2022高考化学一轮复习同步练习：碳、硅及其重要化合物

PAGE12练案[10]第四章非金属及其重要化合物第10讲碳、硅及其重要化合物A组基础必做题1．2022·山西省实验中学联考有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，下列说法正确的是DA．晶体硅具有半导体性质，可用于生产光导纤维B．玻璃中含有的SiO2可与NaOH溶液反应，故常用NaOH溶液雕刻玻璃纹饰C．陶瓷、水泥、石英玻璃都属于硅酸盐材料D．硅酸盐Na2Fe2Si3O9用氧化物的形式可表示为Na2O·2FeO·3SiO2[解析]晶体硅具有半导体性质，可用于生产电脑芯片等，二氧化硅可用于制造光导纤维，A不正确；用于雕刻玻璃纹饰的是氢氟酸，而不是NaOH溶液，B不正确；陶瓷、水泥属于硅酸盐材料，石英玻璃的主要成分是二氧化硅，C不正确；硅酸盐Na2Fe2Si3O9用氧化物的形式可表示为Na2O·2FeO·3SiO2，D正确。2．2022·贵州贵阳一中月考材料与国民经济建设、国防建设、人民生活密切相关。下列关于材料的说法正确的是CA．太阳能电池板中的二氧化硅可用作光导纤维B．古代的陶瓷、砖瓦、现代的有机玻璃、水泥都是硅酸盐产品C．航天服材质是由碳化硅陶瓷和碳纤维等复合而成，具有耐高温、防寒等性能D．石英玻璃耐强酸强碱，可用来制造化学仪器[解析]太阳能电池板中使用的材料是单质硅而不是二氧化硅，故A错误；有机玻璃为聚甲基丙烯酸甲酯，为有机高分子材料，不是硅酸盐产品，而古代的陶瓷、砖瓦、现代的水泥都是硅酸盐产品，故B错误；航天服材质是由碳化硅陶瓷和碳纤维等复合而成，这种材料具有耐高温、防寒等性能，故C正确；石英的成分是二氧化硅，能和强碱反应，如2NaOH＋SiO2=Na2SiO3＋H2O，所以石英玻璃不耐强碱，故D错误。3．2022·山东潍坊昌乐二中一模《天工开物》记载，“凡埏泥浩瓦，掘地二尺余，择取无砂黏土而为之”“凡坯既成，干燥之后，则堆积窖中燃薪举火”“浇水转釉主要为青色，与造砖同法”。下列说法正确的是CA．“燃薪举火”使黏土发生复杂的物理变化B．沙子和黏士主要成分为硅酸盐和碳酸钙C．烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦D．黏土和石灰石是制作砖瓦和陶瓷的主要原料[解析]黏土烧制成瓦的过程为复杂的物理、化学变化过程，A项错误；沙子主要成分为二氧化硅，二氧化硅是氧化物，不属于硅酸盐，B项错误；自然冷却得到红瓦，浇水冷却得到青瓦，C项正确；由“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无砂黏土而为之”可知黏土是制作砖瓦和陶瓷的主原料，没有石灰石，D项错误。4．2022·河北衡水中学调研下列说法中不正确的是AA．硅主要以单质、氧化物、硅酸盐的形式存在于自然界中B．适量CO2通入漂白粉的水溶液可以生成白色沉淀C．在燃煤中加入石灰石可减少SO2的排放，发生的总反应为2CaCO3＋2SO2＋O2eq\o=,\s\uolSi，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℃中含有少量的SiCl4沸点℃通过蒸馏或分馏可提纯SiHCl3[解析]步骤1的化学方程式为：SiO2十2Ceq\o=,\s\uolSi，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。7．2022·四川达州检测下列说法中正确的是CA．单质eq\o→,\s\uol纯硅，且生产过程中硅元素没有损失，反应Ⅰ中CHl的利用率为90%，反应Ⅱ中H2利用率为%，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__5︰1___。[解析]1工业上生产普通玻璃的主要原料是纯碱、石英、石灰石。2Ⅰ①过程Ⅰ中二氧化硅与C在高温下反应生成硅和一氧化碳，反应的化学方程式为SiO2＋2Ceq\o=,\s\uol硅和1mol碳化硅，则参加反应的C和SiO2的物质的量分别为5mol和2mol，质量之比为5mol×12g·mol－1︰2mol×60g·mol－1＝1︰2。②SiCl4遇水剧烈水解生成两种酸，则为HCl和H2SiO3，反应的化学方程式为SiCl4＋3H2O=H2SiO3↓＋4HCl。Ⅱ①由表格中数据可知SiHCl3与其他几种物质沸点差别较大，可以通过蒸馏除去杂质；SiHCl3水解生成硅酸、氢气和氯化氢，反应的化学方程式为SiHCl3＋3H2O=H2SiO3↓＋H2↑＋3HCl。②Ⅰ中反应为Si＋3HCleq\o=,\s\uol纯硅需补充HCl：eq\f3,90%－3mol，需补充H2：eq\f1,%－1mol，补充HCl与H2的物质的量之比为eq\f3,90%－3mol︰eq\f1,%－1mol≈5︰1。B组能力提升题9．2022·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BA．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、y，则：RCO3～2H＋～CO2，RHCO32～2H＋～2CO21211222y2y2y则有2＋2y︰＋2y＝6︰5，解得︰y＝1︰2。10．2022·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B①Fe②Cu③Al④Mg⑤SiA．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。11．2022·江西师大附中模拟由下列实验事实得出的结论正确的是CA．由SiO2不能与水反应生成H2SiO3，可知SiO2不是H2SiO3的酸酐B．由SiO2＋2Ceq\o=,\s\ugO%等杂质。设计的提纯和综合应用工艺如下：

注：SiCl4的沸点是℃，金属氯化物的沸点均高于150℃1Si的原子结构示意图是______。2下列说法正确的是__abc___填序号。a．酸性：H2CO3>H2SiO3b．原子半径：O<Sic．稳定性：H2O>CH4>SiH4d．离子半径：O2－<Al3＋3向反应器中通入Cl2前，需通一段时间的N2，主要目的是__通入氮气排尽装置中的空气，防止石墨发生氧化反应，减少石墨的损失___。4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Ⅰ中的氯化物主要为__SiCl4、FeCl3、AlCl3___。由气体Ⅱ中某物质得到水玻璃的化学方程式为__SiCl4＋6NaOH=Na2SiO3＋4NaCl＋3H2O____。5步骤①为__过滤___，所得溶液Ⅳ中阴离子有__AlOeq\o\al－,2、OH－、Cl－___。6由溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ的总反应的离子方程式为__AlOeq\o\al－,2＋CH3COOCH2CH3＋2H2Oeq\o→,\s\ugCl2，其中FeCl3、MgCl2与过量的氢氧化钠溶液反应得到沉淀，而氯化铝与过量的氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，过滤得到的溶液中含有偏铝酸钠、过量的氢氧化钠、氯化钠，在溶液中加入乙酸乙酯，加热，乙酸乙酯发生水解，消耗了氢氧化钠，溶液碱性减弱，促进了AlOeq\o\al－,2水解，生成氢氧化铝沉淀。1Si是14号元素，原子核外有三个电子层，原子结构示意图是2碳的非金属性强于硅，所以酸性：H2CO3>H2SiO3，故a正确；硅有三个电子层，氧只有两个电子层，所以原子半径：O<Si，故b正确；元素非金属性越强，简单氢化物越稳定，所以稳定性：H2O>CH4>SiH4，故c正确；电子层结构相同，核电荷数越多，离子半径越小，所以离子半径：O2－>Al3＋，故d错误。3石墨化学性质在常温下稳定，而在高温下可与氧气发生反应，所以通入氮气排尽装置中的空气，防止石墨发生氧化反应，减少石墨的损失。4石墨与过量Cl2高温条件下反应后，石墨中的氧化物杂质均转变为相应的氯化物，根据杂质的含量可知，气体Ⅰ中氯化物主要为SiCl4、AlCl3、FeCl3等，SiCl4的沸点为℃，金属氯化物的沸点均高于150℃，80℃冷却得到的气体Ⅱ含有SiCl4及CO，SiCl4与NaOH溶液反应得到Na2SiO3与NaCl，化学方程式为SiCl4＋6NaOH=Na2SiO3＋4NaCl＋3H2O。5金属氯化物的沸点均高于150℃，则固体Ⅲ中存在AlCl3、FeCl3、MgCl2，其中FeCl3、MgCl2与过量的NaOH溶液反应得到沉淀，而AlCl3与过量的NaOH溶液反应生成NaAlO2，搅拌、过滤得到溶液Ⅳ，故溶液Ⅳ中的阴离子有AlOeq\o\al－,2、OH－、Cl－。6偏铝酸钠发生水解，加入乙酸乙酯除去过量的氢氧化钠，且加热条件下AlOeq\o\al－,2的水解平衡向正向移动，得到氢氧化铝沉淀、醋酸钠、乙醇，由溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ的总反应的离子方程式为AlOeq\o\al－,2＋CH3COOCH2CH3＋2H2Oeq\o→,\s\unO2＋4H＋＋2Cl－eq\o=,\s\un2＋＋Cl2↑＋2H2O____。2装置A中g管的作用是__平衡压强___；装置C中的试剂是__浓H2SO4___；装置E中的h瓶需要冷却的理由是__SiCl4沸点较低，用冷却液冷却可得到液态SiCl4___。3装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏类似多次蒸馏得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是__Al、Cl、P____填写元素符号。[解析]根据题中信息可知A为Cl2的发生装置，B、C为Cl2净化装置，D中发生反应2