通用版2022届高三化学一轮复习强化训练碳硅及其化合物2含解析

碳、硅及其化合物

1.碳循环(如图)对人类生存、发展有着重要的意义。下列说法错误的是(　　)

A.碳是构成有机物的主要元素

B.光合作用是将太阳能转化为化学能的过程

C.化石燃料的大量燃烧是产生温室效应的原因之一

D.石油的年产量是一个国家石油化工发展水平的标志

1.答案　D　乙烯的年产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志,D错误。

2.下列说法中不正确的是(　　)

A.天然二氧化硅俗称硅石

B.石英的主要成分是二氧化硅

C.水晶是无色透明的石英晶体

D.自然界中存在大量的单质硅

2.答案　D　自然界中的硅元素以化合态形式存在,无游离态的单质硅存在,D错误。

3.下列反应不能一步完成的是(　　)

A.SiO2 Na2SiO3 B.SiO2 H2SiO3

C.SiO2 CaSiO3 D.H2SiO3 SiO2

3.答案　B　二氧化硅不溶于水,则SiO2 H2SiO3不能一步完成,B符合题意。

4.工业制取高纯硅的反应流程如下,其中有两个反应类型相同,这两个反应的类型是(　　)

A.置换反应 B.复分解反应

C.分解反应 D.化合反应

4.答案　A　二氧化硅在高温下与碳发生反应得到CO和硅,属于置换反应;粗硅和氯气反应得到纯净的SiCl4,属于化合反应;在高温下SiCl4与氢气反应可生成硅和氯化氢,属于置换反应,因此A正确。

5.以下表示的是碳及其化合物的转化关系,其中涉及的基本反应类型依次是(　　)

A.置换、化合、复分解、分解

B.置换、复分解、化合、分解

C.化合、置换、分解、复分解

D.置换、化合、分解、复分解

5.答案　A　

6.下列物品或设备:①水泥路桥　②门窗玻璃　③水晶项链　④石英钟表　⑤玛瑙手镯　⑥硅太阳能电池　⑦光导纤维　⑧计算机芯片,所用材料为SiO2或要用到SiO2的是(　　)

A.①②③④⑤⑦ B.全部

C.③④⑤⑦⑧ D.①②⑦⑧

6.答案　A　硅太阳能电池、计算机芯片均是硅单质的用途的体现。

7.下列单质或化合物性质的描述正确的是(　　)

A.食品包装中常放入有硅胶和铁粉的小袋,防止食物受潮和氧化变质

B.硅酸可以由SiO2和水反应直接制得

C.SiO2既能和NaOH溶液反应又能和氢氟酸反应,所以是两性氧化物

D.自然界硅元素的贮量丰富,并存在大量的单质硅

7.答案　A　硅胶具有吸水性,铁粉具有还原性,食品包装中常放入有硅胶和铁粉的小袋,可以防止食物受潮和氧化变质,A正确;SiO2与水不反应,不能与水反应直接制得硅酸,B错误;二氧化硅属于酸性氧化物,C错误;自然界硅元素的贮量丰富,但并不存在单质硅,D错误。

8.下列有关硅及其化合物的说法正确的是(　　)

A.晶体硅具有金属光泽,可以导电,属于金属材料

B.常温下,硅的化学性质稳定,所以自然界中的硅大部分以游离态形式存在

C.SiO2是一种酸性氧化物,能够与水反应生成相应的酸

D.除去SiO2中混有的CaCO3可加入适量的稀盐酸后过滤

8.答案　D　硅单质是半导体材料,可以导电,但Si属于非金属元素,A错误;硅的化学性质不活泼,但硅属于亲氧元素,在自然界中都是以化合态形式存在的,B错误;酸性氧化物不一定都与水反应生成相应的酸,SiO2不溶于水,不能够与水反应生成相应的酸,C错误;盐酸和碳酸钙反应生成可溶性的氯化钙,二氧化硅和盐酸不反应,采用过滤的方法除去氯化钙,D正确。

9.能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是(　　)

A.CO2溶于水形成碳酸,SiO2难溶于水

B.CO2通入可溶性硅酸盐溶液中析出硅酸沉淀

C.高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2

D.HCl通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体,氯化氢通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀

9.答案　B　酸的酸性强弱与对应酸性氧化物的溶解性没有必然的关系,A错误;CO2通入可溶性硅酸盐溶液中析出硅酸沉淀,说明硅酸酸性比碳酸更弱,B正确;高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2,不能用来比较硅酸与碳酸的酸性强弱,C错误;氯化氢通入可溶性硅酸盐溶液中生成硅酸沉淀,只能证明硅酸的酸性比盐酸弱,不能证明硅酸酸性弱于碳酸,D错误。

10.某固体混合物X可能是由Na2SiO3、Fe、Na2CO3、BaCl2中的两种或两种以上的物质组成。某兴趣小组为探究该固体混合物的组成,设计实验方案如下图所示(所加试剂均过量)。下列说法不正确的是(　　)

A.该固体混合物一定含有Fe、Na2CO3、BaCl2

B.气体A一定是混合气体

C.白色沉淀B在空气中逐渐变灰绿色,最后变红褐色

D.沉淀A一定是H2SiO3

10.答案　A　由实验可知,A使澄清石灰水变浑浊,则A中一定含有CO2,混合物与盐酸反应有沉淀A生成,沉淀A是H2SiO3,溶液A与NaOH反应后生成白色沉淀B,则B是Fe(OH)2,溶液B与稀硝酸、硝酸银反应生成沉淀C是氯化银,则原混合物中一定有Na2SiO3、Fe、Na2CO3,可能有BaCl2,A错误;气体A是二氧化碳和氢气的混合气体,故B正确;白色沉淀Fe(OH)2在空气中逐渐变灰绿色,最后变红褐色,C正确;沉淀A一定是H2SiO3,D正确。

11.金刚石、SiC具有优良的耐磨、耐腐蚀特性,应用广泛。

(1)一定条件下,Na与CCl4可制备金刚石,反应结束冷却至室温后,回收其中的CCl4的实验操作名称为　　　。推测该反应的类型为　　　。(填标号) 

A.分解反应 B.置换反应

C.氧化还原反应 D.离子反应

(2)已知:Si+2NaOH+H2O Na2SiO3+2H2↑。在高温电炉中碳和SiO2反应可制得SiC,同时生成CO,其粗产品中杂质为Si和SiO2。

①请写出电炉中所发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　,每有1 mol SiC生成时,转移电子的物质的量为　　　。 

②现将20.0 g SiC粗产品加入到过量的NaOH溶液中充分反应,收集到0.1 mol氢气,过滤得SiC固体11.4 g,滤液稀释到1 L,则硅酸盐的物质的量浓度为　　　　　　。 

(3)下列关于金刚石、SiC和单质Si的说法不正确的是　　　。(填标号) 

A.金刚石、SiC和单质Si都属于无机非金属材料

B.金刚石和石墨、晶体硅和无定形硅分别互为同素异形体

C.金刚石和单质硅都是良好的半导体材料

D.金刚石、SiC和Si晶体结构类似

11.答案　(1)过滤　BC

(2)①SiO2+3C SiC+2CO↑　4 mol　②0.17 mol·L-1

(3)C

解析　(1)金刚石是不溶于CCl4的固体,CCl4是液体,将不溶性固体和液体分离通常采用的方法是过滤;Na还原CCl4生成碳和NaCl,该反应属于置换反应,也是氧化还原反应。(2)①在高温电炉中碳和SiO2反应可制得SiC,同时生成CO,反应的化学方程式为SiO2+3C SiC+2CO↑;反应中的C部分由0价升高为+2价,部分由0价降低为-4价,每有1 mol SiC生成时,转移电子4 mol。②SiC粗品中的杂质为Si和SiO2,Si与NaOH溶液反应生成氢气:Si+2OH-+H2O Si+2H2↑,生成的氢气的物质的量为0.1 mol,故Si与氢氧化钠溶液反应生成的硅酸钠的物质的量为0.05 mol;20.0 g SiC粗产品中SiO2的物质的量n==0.12 mol,而SiO2能溶于NaOH溶液:SiO2+2OH- Si+H2O,可知0.12 mol SiO2生成的硅酸盐的物质的量为0.12 mol,故所得溶液中的硅酸钠的物质的量共为0.17 mol,溶液中硅酸盐的浓度c==0.17 mol/L。(3)金刚石不能导电,属于绝缘体,单质硅是良好的半导体材料,C错误。

12.玻璃与人们的生产生活密切相关,玻璃制品随处可见。

(1)一般住宅的玻璃窗是普通玻璃,制造普通玻璃的主要原料是　　　　、　　　　、　　　　,将原料粉碎后放入玻璃窑中在高温条件下发生反应即可制得玻璃,则普通玻璃的主要成分是　　　　、　　　　、　　　　。 

(2)某玻璃用三种氧化物的组合形式表示组成时,其中Na2O、CaO、SiO2的质量之比为31∶28∶180,则此玻璃的组成为　　　　(填序号)。 

A.Na2O·CaO·6H2SiO3

B.Na2O·CaO·6SiO2

C.2Na2O·2CaO·9SiO2

D.6Na2O·6CaO·SiO2

12.答案　(1)纯碱　石灰石　石英砂　CaSiO3　Na2SiO3　SiO2　(2)B

解析　(1)工业制玻璃主要原料有石英砂、纯碱和石灰石;碳酸钠与二氧化硅在高温条件下反应生成硅酸钠和二氧化碳,该反应的化学方程式为Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑,碳酸钙与二氧化硅在高温条件下反应生成硅酸钙和二氧化碳,该反应的化学方程式为CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑,普通玻璃的主要成分是CaSiO3、Na2SiO3、SiO2。(2)n(Na2O)∶n(CaO)∶n(SiO2)=∶∶=1∶1∶6,则玻璃的组成为Na2O·CaO·6SiO2,B正确。