2022年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 課時達標作業(yè)10 碳、硅及其化合物

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1、2022年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 課時達標作業(yè)10 碳、硅及其化合物 基礎(chǔ)題 1.硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤。在無機非金屬材料中，硅一直扮演著主角。下面幾種物質(zhì)中含有硅單質(zhì)的是(　　) 解析：瑪瑙、光導(dǎo)纖維和水晶的主要成分是SiO2，硅單質(zhì)可用來制造太陽能電池板。 答案：C 2．新材料的新秀——石墨烯、氧化石墨烯已成為物理、化學(xué)、材料科學(xué)研究的國際熱點課題。其結(jié)構(gòu)模型如圖所示。 下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．石墨烯是一種新型化合物 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異形體 D．氧化石墨烯具有一定的親水性 解析：石

2、墨烯是碳的單質(zhì)，A錯誤；氧化石墨烯因為還含有氫元素，故不是石墨烯的氧化物，也不是碳的同素異形體，B、C錯誤；由于氧化石墨烯結(jié)構(gòu)中含有羥基和羧基等親水基團，所以具有一定的親水性，D正確。 答案：D 3．下列關(guān)于硅的說法不正確的是(　　) A．硅的非金屬元素，晶體硅是灰黑色有金屬光澤的固體 B．硅的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料 C．硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)起反應(yīng) D．加熱到一定溫度時，硅能與氯氣、氧氣等非金屬反應(yīng) 解析：晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料。硅在常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑，但仍能與氟氣、氟化氫和NaOH溶液等發(fā)生反應(yīng)，加熱

3、至一定溫度時，硅能與氯氣、氧氣等發(fā)生反應(yīng)。 答案：C 4．半導(dǎo)體工業(yè)中，有一句行話：“從沙灘到用戶”，即由SiO2制取Si。制取過程中不涉及的化學(xué)反應(yīng)是(　　) A．2C＋SiO2Si＋2CO↑ B．SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O C．Si＋2Cl2SiCl4 D．SiCl4＋2H2Si＋4HCl 解析：工業(yè)制取純硅的工藝流程為SiO2粗硅SiCl4純硅，該工藝流程中不涉及SiO2與NaOH溶液的反應(yīng)。 答案：B 5．將足量的CO2通入下列溶液中，一定能產(chǎn)生沉淀的是(　　) A．硅酸鈉溶液　B．石灰水 C．氯化鋁溶液 D．碳酸鈉溶液 解析：A項，生成

4、硅酸沉淀；B項，先生成碳酸鈣沉淀，后沉淀溶解，生成可溶的碳酸氫鈣；C項，氯化鋁溶液與CO2不反應(yīng)；D項，因碳酸鈉溶液的濃度未知，若是稀溶液，即使通足量CO2生成溶解度更小的NaHCO3，也不一定會產(chǎn)生沉淀。 答案：A 6．甲氣體可發(fā)生如下變化： 甲氣體乙氣體丙氣體乙氣體丁固體。則甲、乙、丙、丁分別為(　　) A．CO2、CO、O2、CaO B．O2、CO、CO2、CaCO3 C．O2、CO2、CO、CaCO3 D．CO、CO2、O2、Ca(OH)2 解析：以丙氣體為突破口，丙通過灼熱的CuO后，生成的乙氣體可與澄清石灰水反應(yīng)生成固體，說明乙是CO2，則反推丙是CO，則甲是O2，

5、丁是CaCO3。 答案：C 7．下列敘述正確的是(　　) A．高溫下二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳，說明硅酸(H2SiO3)的酸性比碳酸強 B．陶瓷、玻璃、水泥容器都能貯存氫氟酸 C．石灰抹墻、水泥砌墻的硬化過程原理相同 D．玻璃窯中出來的氣體的主要成分是二氧化碳 解析：高溫下互相反應(yīng)不能說明硅酸(H2SiO3)的酸性比碳酸強，應(yīng)根據(jù)溶液中進行的反應(yīng)來判斷，A錯誤；陶瓷、玻璃、水泥的主要成分都是硅酸鹽，其中含有的二氧化硅都能和氫氟酸反應(yīng)，B錯誤；水泥的硬化是一個復(fù)雜的物理化學(xué)過程，石灰抹墻的硬化是氫氧化鈣和二氧化碳生成碳酸鈣反應(yīng)，所以硬化過程原理不同，C錯誤；由Na2CO3＋S

6、iO2Na2SiO3＋CO2↑，CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑可知，玻璃窯中出來的氣體的主要成分是二氧化碳，D正確。 答案：D 8．硅及其化合物的應(yīng)用范圍很廣。下列說法正確的是(　　) A．硅是人類將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的常用材料 B．粗硅制備單晶硅不涉及氧化還原反應(yīng) C．反應(yīng)Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑中，Si為氧化劑 D．硅能與氫氟酸反應(yīng)，則硅可以與鹽酸反應(yīng) 解析：由粗硅制備單晶硅的過程一般為SiSiCl4Si＋HCl，都是氧化還原反應(yīng)，B項錯誤；硅不能與鹽酸反應(yīng)，D項錯誤。 答案：A 9．下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．生活中常用的

7、陶瓷、水泥、石英玻璃都屬于硅酸鹽產(chǎn)品 B．干冰只能用于人工降雨 C．用二氧化碳生產(chǎn)肥料可以緩解溫室效應(yīng) D．二氧化硅制成的玻璃纖維，因?qū)щ娔芰姸糜谥圃焱ㄐ殴饫| 解析：A項，石英玻璃的主要成分為SiO2，不是硅酸鹽，錯誤；B項，干冰空氣化會吸收熱量，可作制冷劑使用，也可用于人工降雨，錯誤；D項，二氧化硅具有很強的導(dǎo)光能力從而用于制造通信光纜，錯誤。 答案：C 10．下列有關(guān)硅酸鹽及無機非金屬材料的說法正確的是(　　) A．硅酸鈉屬于鹽，不屬于堿，所以硅酸鈉可以保存在磨口玻璃塞試劑瓶中 B．反應(yīng)①Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓，反應(yīng)②Na2

8、CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，兩反應(yīng)是相互矛盾的，不可能都能發(fā)生 C．普通玻璃、石英玻璃、水泥等均屬于硅酸鹽材料 D．祖母綠的主要成分為Be3Al2Si6O18，用氧化物形式表示為3BeO·Al2O3·6SiO2 解析：A項，Na2SiO3溶液是一種黏合劑，易造成磨口玻璃塞與瓶口黏結(jié)；B項，兩反應(yīng)條件不同，反應(yīng)①是在溶液中進行，相對強的酸可以制相對弱的酸，而反應(yīng)②CO2是氣體，逸出反應(yīng)體系，能促使反應(yīng)發(fā)生；C項，石英玻璃的成分為SiO2，SiO2是氧化物不是鹽。 答案：D 11．如圖是二氧化硅及其化合物的流程，下列說法正確的是(　　) A．SiO2屬于兩性氧化物

9、B．盛放Na2CO3溶液的試劑瓶能用玻璃塞 C．硅膠吸水后可重復(fù)再生 D．圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng) 解析：SiO2是酸性氧化物，它能與氫氟酸反應(yīng)是其特殊性質(zhì)，A錯；在圖示轉(zhuǎn)化關(guān)系中只有第一行的變化是氧化還原反應(yīng)，其余均為非氧化還原反應(yīng)。 答案：C 能力題 12.“碳捕捉技術(shù)”是指通過一定的方法將工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的CO2分離出來并利用。如可利用NaOH溶液來“捕捉”CO2，其基本過程如下圖所示(部分條件及物質(zhì)未標出)。 下列有關(guān)該方法的敘述中正確的是(　　) ①能耗大是該方法的一大缺點?、谡麄€過程中，只有一種物質(zhì)可以循環(huán)利用?、邸胺磻?yīng)分離”環(huán)節(jié)中，分離物質(zhì)的基本操作是蒸

10、發(fā)結(jié)晶、過濾?、茉摲椒蓽p少碳排放，捕捉到的CO2還可用來制備甲醇等產(chǎn)品 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 解析：該方法中高溫反應(yīng)爐分離出CO2，需要消耗較多能量，①對；整個過程中NaOH和CaO均可循環(huán)利用，②錯；從捕捉室中得到的溶液中含有大量的NaHCO3，加入CaO后生成CaCO3和NaOH，通過過濾的方法即可分離，③錯；捕捉到的CO2可與H2反應(yīng)制備甲醇：CO2＋3H2CH3OH＋H2O，④對。 答案：D 13．如何解決好碳排放問題是關(guān)系到人類可持續(xù)發(fā)展的重大課題之一。目前，采用較多的方法是對二氧化碳進行捕集封存和富集再利用。下列與二氧化碳有關(guān)的敘述正確的是(　　)

11、 A．CO2是形成酸雨的主要物質(zhì) B．CO2導(dǎo)致溫室效應(yīng)，是一種大氣污染物 C．CO2(g)＋C(s)2CO(g)　ΔH＞0，高溫有利于該反應(yīng)自發(fā)進行 D．實驗室常用大理石與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)制取二氧化碳 解析：CO2不是大氣污染物，也不能形成酸雨，A、B錯；C項為熵增的吸熱反應(yīng)，高溫有利于自發(fā)進行。 答案：C 14．據(jù)報道，科學(xué)家通過對稻殼進行控制性焚燒熱解，從中提取到一種叫作生物質(zhì)納米結(jié)構(gòu)二氧化硅的超高活性材料，將少量這種材料摻入混凝土中，即可制備出超高強度的高性能混凝土。下列關(guān)于二氧化硅的說法中，正確的是(　　) A．二氧化硅溶于水顯酸性，所以二氧化硅屬于酸性氧化物 B

12、．將二氧化碳通入硅酸鈉溶液可以得到硅酸 C．因為高溫時二氧化硅能與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸強 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，不能和水反應(yīng)生成硅酸，A錯誤；碳酸的酸性比硅酸強，B正確；高溫下二氧化硅與碳酸鈉的反應(yīng)是在非溶液狀態(tài)下進行的，屬于用不揮發(fā)性的酸酐來制取揮發(fā)性的酸酐，所以該反應(yīng)不能作為判斷硅酸與碳酸酸性強弱的依據(jù)，C錯誤；二氧化硅可以與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)，D錯誤。 答案：B 15．硅是帶來人類文明的重要元素之一，在傳統(tǒng)材料發(fā)展到信息材料的過程中創(chuàng)造了一個又一個奇跡。 (1)新型陶瓷Si3N4的熔點高

13、、硬度大、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。工業(yè)上可以采用化學(xué)氣相沉積法，在H2的作用下，使SiCl4與N2反應(yīng)生成Si3N4沉積在石墨表面，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________________________________________________。 (2)一種用工業(yè)硅(含少量鐵、銅的單質(zhì)及化合物)和氮氣(含少量氧氣)合成氮化硅的工藝主要流程如下： 已知硅的熔點是1 420 ℃，高溫下氧氣及水蒸氣能明顯腐蝕氮化硅。 ①N2凈化時，銅屑的作用是：____________________________； 硅膠的作用是________

14、______________________________。 ②在氮化爐中反應(yīng)為3Si(s)＋2N2(g)===Si3N4(s)　ΔH＝－727.5 kJ/mol，開始時須嚴格控制氮氣的流速以控制溫度的原因是____________________________________________________。 ③X可能是________(選填“鹽酸”“硝酸”“硫酸”或“氫氟酸”)。 解析：(1)工業(yè)上采用化學(xué)氣相沉淀法制備Si3N4的反應(yīng)中，反應(yīng)物是H2、SiCl4和N2，根據(jù)質(zhì)量守恒，除了Si3N4外，含有HCl氣體生成，從而寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)①氮氣中含有少量氧氣及水

15、蒸氣，高溫下氧氣及水蒸氣能明顯腐蝕產(chǎn)品Si3N4，因此需要將氮氣凈化，用Cu除去氧氣，硅膠除去水蒸氣。②氮化爐溫度為1 200～1 400 ℃，硅的熔點為1 420 ℃，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，嚴格控制氮氣流速，以控制溫度為1 200～1 400 ℃，防止硅熔化成團，阻礙硅與氮氣充分接觸。③Si3N4與氫氟酸反應(yīng)，而硝酸不反應(yīng)，且稀硝酸可將硅塊中的Fe、Cu雜質(zhì)溶解而除去。 答案：(1)3SiCl4＋2N2＋6H2===Si3N4＋12HCl (2)①除去原料氣中的氧氣　除去水蒸氣　②這是放熱反應(yīng)，防止局部過熱導(dǎo)致硅熔化熔合成團，阻礙與N2的充分接觸?、巯跛? 16．二氯二氫硅(SiH2Cl2)

16、常用于外延法工藝中重要的硅源。易燃、有毒，與水接觸易水解，沸點為8.2 ℃。在銅催化作用下，HCl與硅在250～260 ℃反應(yīng)可以制得SiH2Cl2。 (1)利用濃硫酸、濃鹽酸為原料，選用A裝置制取HCl，利用了濃硫酸的________性。 (2)D裝置中生成二氯二氫硅的化學(xué)方程式為___________________________________________________________________________。 (3)按照氣體從左到右的方向，制取SiH2Cl2的裝置(h處用止水夾夾好)連接次序為a→(　　　)→(　　　)→(　　　)→(　　　)→(　　　)→(　

17、　　)→(　　　)(填儀器接口的字母，其中裝置C用到2次)。 (4)按從左到右的順序，前面裝置C中裝的藥品為___________________________________________________， 后面裝置C的作用為___________________________。 (5)反應(yīng)除生成二氯二氫硅之外，還會生成H2和_____________________、________等。 (6)新的制取SiH2Cl2的方法是：往硅粉中先通入Cl2，在300～350 ℃反應(yīng)生成SiCl4，然后再與HCl在250～260 ℃反應(yīng)，可以大大提高產(chǎn)率。如果通入氣體次序相反，結(jié)果會__

18、______________(用化學(xué)方程式表示)。 解析：(1)濃硫酸有吸水性，使?jié)恹}酸更易揮發(fā)出HCl。 (2)利用原子守恒法配平。 (3)A裝置制取HCl，連接C裝置干燥，從f進入D中反應(yīng)，SiH2Cl2從g處揮發(fā)出來，在B裝置中收集，SiH2Cl2的密度比空氣大，導(dǎo)氣管應(yīng)長進短出，為防止空氣中的水進入B中，則應(yīng)在B后接干燥管。 (4)前面的裝置C是用來干燥氯化氫氣體的，應(yīng)選用P2O5或CaCl2，后面裝置C的作用為尾氣處理和防止空氣中的水進入B中，應(yīng)選堿石灰。 (6)如果通入氣體次序相反，SiH2Cl2會與Cl2繼續(xù)反應(yīng)，生成SiCl4、SiHCl3。 答案：(1)吸水　(2)Si＋2HClSiH2Cl2 (3)d　e　f　g　b　c　d　(4)P2O5或CaCl2　尾氣處理和防止空氣中的水進入B中　(5)SiCl4　SiHCl3 (6)SiH2Cl2＋2Cl2SiCl4＋2HCl(或SiH2Cl2＋Cl2SiHCl3＋HCl)