2025版高考化学大一轮复习课时达标作业10碳硅及其化合物

PAGEPAGE1课时达标作业10碳、硅及其化合物基础题1.硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤。在无机非金属材料中，硅始终扮演着主角。下面几种物质中含有硅单质的是()解析：玛瑙、光导纤维和水晶的主要成分是SiO2，硅单质可用来制造太阳能电池板。答案：C2．新材料的新秀——石墨烯、氧化石墨烯已成为物理、化学、材料科学探讨的国际热点课题。其结构模型如图所示。下列有关说法正确的是()A．石墨烯是一种新型化合物B．氧化石墨烯即石墨烯的氧化物C．二者和石墨都是碳的同素异形体D．氧化石墨烯具有肯定的亲水性解析：石墨烯是碳的单质，A错误；氧化石墨烯因为还含有氢元素，故不是石墨烯的氧化物，也不是碳的同素异形体，B、C错误；由于氧化石墨烯结构中含有羟基和羧基等亲水基团，所以具有肯定的亲水性，D正确。答案：D3．下列关于硅的说法不正确的是()A．硅的非金属元素，晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体B．硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应D．加热到肯定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应解析：晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。硅在常温下化学性质不活泼，但仍能与氟气、氟化氢和NaOH溶液等发生反应，加热至肯定温度时，硅能与氯气、氧气等发生反应。答案：C4．半导体工业中，有一句行话：“从沙滩到用户”，即由SiO2制取Si。制取过程中不涉及的化学反应是()A．2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑B．SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2OC．Si＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(△))SiCl4D．SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up7(高温))Si＋4HCl解析：工业制取纯硅的工艺流程为SiO2eq\o(,\s\up7(C))粗硅eq\o(,\s\up7(Cl2))SiCl4eq\o(,\s\up7(H2))纯硅，该工艺流程中不涉及SiO2与NaOH溶液的反应。答案：B5．将足量的CO2通入下列溶液中，肯定能产生沉淀的是()A．硅酸钠溶液B．石灰水C．氯化铝溶液D．碳酸钠溶液解析：A项，生成硅酸沉淀；B项，先生成碳酸钙沉淀，后沉淀溶解，生成可溶的碳酸氢钙；C项，氯化铝溶液与CO2不反应；D项，因碳酸钠溶液的浓度未知，若是稀溶液，即使通足量CO2生成溶解度更小的NaHCO3，也不肯定会产生沉淀。答案：A6．甲气体可发生如下改变：甲气体eq\o(,\s\up7(通过灼热的炭层))乙气体eq\o(,\s\up7(通过灼热的炭层))丙气体eq\o(,\s\up7(通过灼热的CuO))乙气体eq\o(,\s\up7(通过澄清石灰水))丁固体。则甲、乙、丙、丁分别为()A．CO2、CO、O2、CaOB．O2、CO、CO2、CaCO3C．O2、CO2、CO、CaCO3D．CO、CO2、O2、Ca(OH)2解析：以丙气体为突破口，丙通过灼热的CuO后，生成的乙气体可与澄清石灰水反应生成固体，说明乙是CO2，则反推丙是CO，则甲是O2，丁是CaCO3。答案：C7．下列叙述正确的是()A．高温下二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，说明硅酸(H2SiO3)的酸性比碳酸强B．陶瓷、玻璃、水泥容器都能贮存氢氟酸C．石灰抹墙、水泥砌墙的硬化过程原理相同D．玻璃窑中出来的气体的主要成分是二氧化碳解析：高温下相互反应不能说明硅酸(H2SiO3)的酸性比碳酸强，应依据溶液中进行的反应来推断，A错误；陶瓷、玻璃、水泥的主要成分都是硅酸盐，其中含有的二氧化硅都能和氢氟酸反应，B错误；水泥的硬化是一个困难的物理化学过程，石灰抹墙的硬化是氢氧化钙和二氧化碳生成碳酸钙反应，所以硬化过程原理不同，C错误；由Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑，CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑可知，玻璃窑中出来的气体的主要成分是二氧化碳，D正确。答案：D8．硅及其化合物的应用范围很广。下列说法正确的是()A．硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料B．粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应C．反应Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑中，Si为氧化剂D．硅能与氢氟酸反应，则硅可以与盐酸反应解析：由粗硅制备单晶硅的过程一般为Sieq\o(,\s\up7(Cl2))SiCl4eq\o(,\s\up7(H2))Si＋HCl，都是氧化还原反应，B项错误；硅不能与盐酸反应，D项错误。答案：A9．下列有关说法正确的是()A．生活中常用的陶瓷、水泥、石英玻璃都属于硅酸盐产品B．干冰只能用于人工降雨C．用二氧化碳生产肥料可以缓解温室效应D．二氧化硅制成的玻璃纤维，因导电实力强而用于制造通信光缆解析：A项，石英玻璃的主要成分为SiO2，不是硅酸盐，错误；B项，干冰空气化会汲取热量，可作制冷剂运用，也可用于人工降雨，错误；D项，二氧化硅具有很强的导光实力从而用于制造通信光缆，错误。答案：C10．下列有关硅酸盐及无机非金属材料的说法正确的是()A．硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中B．反应①Na2SiO3＋H2O＋CO2=Na2CO3＋H2SiO3↓，反应②Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑，两反应是相互冲突的，不行能都能发生C．一般玻璃、石英玻璃、水泥等均属于硅酸盐材料D．祖母绿的主要成分为Be3Al2Si6O18，用氧化物形式表示为3BeO·Al2O3·6SiO2解析：A项，Na2SiO3溶液是一种黏合剂，易造成磨口玻璃塞与瓶口黏结；B项，两反应条件不同，反应①是在溶液中进行，相对强的酸可以制相对弱的酸，而反应②CO2是气体，逸出反应体系，能促使反应发生；C项，石英玻璃的成分为SiO2，SiO2是氧化物不是盐。答案：D11．如图是二氧化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解析：SiO2是酸性氧化物，它能与氢氟酸反应是其特别性质，A错；在图示转化关系中只有第一行的改变是氧化还原反应，其余均为非氧化还原反应。答案：C实力题12.“碳捕获技术”是指通过肯定的方法将工业生产中产生的CO2分别出来并利用。如可利用NaOH溶液来“捕获”CO2，其基本过程如下图所示(部分条件及物质未标出)。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“反应分别”环节中，分别物质的基本操作是蒸发结晶、过滤④该方法可削减碳排放，捕获到的CO2还可用来制备甲醇等产品A．①②B．②③C．③④D．①④解析：该方法中高温反应炉分别出CO2，须要消耗较多能量，①对；整个过程中NaOH和CaO均可循环利用，②错；从捕获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别，③错；捕获到的CO2可与H2反应制备甲醇：CO2＋3H2eq\o(,\s\up7(肯定条件))CH3OH＋H2O，④对。答案：D13．如何解决好碳排放问题是关系到人类可持续发展的重大课题之一。目前，采纳较多的方法是对二氧化碳进行捕集封存和富集再利用。下列与二氧化碳有关的叙述正确的是()A．CO2是形成酸雨的主要物质B．CO2导致温室效应，是一种大气污染物C．CO2(g)＋C(s)eq\o(=,\s\up7(高温))2CO(g)ΔH＞0，高温有利于该反应自发进行D．试验室常用大理石与稀盐酸或稀硫酸反应制取二氧化碳解析：CO2不是大气污染物，也不能形成酸雨，A、B错；C项为熵增的吸热反应，高温有利于自发进行。答案：C14．据报道，科学家通过对稻壳进行限制性焚烧热解，从中提取到一种叫作生物质纳米结构二氧化硅的超高活性材料，将少量这种材料掺入混凝土中，即可制备出超高强度的高性能混凝土。下列关于二氧化硅的说法中，正确的是()A．二氧化硅溶于水显酸性，所以二氧化硅属于酸性氧化物B．将二氧化碳通入硅酸钠溶液可以得到硅酸C．因为高温时二氧化硅能与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸强D．二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸解析：二氧化硅是酸性氧化物，但是二氧化硅不溶于水，不能和水反应生成硅酸，A错误；碳酸的酸性比硅酸强，B正确；高温下二氧化硅与碳酸钠的反应是在非溶液状态下进行的，属于用不挥发性的酸酐来制取挥发性的酸酐，所以该反应不能作为推断硅酸与碳酸酸性强弱的依据，C错误；二氧化硅可以与氢氟酸发生反应，D错误。答案：B15．硅是带来人类文明的重要元素之一，在传统材料发展到信息材料的过程中创建了一个又一个奇迹。(1)新型陶瓷Si3N4的熔点高、硬度大、化学性质稳定。工业上可以采纳化学气相沉积法，在H2的作用下，使SiCl4与N2反应生成Si3N4沉积在石墨表面，该反应的化学方程式为_____________________________________________________________________________。(2)一种用工业硅(含少量铁、铜的单质及化合物)和氮气(含少量氧气)合成氮化硅的工艺主要流程如下：已知硅的熔点是1420℃，高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。①N2净化时，铜屑的作用是：____________________________；硅胶的作用是______________________________________。②在氮化炉中反应为3Si(s)＋2N2(g)=Si3N4(s)ΔH＝－727.5kJ/mol，起先时须严格限制氮气的流速以限制温度的缘由是____________________________________________________。③X可能是________(选填“盐酸”“硝酸”“硫酸”或“氢氟酸”)。解析：(1)工业上采纳化学气相沉淀法制备Si3N4的反应中，反应物是H2、SiCl4和N2，依据质量守恒，除了Si3N4外，含有HCl气体生成，从而写出该反应的化学方程式。(2)①氮气中含有少量氧气及水蒸气，高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀产品Si3N4，因此须要将氮气净化，用Cu除去氧气，硅胶除去水蒸气。②氮化炉温度为1200～1400℃，硅的熔点为1420℃，该反应是放热反应，严格限制氮气流速，以限制温度为1200～1400℃，防止硅熔化成团，阻碍硅与氮气充分接触。③Si3N4与氢氟酸反应，而硝酸不反应，且稀硝酸可将硅块中的Fe、Cu杂质溶解而除去。答案：(1)3SiCl4＋2N2＋6H2=Si3N4＋12HCl(2)①除去原料气中的氧气除去水蒸气②这是放热反应，防止局部过热导致硅熔化熔合成团，阻碍与N2的充分接触③硝酸16．二氯二氢硅(SiH2Cl2)常用于外延法工艺中重要的硅源。易燃、有毒，与水接触易水解，沸点为8.2℃。在铜催化作用下，HCl与硅在250～260℃反应可以制得SiH2Cl2。(1)利用浓硫酸、浓盐酸为原料，选用A装置制取HCl，利用了浓硫酸的________性。(2)D装置中生成二氯二氢硅的化学方程式为___________________________________________________________________________。(3)依据气体从左到右的方向，制取SiH2Cl2的装置(h处用止水夹夹好)连接次序为a→()→()→()→()→()→()→()(填仪器接口的字母，其中装置C用到2次)。(4)按从左到右的依次，前面装置C中装的药品为___________________________________________________，后面装置C的作用为___________________________。(5)反应除生成二氯二氢硅之外，还会生成H2和_____________________、________等。(6)新的制取SiH2Cl2的方法是：往硅粉中先通入Cl2，在300～350℃反应生成SiCl4，然后再与HCl在250～260℃反应，可以大大提高产率。假如通入气体次序相反，结果会________________(用化学方程式表示)。解析：(1)浓硫酸有吸水性，使浓盐酸更易挥发出HCl。(2)利用原子守恒法配平。(3)A装置制取HCl，连接C装置干燥，从f进入D中反应，SiH2Cl2从g处挥发出来，在B装置中收集，SiH2Cl2的密度比空气大，导气管应进步短出，为防止空气中的水进入B中，则应在B后接干燥管。(4)前面的装置C是用来干燥氯化氢气体的，应选用P2O5或CaCl2，后面装置C