2024年江苏高考化学一轮复习 第13讲　碳、硅及其化合物 课时练（含解析）

第13讲　碳、硅及其化合物

1. (2021·南通四模)2021年5月15日，“天问一号”探测器成功软着陆于火星。这是中国火星探测史上的历史性事件。新型铝基碳化硅复合材料被大量应用于火星车的车身。下列关于该复合材料可能的性质描述不正确的是(　　)

A. 密度小  B. 硬度大

C. 熔点低  D. 抗氧化

2. (2022·南京三模)2022年2月，我国北京成功举办了第24届冬季奥运会。 下列有关说法正确的是(　　)

A. 速滑馆“冰丝带”使用二氧化碳制冷剂制冰，该制冰过程属于化学变化

B. 火炬“飞扬”使用H2作燃料，火焰呈黄色是因为在喷口格栅处涂有钾盐

C. 吉祥物“冰墩墩”外壳使用有机硅橡胶材料，该材料属于硅酸盐材料

D. 赛事服务用车使用氢燃料电池车代替普通燃油车，有利于实现“碳中和”

3. (2022·江苏模拟)下列性质与用途对应关系正确的是(　　)

A. 氢氟酸呈酸性，故可用于在玻璃器皿上刻蚀标记

B. SiO2具有导电性，可用于制作光导纤维

C. 碳化硅硬度大，可用作砂纸、砂轮的磨料

D. 二氧化硅不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器

4. (2022·扬州模拟)反应SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O可用于雕刻玻璃。下列说法正确的是(　　)

A. SiF4晶体属于分子晶体

B. 1 mol SiO2含2 mol Si—O键

C. H2O的比例模型是

D. HF的电子式是H＋[]－

5. (2022·苏北七市三模)通过SiHCl3＋H2Si＋3HCl可获取晶体硅。下列说法正确的是(　　)

A. Si原子的结构示意图为

B. SiHCl3的电子式为

C. 该反应属于置换反应

D. HCl属于离子化合物

6. 下列说法正确的是(设NA为阿伏加德罗常数的值)(　　)

A. 2 mol单晶硅中所含Si—Si共价键的数目为2NA

B. 1 mol SiO2晶体中所含分子数目为NA

C. 12 g 金刚石中所含C—C的数目为2NA

D. 工业制取硅：SiO2＋2CSi＋2CO↑，每生成11.2 L气体转移电子数目为NA

7. (2022·江苏模拟)下列过程能一步实现的是(　　)

A. SiO2Na2SiO3(aq)Na2SO3(aq)

B. NH3·H2O(NH4)2SO3(NH4)2SO4

C. 石英砂粗硅SiCl4高纯度硅

D. CaCl2(aq)CaCO3CaSiO3

8. (2021·江苏模拟)下列指定反应的离子方程式正确的是(　　)

A. 向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸：

Na2SiO3＋2H＋===H2SiO3↓＋2Na＋

B. Si与NaOH溶液反应：

Si＋2OH－＋H2O===SiO＋H2↑

C. 向NaHS溶液中通入Cl2：

S2－＋Cl2===S↓＋2Cl－

D. 硫化亚铁与稀硫酸混合：

2H＋＋FeS===H2S↑＋Fe2＋

9. (2020·山东卷)下列关于C、Si及其化合物结构与性质的论述错误的是(　　)

A. 键能：C—C>Si—Si 、C—H>Si—H，因此C2H6稳定性大于Si2H6

B. 立方形SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体，因此具有很高的硬度

C. SiH4中硅元素的化合价为＋4，CH4中碳元素的化合价为－4，因此SiH4还原性小于CH4

D. 硅原子间难形成双键而碳原子间可以，是因为Si的原子半径大于C，难形成p－p π 键

10. (2020·全国甲卷)据文献报道：Fe(CO)5催化某反应的一种反应机理如图所示。下列叙述错误的是(　　)

A. OH－参与了该催化循环

B. 该反应可产生清洁燃料H2

C. 该反应可消耗温室气体CO2

D. 该催化循环中Fe的成键数目发生了变化

11. (2022·江苏模拟)根据下列实验操作、现象和所得到的结论均正确的是(　　)

12. (2022·南京、盐城二模)氮化硅(Si3N4)是一种重要的结构陶瓷材料。用石英砂和原料气(含N2和少量O2)制备Si3N4的操作流程如下(粗硅中含少量Fe、Cu的单质及化合物)：

下列叙述不正确的是(　　)

A. “还原”主要被氧化为CO2

B. “高温氮化”反应的化学方程式为

3Si＋2N2Si3N4

C. “操作X”可将原料气通过灼热的铜粉

D. “稀酸Y”可选用稀硝酸

13. 二氧化硅(SiO2)又称硅石，是制备硅及其化合物的重要原料。下列说法正确的是(　　)

 A. SiO2既能与HF反应， 又能与NaOH反应，属于两性氧化物

B. SiO2和Si都是光导纤维材料

C. 利用SiO2与NaOH溶液反应可制取“水玻璃”

D. 图中所示转化反应都是非氧化还原反应

14. (2021·浙江卷节选)已知3种共价晶体的熔点数据如下表：

金刚石熔点比晶体硅熔点高的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________。

15. 以电石渣[主要成分为Ca(OH)2，还含Fe2O3、MgO和SiO2等杂质]为原料制备纳米碳酸钙的一种工艺流程如下：

(1) “浸渍”时，NH4Cl和Ca(OH)2反应的化学方程式： _____________________________________________。

(2) “浸渍”时，一定时间内Ca2＋浸取率随温度变化如图所示。Ca2＋浸取率随温度升高而上升的两个原因是____________________________________ _____________________________________________________________。

(3) “碳化”时，一般采用低温工艺，对应的离子方程式：_________________________________________________。

(4) 滤液Ⅱ中，可循环利用的溶质的化学式为________________。　

第13讲　碳、硅及其化合物

1. C　【解析】 火星车在发射过程中与大气摩擦产生大量的热能，故该材料的熔点一定很高，C错误。

2. D　【解析】 液态水释放能量后得到的固态水，该过程属于物理变化，A错误；火焰呈黄色是因为涂有钠盐，B错误；硅橡胶属于有机高分子材料，不属于硅酸盐，C错误；氢氧燃料电池工作时不产生CO2，有利于碳中和，D正确。

3. C　【解析】 HF能与SiO2反应生成的SiF4，常用于刻蚀玻璃，不是利用其酸性，A错误；SiO2具有导光性，可用于制作光导纤维，B错误；二氧化硅可与氢氟酸反应，D错误。

4. A　【解析】 SiF4晶体中，SiF4分子之间以分子间作用力结合，属于分子晶体，A正确；SiO2晶体中每个硅原子与相邻的4个氧原子形成4个Si—O键，这4个氧原子构成正四面体形结构，每个氧原子与相邻的2个硅原子形成2个Si—O键，这种结构向空间扩展形成立体网状结构，就得到SiO2晶体，因此1 mol SiO2中含有4 mol Si—O键，B错误；由于原子半径：O＞H，所以该图不能表示H2O的空间填充模型，C错误；HF是共价化合物，其电子式为H，D错误。

5. C　【解析】 硅原子结构示意图为，A错误；SiHCl3的电子式为，B错误；该反应为一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，为置换反应，C正确；HCl分子中只含有共价键，为共价化合物，D错误。

6. C　【解析】 1 mol单晶硅中有2 mol Si—Si键，2 mol单晶硅中含 Si—Si的数目为4NA，A错误；SiO2是由原子构成的共价晶体，晶体中无分子，B错误；气体不一定处于标准状况，无法计算，D错误。

7. C　【解析】 Na2SiO3与过量SO2反应生成NaHSO3，A错误；一水合氨与过量SO2生成亚硫酸氢铵，B错误；碳酸的酸性弱于盐酸，所以二氧化碳不与氯化钙反应，D错误。

8. D　【解析】 Na2SiO3可溶于水，拆成离子，A错误；反应的离子方程式没有配平，H原子不守恒，B错误；向NaHS溶液中通入Cl2，离子方程式为HS－＋Cl2===S↓＋2Cl－＋H＋，C错误。

9. C　【解析】 键能：C—C＞Si—Si、C—H＞Si—H，C2H6的键能总和大于Si2H6，键能越大越稳定，故C2H6的稳定性大于Si2H6，A正确；SiC的成键和结构与金刚石类似，均为共价晶体，硬度都很大，B正确；C的非金属性强于Si，则C的氧化性强于Si，Si的阴离子的还原性强于C的阴离子，SiH4的还原性较强，C错误；硅原子的半径大于碳原子，在形成化学键时纺锤形的p轨道很难相互重叠形成π键，故硅原子间难形成双键，D正确。

10. C　【解析】 从反应机理图中可知，OH－有进入的箭头，也有出去的箭头，说明OH－参与了该催化循环，A正确；该反应的反应物为CO和H2O，产物为H2和CO2，Fe(CO)5作为整个反应的催化剂，而OH－仅仅在个别步骤中辅助催化剂完成反应，该反应总化学方程式为CO＋H2OCO2＋H2，故有清洁燃料H2生成，B正确；由B项分析可知，该反应不是消耗温室气体CO2，反而是生成了温室气体CO2，C错误；从反应机理图中可知，Fe的成键数目和成键微粒在该循环过程中均发生了变化，D正确。

11. A　【解析】 比较非金属性强弱根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱，而盐酸不是氯的最高价含氧酸，B错误；二氧化硅是酸性氧化物，二氧化硅不能与盐酸、硝酸、硫酸反应，只能与氢氟酸反应且生成的四氟化硅不是盐，不能据此说明SiO2是两性氧化物，C错误；气体X还可能是一种碱性气体，如NH3，产生BaSO3沉淀，D错误。

12. A　【解析】焦炭与石英砂反应，焦炭被氧化成CO，A错误；粗硅与原料气N2反应生成Si3N4，B正确，由题目可知，原料气中含少量O2，需要除杂，可用灼热的铜粉除去，C正确；为除去铁铜及其化合物使其转化为滤液，可以选用稀硝酸，D正确。

13. C　【解析】SiO2是酸性氧化物，不是两性氧化物，A错误；SiO2是光导纤维材料，Si是半导体材料，B错误；“水玻璃”是NaSiO3的水溶液，SiO2与NaOH溶液反应可制备“水玻璃”，C正确；二氧化硅与碳反应、硅与氯气反应等过程均涉及氧化还原反应，D错误。

14. 金刚石和晶体硅都是共价晶体，碳原子半径小于硅原子，因而键能：C—C＞Si—Si

15. (1) 2NH4Cl＋Ca(OH)2===CaCl2＋2NH3·H2O　(2) 温度升高，增大浸取反应速率，且温度升高导致氨挥发，促进该反应平衡向右移动，从而提高Ca2＋浸取率；另外，温度升高，NH4Cl溶液水解程度增大，从而提高Ca2＋浸取率　(3) Ca2＋＋2NH3·H2O＋CO2===CaCO3↓＋2NH＋H2O(或Ca2＋＋2NH3＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2NH)　(4) NH4Cl

【解析】 (3) 过滤后，滤液中含有Ca2＋和NH3·H2O，然后加入CO2“碳化”，经过后续处理得到CaCO3。(4) 由(3)可知，滤液Ⅱ中含NH4Cl，在“浸渍”中需加入NH4Cl，故可循环利用的物质是NH4Cl。