2019年高考化学一轮复习（人教版）练案10碳硅及其重要化合物

练案[10]第四章非金属及其化合物第10讲碳、硅及其重要化合物A组基础必做题一、选择题1．(2018·山东泰安模拟)下列关于碳和硅的叙述中，正确的是eq\x(导学号50813591)(B)A．氧化物都能与NaOH溶液反应 B．单质在加热时都能跟O2反应C．氧化物都能溶于水生成相应的酸 D．碳和硅两种元素共有两种单质[解析]CO不溶于水，不能生成相应的酸，也不能与NaOH溶液反应，A错误；SiO2不溶于水，也不能与水反应生成相应的酸，C错误；碳有金刚石、石墨、C60等同素异形体，硅有晶体硅和无定形硅等，所以两种元素共有多种单质，D错误。2．(2017·亳州模拟)常温下，下列不发生反应的一组物质是eq\x(导学号50813033)(D)①硅与NaOH溶液②硅与盐酸③硅与氢氟酸④二氧化硅与碳酸钠⑤二氧化硅与NaOH溶液⑥二氧化硅与浓硝酸A．①②④ B．③④⑥C．②⑤⑥ D．②④⑥3．(2017·德州模拟)硅及其化合物是重要的无机材料，下列有关说法正确的是eq\x(导学号50813034)(A)A．反应SiO2十2Ceq\o(=,\s\up7(高温))2CO↑＋Si，每生成1molSi转移4mole－B．光纤的主要成分是硅单质，它质量轻且对光的传输能力强C．光纤可以将光能转化为电能，是制造光电池的最佳材料D．陶瓷、水泥、金刚砂及所有的玻璃都是硅酸盐产品4．(2018·天津检测)下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是eq\x(导学号50813035)(D)①硅酸盐Na2Fe2Si3O10用氧化物的形式表示为Na2O·2FeO·3SiO2②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维④单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料A．②③ B．①③C．①④ D．④[解析]硅酸盐Na2Fe2Si3O10用氧化的形式表示为Na2O·Fe2O3·3SiO2，①错误；水晶的主要成分是SiO2，不是硅酸盐制品，②错误；高纯度的硅单质广泛用于电子行业，SiO2用于制作光导纤维，③错误；单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料，④正确。5．(2017·江苏苏锡常镇四市月考)我国科学家制得了SiO2超分子纳米管，微观结构如图。下列叙述正确的是eq\x(导学号50813036)(C)A．SiO2与干冰的物理性质相似 B．SiO2，耐腐蚀，不与任何酸反应C．工业上用SiO2制备粗硅 D．光纤主要成分是SiO2，具有导电性[解析]SiO2熔点高，硬度大，而CO2熔点低，常温下为气体，A错误；SiO2能与氢氟酸发生反应，B错误；SiO2无导电性，D错误。6．(2017·皖南八校联考)高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法制备：SiO2eq\f(①C,高温)Si(粗)eq\o(→,\s\up7(②HCl),\s\do5(300℃))SiHCl3eq\o(→,\s\up7(③过量H2),\s\do5(1000℃～1100℃))Si(纯)下列说法正确的是eq\x(导学号50813037)(D)A．步骤①的化学方程式为：SiO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋CO2↑B．步骤①②③中每生成或反应1molSi，转移4mol电子C．二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应D．SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸点67.6℃)通过蒸馏(或分馏)[解析]步骤1的化学方程式为：SiO2十2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si十2CO↑，A错误；步骤②③中每生成或反应1molSi，转移2mol电子，B错误；硅能与氢氟酸反应生成SiF4和氢气，C错误；D正确。7．(2017·四川达州检测)下列说法中正确的是eq\x(导学号50813038)(C)A．单质eq\o(→,\s\up7(O2))氧化物eq\o(→,\s\up7(H2O))酸或碱eq\o(→,\s\up7(NaOH或HCl))盐，硅单质可以按上述关系进行转化B．若a、b、c分别为Si、SiO2、H2SiO3，则可以通过一步反应实现如图所示的转化关系C．二氧化碳和二氧化硅都可溶解在NaOH溶液中D．青花瓷胎体的原料为高岭土[Al2Si2O5(OH)4]，若以氧化物形式可表示为Al2O3·SiO2·H2O[解析]本题考查硅及其化合物的性质与转化。A项，Si与O2反应生成SiO2，SiO2不与H2O反应，“氧化物eq\o(→,\s\up7(H2O))酸或碱”不能实现，错误；B项，b→c，c→a均不能通过一步反应实现，错误；C项，二氧化碳和二氧化硅都属于酸性氧化物，都能与NaOH溶液反应生成盐和水，正确；D项，硅酸盐可以用盐的形式或氧化物的形式，[Al2Si2O5(OH)4]可表示为Al2O3·2SiO2·2H2O，错误。8．(2018·江西南昌模拟))硅及其化合物对人类现代文明具有特殊贡献。请回答下列有关问题：eq\x(导学号50813039)(1)硅原子的结构示意图为____。(2)下列物品或设备所用材料属于硅酸盐的是__D__(填字母)。①长江三峡水泥大坝②光导纤维③陶瓷坩埚④普通玻璃⑤硅太阳能电池A．①②③ B．③④⑤C．②③④ D．①③④(3)下列说法正确的是__C__。A．在粗硅的制取中发生2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))2CO↑＋Si，硅被还原，所以碳的还原性强于硅的还原性B．硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在配磨口玻璃塞的试剂瓶中C．用SiO2制取硅酸，应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应，然后再通入CO2D．由Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))CO2↑＋Na2SiO3可知硅酸的酸性强于碳酸(4)常温下，SiCl4为液态，沸点为57.6℃，在空气中冒白雾。制备高纯度硅的中间产物SiCl4中溶有液态杂质，若要得到高纯度SiCl4，应采用的方法是__蒸馏__；用化学方程式及必要的文字解释SiCl4在空气中冒白雾的原因：__SiCl4＋3H2O=4HCl↑＋H2SiO3↓[解析](3)A项，该反应主要是因为CO是气态物质，从混合物中逸出而容易发生，实际上Si的还原性强于C，A错；硅酸钠本身即为矿物胶，可作黏合剂，使瓶塞、瓶口黏合不易打开，B错；强酸制取弱酸的适用对象是水溶液中的复分解反应，D错。(4)分离液态混合物可用蒸馏的方法。B组能力提升题9．(2018·湖南岳阳测试)某二价金属的碳酸盐和酸式碳酸盐的混合物跟足量的稀盐酸反应，消耗H＋和生成CO2的物质的量之比为6∶5，则该混合物中碳酸盐和酸式碳酸盐的物质的量之比是eq\x(导学号50813040)(B)A．1∶1 B．1∶2C．1∶3 D．1∶4[解析]设碳酸盐和酸式碳酸盐的物质的量分别为x、y，则：RCO3～2H＋～CO2，R(HCO3)2～2H＋～2CO2121122x2xxy2y2y则有(2x＋2y)∶(x＋2y)＝6∶5，解得x∶y＝1∶2。10．(2017·福建南安一中段考)甲、乙为单质，丙、丁为氧化物，它们存在如下转变：满足条件的乙为eq\x(导学号50813041)(B)①Fe②Cu③Al④Mg⑤SiA．①② B．①②⑤C．①②③⑤ D．①②④⑤[解析]①Fe可由铝与氧化铁通过置换反应制得。②Cu可由氢气与氧化铜通过置换反应制得。③Al只能通过电解熔融的氧化铝制得，该反应不符合题述转化。④Mg通过电解熔融的氯化镁制得，该反应不符合题述转化。⑤Si可由碳与二氧化硅通过置换反应制得。故①②⑤符合题意。11．(2017·安徽省示范高中第三次联考))已知：碳、硅、锗、锡铅为第ⅣA族元素，其原子序数依次增大，碳、硅、锗、锡的＋4价化合物是稳定的，而铅的＋2价化合物是稳定的。根据元素周期律的知识分析下列关于锗、锡、铅的推断不正确的是eq\x(导学号50813042)(C)A．SnCl2具有较强的还原性，PbO2具有较强的氧化性B．若锗、锡在空气中不反应，铅有可能与氧气反应C．若锗与盐酸不反应，锡、铅也不能与盐酸反应D．三种元素的＋4价氢氧化物的碱性由弱到强的顺序：Ge(OH)4<Sn(OH)4<Pb(OH)4[解析]根据题给信息，锡的＋4价化合物是稳定的，铅的＋2价化合物是稳定的，可知A项正确；根据元素周期律可知铅的金属性最强，它有可能与氧气反应，B项正确；锡、铅在金属活动性顺序表中排在氢前，能与盐酸反应，C项错误；根据金属性的强弱关系，三种元素的＋4价氢氧化物的碱性由弱到强的顺序为Ce(OH)4<Sn(OH)4<Pb(OH)4，D项正确。12．(2017·江苏南京、盐城二模)下列物质的转化在给定条件下能实现的是eq\x(导学号50813043)(B)A．SiO2eq\o(→,\s\up7(H2O))H2SiO3eq\o(→,\s\up7(NaOHaq))Na2SiO3B．饱和食盐水eq\o(→,\s\up7(NH3，CO2))NaHCO3(s)eq\o(→,\s\up7(Δ))Na2CO3(s)C．海水eq\o(→,\s\up7(熟石灰))Mg(OH)2(s)eq\o(→,\s\up7(盐酸))MgCl2(aq)eq\o(→,\s\up7(电解))Mg(s)D．NH3eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(催化剂，Δ))N2eq\o(→,\s\up7(O2，H2O))HNO3[解析]二氧化硅不能与水反应生成硅酸，故A错误；饱和食盐水中通入氨气、二氧化碳能够反应生成碳酸氢钠沉淀，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠，故B正确；电解氯化镁溶液不能生成单质镁，故C错误；氮气与氧气在水溶液中不反应，故D错误。13．(2017·北京理综)古丝绸之路贸易中的下列商品，主要成分属于无机物的是eq\x(导学号50813044)(A)A．瓷器B．丝绸C．茶叶D．中草药[解析]本题考查物质主要成分的辨别。瓷器的主要成分是硅酸盐，属于无机物；丝绸的主要成分是蛋白质，属于有机物；茶叶、中草药的主要成分是有机物。14．(2018·山东滨州高三检测)硅是带来人类文明的重要元素之一，在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)工业上生产粗硅的反应有：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(3273K))Si(粗)＋2CO↑、SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(3273K))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的物质的量之比为__5∶2__。(2)工业上制取纯硅和氮化硅的方法如下：其中NHeq\o\al(－,2)中各元素的化合价与NH3中的相同。请回答下列问题(各元素用相应的元素符号表示)：a．整个制备过程中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__SiHCl3＋3H2O=H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑__。H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是__氧气与氢气混合，可能引起爆炸；氧气可能会氧化SiHCl3__。b．图示①、⑤、⑥、⑦、⑧的变化中，属于氧化还原反应的是__①、⑤__c．在反应⑧中，3molSi(NH2)4在高温下分解可得1mol氮化硅粉末和8molNH3，则氮化硅的化学式为__Si3N4__。(3)工业上还可以在二氧化碳氛围中利用金属钠还原二氧化硅在较低的温度下得到硅，同时生成一种盐X。写出此种方法制备硅的化学反应方程式__SiO2＋4Na＋2CO2=2Na2CO3＋Si__。(4)常温下，SiCl4为液态，沸点为57.6℃，在空气中产生白色烟雾。制备高纯度硅的中间产物SiCl4中溶有液态杂质，若要得到高纯度SiCl4，应采用的方法是__干燥条件下蒸馏__；用化学方程式及必要文字解释SiCl4在空气中产生白色烟雾的原因为__SiCl4＋3H2O=H2SiO3↓＋4HCl↑，产生白色烟雾__[解析]本题以硅及其化合物为载体，考查元素化合物的知识，意在考查考生应用知识解决实际问题的能力。(1)根据反应SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(3273K))Si(粗)＋2CO↑，SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(3273K))SiC＋2CO↑，生成1mo1Si需C为2mol、SiO2为1mol，生成1molSiC需C为3mol、SiO2，为1mol，产品中Si与SiC的物质的量之比为1∶1时，参加反应的C和SiO2的物质的量之比为5∶2。(2)a.化学方程式为SiHCl3＋3H2O=H2SiO3↓＋3HCl＋H2。b.反应①是石英砂与焦炭发生氧化还原反应，反应⑤是硅单质与C12反应，也是氧化还原反应。c.由质量守恒可知3molSi(NH2)4在高温下分解可得1mo1Si3N4和8mo1NH3。(3)在二氧化碳氛围中通过利用金属钠来还原二氧化硅可在较低的温度下得到硅，同时生成碳酸钠，化学方程式为：SiO2＋4Na＋2CO2=2Na2CO3＋Si。(4)由SiCl4的沸点低的性质可以选择蒸馏的方法纯化，但因为SiCl4能够水解，所以必须选择无水(无水蒸气)的环境进行该操作；SiCl4在空气中与水蒸气反应生成H2SiO3和HCl，产生白色烟雾。15．(2018·试题调研)eq\x(导学号50813045)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