气，再提纯水煤气得到纯净的H2，提纯水煤气得到纯净的H2的化学方程式为________________________________。

20.如图所示物质的转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色沉淀（部分反应物或产物已略去）

（1）B的化学式是_________________________________________________________________，

其可用于制造________________（填一种即可）。

（2）B和a溶液反应的离子方程式是________________________________________________。

（3）A和a溶液反应的离子方程式是________________________________________________。

（4）C和过量的盐酸反应的离子方程式是____________________________________________

21.X是一种新型无机非金属材料，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击性。

有关生产过程如下：

为了确定C的组成，某同学进行了以下的探究过程。

已知F、G都是难溶于水和稀硝酸的白色沉淀，I可用于制造光导纤维。

按要求回答下列问题：

（1）C的化学式为________；

X的化学式为________。

（2）写出下列方程式：

反应①的化学方程式：

___________________________________________________________；

反应⑦的离子方程式：

___________________________________________________________。

22.A、B、C、D、E五种物质中均含有同一种非金属元素，它们能发生如图所示的转化关系，该元素（用R表示）的单质能与NaOH溶液反应生成盐（Na2RO3）和氢气。

（1）写出各物质的化学式：

A_______________________；

B_____________________________；

C_______________________；

D_______________________；

E_______________________。

（2）写出反应①的化学方程式：

____________________________________________________。

该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。

（3）写出反应④的离子方程式：

（4）写出反应⑤的离子方程式：

（5）H2CO3的酸性强于E，请用离子方程式予以证明：

23.在如图所示的物质相互转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色不溶于水的物质。

据此填空。

A．________、B________、C________、

D．________、E________、F________。

（2）B与a溶液反应的离子方程式是_________________________________________________。

（3）A与a溶液反应的离子方程式是________________________________________________。

24.已知A、B、C、D、E、F、G、H可以发生如图所示的转化关系，反应中部分生成物已略去。

其中A、G为同一主族元素形成的单质，B、C、H在通常情况下为气体，化合物C是一种形成酸雨的大气污染物。

（1）H的名称是________。

（2）E的两种用途是________、________。

（3）反应③的化学方程式是____________________。

（4）反应④的离子方程式是____________________。

答案解析

1.【答案】D

【解析】在高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合，则石英砂与焦炭反应，氯气与氢气反应，就不再按照题干的流程进行反应，也就不会得到高纯硅。

2.【答案】D

【解析】生物圈中的碳循环主要表现在绿色植物从空气中吸收二氧化碳，经光合作用转化为葡萄糖，并放出氧气，属于氧化还原反应，故A正确；

B项，生物圈中的碳循环主要表现在绿色植物从空气中吸收二氧化碳，经光合作用转化为葡萄糖，并放出氧气，是气体循环，具有全球性，故B正确；

C项，生物圈中的碳循环涉及含碳的化合物之间可以相互转化，如碳酸的形成、碳酸的分解、碳酸钙和碳酸氢钙之间的转化等，故C正确；

D项，生物圈中的碳循环涉及含碳的化合物之间可以相互转化，碳酸的形成、碳酸的分解、碳酸钙和碳酸氢钙之间的转化等都不涉及化合价的变化，故D错误。

3.【答案】D

【解析】由Na2O2―→Na2CO3选择二氧化碳与NO2O2反应即可一步实现；

由SiO2―→H2SiO3因二氧化硅不溶于水，不能和水反应，必须先和强碱反应生成盐，盐再转化为酸；

选D。

4.【答案】C

【解析】由化学方程式可知，①③反应中的反应物和生成物都是一种单质和一种化合物，属于置换反应；

②中的反应物是两种，生成物是一种，属于化合反应。

5.【答案】D

【解析】A项，Ca与氧气反应生成CaO，CaO与盐酸反应生成CaCl2，正确；

B项，NaOH与少量二氧化碳反应生成Na2CO3，Na2CO3与盐酸反应生成NaCl，正确；

C项，C与氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠，正确；

D项，氧气与Cu反应生成CuO，CuO不能一步生成氢氧化铜，错误。

6.【答案】D

【解析】①，该方法中高温反应炉分离出CO2，需要消耗较多能量；

②，整个过程中NaOH和CaO均可循环利用；

③，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；

④，捕捉到的CO2可与H2反应制备甲醇：

CO2＋3H2

CH3OH＋H2O。

7.【答案】B

【解析】A项，应为吸热反应；

C项，过氧化尿素使品红溶液褪色是利用它的强氧化性，而二氧化硫使品红溶液褪色是利用它与品红试剂化合