新课标2020届高考化学一轮复习考点9硅及其化合物训练检测.docx

考点9硅及其化合物题组一基础小题1下列有关硅及其化合物的说法，正确的是()A单质硅常用作半导体和光导纤维材料B硅在自然界中只以化合态的形式存在CSiO2与纯碱高温生成CO2，说明硅酸的酸性比碳酸强DSiO2是非金属氧化物，它不与任何酸反应答案B解析光导纤维的主要成分是SiO2，A错误；硅在自然界中只以化合态的形式存在，B正确；SiO2与纯碱在高温下生成CO2气体，气体挥发，生成物浓度减小，促使反应向右移动，不能据此说明硅酸的酸性比碳酸强，事实上碳酸的酸性大于硅酸，C错误；SiO2可与氢氟酸反应，D错误。2化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是()ACO2属于大气污染物B酸雨是pH小于7的雨水CCO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成D大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧答案D解析CO2不是大气污染物，也不是导致酸雨的气体，而是导致温室效应的主要气体，A、C错误，D正确；酸雨是指pHH2SiO3。()(3)(2015江苏高考)元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体。()(4)(2015江苏高考)在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C。在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性。()(5)(重庆高考)Ca(HCO3)2溶液与过量NaOH溶液反应可得到Ca(OH)2。()(6)(四川高考)硅胶可作袋装食品的干燥剂。()(7)(海南高考)Si和SiO2都用于制造光导纤维。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)解析SiO2硬度大，不是用于制造光导纤维的原因，(1)错误；C的单质还有C60、C70等多种同素异形体，(3)错误；依据“以少定多”的原则，Ca(HCO3)2溶液与过量NaOH溶液反应的化学方程式为Ca(HCO3)22NaOH=CaCO32H2ONa2CO3，(5)错误；Si不能用于制造光导纤维，(7)错误。13(2016四川高考)根据下列实验操作和现象得出的结论正确的是()答案D解析气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，该气体可能是CO2或SO2，则原溶液中可能含有CO或HCO或SO或HSO，A错误；常温下，铁片遇浓硫酸发生钝化，是化学变化，B错误；淀粉溶液遇碘单质变蓝，而遇KIO3不变蓝，则溶液不变色，只能证明该食盐中不含碘单质，不能证明该食盐中一定没有添加KIO3，C错误；溶液变浑浊说明有苯酚生成，可证明酸性：乙酸苯酚，D正确。14(2015江苏高考)在给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是()A粗硅SiCl4SiBMg(OH)2MgCl2(aq)MgCFe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3DAgNO3(aq)Ag(NH3)2OH(aq)Ag答案A解析粗Si与Cl2在高温下反应生成SiCl4，SiCl4用H2还原生成纯Si和HCl，A正确；制备Mg，应电解熔融的MgCl2，不能有水，B错误；FeCl3溶液在蒸发的过程中，Fe3水解生成Fe(OH)3，同时生成的HCl挥发，故得不到无水FeCl3，C错误；蔗糖不能发生银镜反应，D错误。题组三模拟小题15(2019长春一调)下列关于硅单质及其化合物的说法中，正确的是()硅是构成一些岩石和矿物的基本元素水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品高纯度的硅广泛用于制作光导纤维熔化氢氧化钠固体时，不能使用石英坩埚A B C D答案C解析无机非金属材料的主角硅是构成一些岩石或矿物的主要元素；水晶的主要成分是SiO2，不属于硅酸盐产品；光导纤维的主要成分是二氧化硅；石英的主要成分SiO2高温下可与NaOH发生反应生成硅酸钠、水。16(2018山东滕州模拟)多晶硅是单质硅的一种形态，是制造太阳能电池等的主要原料。已知多晶硅的工业制取流程如图所示：下列说法错误的是()AY、Z分别为H2、Cl2B制取粗硅的过程中焦炭与石英会发生副反应生成碳化硅，在该副反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为11CSiHCl3极易水解，其完全水解的产物为H2SiO3、H2、HCl，据此推测SiHCl3中硅元素的化合价为2DY与SiHCl3制备多晶硅的反应属于置换反应答案B解析电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，Y和Z点燃化合，其中Y还能将硅从其化合物中还原出来，这说明Y、Z分别为H2、Cl2，A项正确；制取粗硅的过程中焦炭与石英会发生副反应生成碳化硅：3CSiO2SiC2CO，在该副反应中碳既是氧化剂，也是还原剂，氧化剂与还原剂的物质的量之比为12，B项错误；SiHCl3中H是1价，Cl是1价，则硅元素的化合价为2，C项正确；氢气与SiHCl3制备多晶硅的反应为SiHCl3H2=Si3HCl，属于置换反应，D项正确。17(2018湖北英山一中检测)美国“911”恐怖袭击事件给纽约带来了一场严重的环境灾难石棉污染，易使吸入石棉纤维者患肺癌。已知石棉是硅酸盐矿物，某种石棉的化学式可表示为Ca2MgxSiyO22(OH)2，其中x、y的值分别为()A5、8 B8、3 C3、8 D8、5答案A解析Ca为2价，Mg为2价，Si为4价，O为2价，OH为1价，根据化学式中元素化合价的代数和为零可列式：(2)2(2)x(4)y(2)22(1)20，化简得x2y21。将四个选项中x、y的值代入，只有A符合。题组一基础大题18A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转换关系如图所示。A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似。请回答下列问题：(1)单质A的原子结构示意图为_，它的最高化合价为_。(2)B的化学式为_，B的晶体类型为_，B和碳反应生成A和E的化学方程式为_。(3)C的化学式为_，D的化学式为_。答案(1)4(2)SiO2原子晶体SiO22CSi2CO(3)CaSiO3Na2SiO3解析硅是地壳中含量仅次于氧的非金属元素，即A为硅，其原子结构示意图为，其最高化合价为4价；根据题给框图可推断出B为SiO2，C为CaSiO3，D为Na2SiO3，E为CO；其中SiO2为原子晶体，高温下与碳反应的化学方程式为SiO22CSi2CO。题组二高考大题19(2017全国卷)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：回答下列问题：(1)在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是_，还可使用_代替硝酸。(2)沉淀A的主要成分是_，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为_。(3)加氨水过程中加热的目的是_。沉淀B的主要成分为_、_(写化学式)。(4)草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后，用KMnO4标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量，滴定反应为MnO4HH2C2O4Mn2CO2H2O。实验中称取0.400 g水泥样品，滴定时消耗了0.0500 molL1的KMnO4溶液36.00 mL，则该水泥样品中钙的质量分数为_。答案(1)将样品中可能存在的Fe2氧化为Fe3H2O2(2)SiO2(或H2SiO3)SiO24HF=SiF42H2O(或H2SiO34HF=SiF43H2O)(3)防止胶体生成，易沉淀分离Al(OH)3Fe(OH)3(4)45.0%解析(1)由题意知，水泥样品中含有铁、铝和镁等金属的氧化物，后面操作加入氨水调节pH45，目的是除去Al元素和Fe元素，而在此pH范围内，Fe元素只有转化为Fe3才能完全生成沉淀，因此加入硝酸的目的是将样品中可能存在的Fe2氧化为Fe3；还可以使用双氧水等其他氧化剂代替硝酸。(2)水泥样品中的SiO2、CaO及铁、铝、镁等金属的氧化物，只有SiO2(或反应生成的H2SiO3)不溶于盐酸，所以沉淀A的主要成分是SiO2(或H2SiO3)。SiO2(或H2SiO3)不与强酸反应，但可溶于氢氟酸中，反应的化学方程式为SiO24HF=SiF42H2O(或H2SiO3 4HF=SiF43H2O)。(3)盐类水解是吸热反应，升高温度，可防止生成胶体，同时使溶液中的Al3、Fe3水解程度增大而生成沉淀易于除去，加热的同时还可以加快反应速率；生成的沉淀主要为Al(OH)3、Fe(OH)3。(4)KMnO4与H2C2O4反应时，Mn由7价变为2价，每个Mn得到5个电子，即每个KMnO4得到5个电子，C由3价变为4价，每个C失去1个电子，即每个H2C2O4失去2个电子，由电子守恒可知，KMnO4与H2C2O4反应的物质的量关系式为2KMnO45H2C2O4。由题意知，消耗KMnO4的物质的量为0.0500 mol/L0.036 L0.0018 mol，因此H2C2O4的物质的量为0.0018 mol0.0045 mol。H2C2O4CaC2O4，故CaC2O4的物质的量为0.0045 mol，Ca的质量为0.0045 mol40 g/mol0.18 g，即水泥样品中钙的质量分数100%45.0%。题组三模拟大题20(2018福州期末)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：反应的化学方程式：_；反应的离子方程式：_。答案(1)SiCl4Si3N4(2)Si2Cl2SiCl4SiO2H2O2CO2=H2SiO32HCO解析本题可从I入手推断，I可用于制造光导纤维，故其为二氧化硅，F为硅酸，H为硅酸钠。E为HCl，C为四氯化硅，X为Si3N4。反应为Si与Cl2反应生成SiCl4，反应为硅酸钠与过量的二氧化碳反应生成硅酸和碳酸氢钠。21(2019湖北调研)硅是带来人类文明的重要元素之一，从传统材料到信息材料的发展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制Si3N4，在H2的保护下，使SiCl4与N2反应生成的Si3N4沉积在石墨表面，写出该反应的化学方程式：_。(2)工业上可以通过如图所示的流程制取纯硅：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：_。假设每一轮次制备1 mol纯硅，且生产过程中硅元素没有损失，反应中HCl的利用率为90%，反应中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_(最简整数比)。答案(1)3SiCl42N26H2=Si3N412HCl(2)SiHCl33H2O=H2SiO33HClH251解析(1)根据原子守恒可写出化学方程式3SiCl42N26H2=Si3N412HCl。(2)SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和H2：SiHCl33H2O=H2SiO33HClH2；由题中条件可知，Si(粗)3HClSiHCl3H21 mol 3 mol1 mol1 molSiHCl3H2Si(纯)3HCl1 mol 1 mol 3 mol由以上数据可知，循环生产中只能产生3 mol HCl，但HCl的利用率为90%，因此需要增加3 mol HCl，循环生产中只产生1 mol H2，但H2的利用率为93.75%，因此需要增加1 mol H2，因此，补充投入HCl和H2的物质的量之比是3151。22(2018佛山质检)石墨在材料领域有重要应用，某初级石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质，将初级石墨与活性炭混合通入氯气加热至1500 得到纯化石墨和气体，对气体的综合利用工艺如下：注：SiCl4的沸点为57.6 ，金属氯化物的沸点均高于150 。请回答下列问题：(1)向反应器中通入Cl2前，需通一段时间N2，主要目的是_。(2)高温反应后，石墨中的氧化物杂质均转变为相应的氯化物，气体中的碳氧化物主要为_。(3)由气体中某物质得到水玻璃的化学方程式为_。(4)步骤为：_，所得溶液中的阴离子有_。(5)由溶液生成沉淀的总反应的离子方程式为_，100 kg初级石墨最多可获得沉淀的质量为_kg。答案(1)排尽装置中的氧气，防止在高温下与活性炭和石墨反应(或排出装置中的空气，减少C的损失)(2)CO(3)SiCl46NaOH=Na2SiO34NaCl3H2O(4)搅拌、静置、过滤Cl、AlO、OH(5)AlOCH3COOCH2CH32H2OCH3COOAl(OH)3CH3CH2OH7.8解析(1)石墨和活性炭在高温下可与氧气发生反应，所以通入Cl2前先通一段时间N2的主要目的是排尽装置中的氧气，减少C的损失。(2)高温反应后，石墨中的氧化物杂质均转变为相应的氯化物，气体中的碳氧化物主要为CO。(3)由题给信息知，SiCl4的沸点为57.6 ，金属氯化物的沸点均高于150 ，所以气体经80 冷凝后得到的气体中含有SiCl4，由SiCl4得到水玻璃的化学方程式为SiCl46NaOH=Na2S