推荐学习2022年高考化学一轮综合复习第四章非金属及其化合物第14讲碳硅及无机非金属材料练习

生活的色彩就是学习生活的色彩就是学习K12的学习需要努力专业专心坚持K12的学习需要努力专业专心坚持生活的色彩就是学习K12的学习需要努力专业专心坚持第14讲碳、硅及无机非金属材料考纲要求1.了解C、Si元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及应用。2.了解C、Si元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。考点一碳及其重要化合物1．碳单质(1)碳单质的存在形式有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯，它们互为同素异形体。(2)结构金刚石：正四面体空间网状结构；石墨：平面正六边形层状结构。(3)物理性质：金刚石熔点高、硬度大；石墨熔点高、质软，有滑腻感。(4)主要化学性质——复原性①可燃性②与氧化物反响eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(CuO：2CuO＋C\o(=,\s\up7(△))2Cu＋CO2↑冶炼金属,SiO2：SiO2＋2C\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑制取粗硅,H2O：C＋H2Og\o(=,\s\up7(高温))CO＋H2制取水煤气))③与强氧化性酸反响eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(浓H2SO4：C＋2H2SO4浓\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O,浓HNO3：C＋4HNO3浓\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O))2．一氧化碳(1)物理性质：无色气体，有毒，难溶于水。(2)化学性质——复原性①燃烧：2CO＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2CO2，淡蓝色火焰；②复原CuO：CuO＋COeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2(冶炼金属)。3．二氧化碳(CO2)(1)一种无色、无味的气体，能溶于水，固态CO2俗称干冰。(2)与H2O、Na2O、Ca(OH)2(足量、澄清)、Mg反响的方程式分别为CO2＋H2O??H2CO3，Na2O＋CO2=Na2CO3，CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O，2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(点燃))2MgO＋C。(3)CO2在自然界中的循环①CO2的主要来源：大量含碳燃料的燃烧。②自然界消耗CO2的主要反响：a．溶于江水、海水中：CO2＋H2O??H2CO3；b．光合作用将CO2转化为O2；c．岩石的风化：CaCO3＋H2O＋CO2=Ca(HCO3)2。4．碳酸(H2CO3)弱酸性、不稳定性。碳酸(H2CO3)只能在水中存在。H2CO3在水中与CO2共存，因此常把CO2＋H2O当碳酸用。5．碳酸的酸式盐和正盐的比拟(1)在水中的溶解性①含K＋、Na＋、NHeq\o\al(＋,4)的正盐易溶于水，其余一般不溶于水；酸式盐均能溶于水。②一般来说，在相同温度下，难溶性正盐溶解度小于其酸式盐溶解度，如溶解度Ca(HCO3)2>CaCO3；可溶性正盐溶解度大于其酸式盐溶解度，如溶解度Na2CO3>NaHCO3。(2)热稳定性一般来说，热稳定性顺序为正盐>酸式盐>碳酸，如稳定性Na2CO3>NaHCO3>H2CO3。可溶性正盐>难溶性正盐，如CaCO3高温分解，而K2CO3不易分解。(3)水溶液酸碱性强弱物质的量浓度相同时，正盐溶液的pH大于其酸式盐溶液，如pH：Na2CO3溶液>NaHCO3溶液。1．碳单质及其氧化物性质用途的判断(1)12C、13C、14C是碳的三种同素异形体解析12C、13C、14C互称同位素，碳元素的三种常见的同素异形体为金刚石、石墨和(2)金刚石和石墨由相同的元素组成，因此它们具有相同的性质(×)(3)石墨转变为金刚石的反响属于氧化复原反响(×)(4)向空气中排放二氧化碳会形成酸雨(×)(5)一氧化碳易与血液中的血红蛋白结合(√)(6)木炭、一氧化碳在一定条件下都能与氧化铜反响(√)(7)大气中二氧化碳的消耗途径主要是绿色植物的光合作用(√)2．二氧化碳与盐溶液反响的判断(1)向Na2SiO3溶液中通入CO2，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊消失(×)解析H2SiO3不溶于H2CO3。(2)向Ca(ClO)2溶液中通入CO2气体，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊消失(√)解析开始生成CaCO3沉淀，CO2过量时，CaCO3又与CO2、H2O反响生成Ca(HCO3)2。(3)向CaCl2溶液中通入CO2，无明显现象，假设先通入NH3再通CO2，溶液会变浑浊(√)(4)向饱和Na2CO3溶液中通入过量的CO2气体，有晶体析出(√)解析NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小。(5)向NaAlO2溶液中通入CO2气体，一开始有白色沉淀生成，CO2过量，沉淀溶解(×)解析Al(OH)3不能溶于H2CO3。(6)向饱和NaCl的氨溶液中通入过量CO2气体，有晶体析出(√)解析会析出NaHCO3晶体。确定混合气体(CO、CO2)中含有CO气体的实验设计方法按要求答复以下问题(1)填写以下指定装置的作用A：除去混合气体中的CO2气体。B：检验混合气体中CO2是否除尽。E：除去尾气中的CO2气体。F：除去尾气中的CO气体、防止污染环境。(2)写出C中的化学方程式：CO＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2。(3)确定混合气体中含有CO气体的实验现象：B中无明显现象，C中的物质由黑色变成红色，D中的澄清石灰水变浑浊。(4)写出除去以下气体中混有的杂质(括号内为杂质)可采取的方法：①CO(CO2)：___________________________________________。②CO2(CO)：___________________________________________。答案①通过盛有浓NaOH溶液的洗气瓶②通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管题组一CO2通入碱溶液中反响产物的定量分析1．(2022·汕头模拟)将足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量(n)和通入CO2体积(V)的关系正确的选项是()答案D解析CO2与KOH和Ca(OH)2都会反响，但存在着竞争，如果先与KOH反响，那么反响后生成的K2CO3立即会与Ca(OH)2反响生成CaCO3，因此，可以看成CO2先与Ca(OH)2反响，所以通CO2后立即有CaCO3生成。第二步还要判断CO2是先跟KOH反响还是先与生成的CaCO3反响，同样可以采用假设法判断，即如果先与CaCO3反响，那么生成的Ca(HCO3)2又会与KOH反响，因此是先与KOH反响，此过程生成沉淀的物质的量不变，当KOH反响完全，再与CaCO3反响，直至沉淀完全溶解，应选D。2．标准状况下，将3.36LCO2气体通入200mL1.00mol·L－1NaOH溶液中，充分反响后溶液中c(COeq\o\al(2－,3))与c(HCOeq\o\al(－,3))的比值为(不考虑COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)的水解)()A．1∶1 B．1∶2C．2∶1 D．1∶3答案B解析n(CO2)＝eq\f(3.36L,22.4L·mol－1)＝0.150mol，n(NaOH)＝0.200L×1.00mol·L－1＝0.200moleq\f(nNaOH,nCO2)＝eq\f(0.2mol,0.15mol)＝eq\f(4,3)，即1＜eq\f(nNaOH,nCO2)＜2，反响产物为Na2CO3、NaHCO3，设其物质的量分别为x、y，那么eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(2x＋y＝0.2mol,x＋y＝0.15mol))，解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＝0.05mol,y＝0.10mol))，所以eq\f(nCO\o\al(2－,3),nHCO\o\al(－,3))＝eq\f(1,2)。题组二CO2的综合利用3．[2022·北京理综，27(1)(2)(3)]研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。(1)溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在，其中HCOeq\o\al(－,3)占95%。写出CO2溶于水产生HCOeq\o\al(－,3)的方程式：_______________________________________。(2)在海洋碳循环中，通过以下图所示的途径固碳。①写出钙化作用的离子方程式：________________________________________________。②同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O。用18O标记物质的光合作用的化学方程式如下，将其补充完整：________＋________eq\o(=,\s\up7(光能),\s\do5(叶绿体))(CH2O)x＋x18O2＋xH2O(3)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上，其准确测量是研究海洋碳循环的根底。测量溶解无机碳，可采用如下方法：①气提、吸收CO2。用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收(装置示意图如下)。将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。②滴定。将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3，再用xmol·L－1HCl溶液滴定，消耗ymLHCl溶液。海水中溶解无机碳的浓度＝________mol·L－1。答案(1)CO2＋H2O??H2CO3、H2CO3??H＋＋HCOeq\o\al(－,3)(2)①2HCOeq\o\al(－,3)＋Ca2＋=CaCO3↓＋CO2↑＋H2O②xCO22xH218O(3)①②eq\f(xy,z)解析(1)CO2溶于水生成H2CO3，H2CO3电离出H＋和HCOeq\o\al(－,3)。(2)①根据钙化作用的反响物是HCOeq\o\al(－,3)和Ca2＋，生成物是CaCO3和CO2，故不难写出反响的离子方程式为2HCOeq\o\al(－,3)＋Ca2＋=CaCO3↓＋CO2↑＋H2O。②根据元素守恒及示踪原子的标记知，方程式中的空白处为xCO2和2xH218O。(3)①该装置为洗气装置，要注意装置中长管进、短管出，且用分液漏斗滴加酸化所用试剂为稀硫酸，因HCl易挥发出来影响后续的滴定而不能用盐酸。②根据该滴定过程得关系式：CO2～HCOeq\o\al(－,3)～HCl，n(CO2)＝n(HCl)＝xmol·L－1×y×10－3L＝xy×10－3mol，所以c(CO2)＝eq\f(xy×10－3mol,z×10－3L)＝eq\f(xy,z)mol·L－1。考点二硅及其化合物无机非金属材料1．硅(Si)(1)硅的存在：硅在自然界中以化合态存在，在地壳中的含量仅次于氧。(2)物理性质：灰黑色，硬度大，熔、沸点高，具有金属光泽。(3)化学性质：常温下与F2、HF、NaOH反响；加热时能与H2化合生成不稳定的氢化物SiH4，加热时还能与Cl2、O2化合分别生成SiCl4、SiO2。涉及的化学方程式如下：①与非金属单质反响eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(O2：Si＋O2\o(=,\s\up7(△))SiO2,F2：Si＋2F2=SiF4,Cl2：Si＋2Cl2\o(=,\s\up7(△))SiCl4))②与氢氟酸反响：Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑。③与NaOH溶液反响：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑。(4)制法：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑。(5)用途：①良好的半导体材料；②太阳能电池；③计算机芯片。2．二氧化硅(SiO2)(1)二氧化硅存在于沙子、石英、水晶、玛瑙(含杂质的石英)等中。SiO2是由Si和O按个数比1∶2直接构成。Si、SiC、Si3N4、BN等也是直接由原子构成的。(2)二氧化硅的性质及用途主要物理性质硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水化学性质①与水反响不反响②与酸反响只与氢氟酸反响：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O③与碱反响(NaOH)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)④与盐反响如与Na2CO3反响：SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑⑤与碱性氧化物反响如与CaO反响：SiO2＋CaOeq\o(=,\s\up7(高温))CaSiO3用途光导纤维、光学仪器、电子部件3.硅酸和硅酸钠(1)硅酸硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱，硅酸不能(填“能〞或“不能〞)使紫色石蕊溶液变红色。①硅酸不稳定，受热易分解：H2SiO3eq\o(=,\s\up7(△))SiO2＋H2O。②硅酸能与碱溶液反响。③硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能力强，常用作枯燥剂。(2)硅酸钠(Na2SiO3)①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。②它能与酸性比硅酸强的酸反响，分别写出以下化学方程式：与盐酸反响：Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓。与CO2水溶液反响：Na2SiO3＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3。③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。(3)硅酸盐组成的表示：通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成：如硅酸钠(Na2SiO3)中表示为Na2O·SiO2，石棉(CaMg3Si4O12)可表示为CaO·3MgO·4SiO2。4．无机非金属材料(1)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。①常见硅酸盐材料比拟水泥玻璃陶瓷生产原料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英黏土主要设备水泥回转窑玻璃窑陶瓷窑②玻璃生产中的两个重要反响：Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑。(2)新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。1．关于Si、SiO2的存在、性质及用途的判断(1)硅在自然界中只以化合态的形式存在(√)(2)晶体硅熔点高硬度大，故可用于制作半导体材料(×)(3)Si和SiO2都可用于制造光导纤维(×)解析Si可用于制造半导体，SiO2用于制造光导纤维。(4)非金属性：C＞Si，那么热稳定性：CH4＞SiH4(√)(5)高温下用焦炭复原SiO2制取粗硅(√)(6)硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反响(×)(7)SiO2是酸性氧化物，可溶于强碱(NaOH)，不溶于任何酸(×)解析SiO2可溶于氢氟酸：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。(8)常温下，SiO2与氢氟酸、NaOH溶液均可反响，SiO2是两性氧化物(×)解析SiO2是酸性氧化物。2．硅酸盐、无机非金属材料性质及应用判断(1)玻璃是一种晶体，有较高的熔点(×)(2)水玻璃是一种特殊的玻璃，泡花碱属于碱(×)(3)传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料(√)(4)光导纤维、碳纳米管、氮化硅结构陶瓷等都是新型无机非金属材料(√)(5)高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点(√)(6)普通玻璃、石英玻璃、水泥、玛瑙都属于硅酸盐产品(×)(7)反响①Na2SiO3＋H2O＋CO2=Na2CO3＋H2SiO3↓，反响②Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑，两反响是相互矛盾的，不可能都发生(×)(8)硅胶多孔，吸水能力强，常用作袋装食品的枯燥剂和抗氧化剂(×)(9)用SiO2制取硅酸，将SiO2溶解在水中一段时间后可得到硅酸(×)(10)水玻璃是混合物，可用于生产黏合剂和防火剂(√)(11)硅胶是硅酸钠的水溶液失去水后形成的凝胶(×)1．硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。(1)用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明Na2SiO3可用作________。Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反响制得，高温熔融纯碱时以下坩埚可选用的是________。A．普通玻璃坩埚 B．石英玻璃坩埚C．氧化铝坩埚 D．铁坩埚(2)工业上常利用反响2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑制备硅单质，该反响中所含元素化合价升高的物质是________(填化学式，下同)，氧化剂是________。答案(1)防火剂D(2)CSiO22．写出除去以下固体粉末中混有杂质(括号内为杂质)可采取的方法，写出有关反响的方程式。(1)CaCO3(SiO2)_____________________________________________________。(2)SiO2(CaCO3)___________________________________________________________。(3)SiO2(NH4Cl)________________________________________________________。答案(1)在固体混合物中参加足量氢氧化钠溶液，充分反响后，过滤、洗涤。SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O(2)在固体混合物中参加足量稀盐酸，充分反响后，过滤、洗涤。CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O(3)方法一：在固体中参加适量水溶解、过滤。方法二：将固体混合物在坩埚中充分灼烧，除去NH4Cl。NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋HCl↑解析(1)可根据SiO2可溶于NaOH溶液除去。(2)可根据CaCO3可溶于盐酸除去。(3)可根据NH4Cl的热稳定性，或NH4Cl易溶于水的性质除去。题组一硅和二氧化硅的特性1．(2022·甘肃秦安一中第二次检测)以下表达正确的选项是()A．高温下二氧化硅与碳酸钠反响放出二氧化碳，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答案D解析B项，物质中都含有SiO2，能与氢氟酸反响；C项，石灰硬化的原理是Ca(OH)2与CO2反响生成CaCO3的过程，而水泥硬化过程中发生复杂的物理变化和化学变化。2．二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用途。a～e是对①～⑤反响中SiO2所表现的化学性质或作用进行的判断，其中正确的选项是()①SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O②SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑③SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O④Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑⑤SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高温))SiC＋2CO↑a．反响①中SiO2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃b．反响②中SiO2表现出氧化性c．反响③中SiO2表现了酸性氧化物的通性d．反响④符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性的酸酐的道理e．反响⑤中SiO2未参加氧化复原反响A．aceB．bdeC．cdeD．ab答案B解析通常用氢氟酸来刻蚀玻璃，与之对应的反响是③，因此a、c判断错误；反响②是一个置换反响，其中二氧化硅被复原，表现出氧化性，b判断正确；反响④是一个复分解反响，用难挥发的二氧化硅制取易挥发的二氧化碳，d判断正确；反响⑤中碳的化合价由0价变为－4和＋2价，硅的化合价和氧的化合价都没有改变，因此二氧化硅没有参加氧化复原反响，e判断也正确。题组二高纯硅的提取3．(2022·重庆市巴蜀中学高三月考)从石英砂制取高纯硅的主要化学反响如下：①SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si(粗)＋2CO↑②Si(粗)＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(△))SiCl4③SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up7(高温))Si(纯)＋4HCl关于上述反响的表达不正确的选项是()A．①③是置换反响，②是化合反响B．高温下，焦炭与氢气的复原性均强于硅C．任一反响中，每消耗或生成28g硅，均转移4mol电子D．高温下在炉子里将石英砂、焦炭、氯气、氢气按比例混合就能得到高纯硅答案D解析在氧化复原反响中，复原剂的复原性比复原产物的复原性强，B正确；根据元素化合价的变化，每消耗或生成28g(1mol)硅，均转移4mol电子，C正确；题中的三个反响是在三个不同的反响器中发生的，D错误。4．硅单质及其化合物应用范围很广。请答复以下问题：(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)复原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：eq\x(石英砂)eq\o(→,\s\up7(焦炭),\s\do5(高温))eq\x(粗硅)eq\o(→,\s\up7(HCl),\s\do5(573K以上))eq\x(SiHCl3粗)eq\o(→,\s\up7(粗馏))eq\x(SiHCl3纯)eq\o(→,\s\up7(H2),\s\do5(1357K))eq\x(高纯硅)①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反响方程式：___________________________________________________________________________________________________________。②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反响生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出并配平该化学反响方程式：______________________________________________；H2复原SiHCl3过程中假设混有O2，可能引起的后果是_________________________________________________________________________________________________________。(2)化学研究性学习小组在探究硅的制取方法时，从资料查阅到以下信息：Ⅰ.Mg在高温条件下可与SiO2反响；Ⅱ.金属硅化物与稀H2SO4反响生成硫酸盐和SiH4；Ⅲ.SiH4在空气中自燃。他们根据信息进行实验，当用足量稀H2SO4溶解第Ⅰ步实验获得的固体产物时，发现有爆鸣声和火花；然后过滤、洗涤、枯燥；最后称量、计算，测得其产率只有预期值的63%左右。①第Ⅰ步实验发生反响的化学方程式是___________________________________________________________________________________________________________________。②用稀H2SO4溶解第Ⅰ步实验获得固体产物时，产生爆鸣声和火花的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)①SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up7(1357K))Si＋3HCl②SiHCl3＋3H2O=H2SiO3↓＋H2↑＋3HCl高温下，H2遇O2发生爆炸(2)①2Mg＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))2MgO＋Si、2Mg＋Sieq\o(=,\s\up7(高温))Mg2Si②硅化镁与稀硫酸反响生成的SiH4可自燃，即发生反响Mg2Si＋2H2SO4=2MgSO4＋SiH4↑，SiH4＋2O2=SiO2＋2H2O解析(1)在SiHCl3中，把硅考虑为＋4价，那么氢为－1价，氯为－1价，SiHCl3水解时，－1价氢复原水中＋1价的氢，生成氢气。在设计制备纯硅的实验题中，常遇到的知识点(1)高温下用碳复原二氧化硅制得粗硅：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si(粗)＋2CO↑(2)粗硅与枯燥HCl气体反响制得SiHCl3：Si(粗)＋3HCleq\o(=,\s\up7(高温))SiHCl3＋H2(3)粗硅与枯燥Cl2反响制得SiCl4：Si(粗)＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(高温))SiCl4(4)SiHCl3与过量H2在高温下反响制得纯硅：SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up7(高温))Si(纯)＋3HCl(5)SiCl4与过量H2在高温下反响制得纯硅：SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up7(高温))Si(纯)＋4HCl(6)SiO2＋2Mgeq\o(=,\s\up7(高温))2MgO＋Si(7)SiHCl3、SiCl4能与水发生反响：SiHCl3＋3H2O=H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑SiCl4＋3H2O=H2SiO3↓＋4HCl(8)SiH4在空气中易自燃：SiH4＋2O2=SiO2＋2H2O1．以下有关硅及其化合物的表达错误的选项是()A．SO2通入Na2SiO3溶液产生胶状沉淀，证明酸性H2SO3>H2SiO3(2022·北京理综，10D)B．SiO2硬度大，故可用于制造光导纤维(2022·江苏，3C)C．HF能与SiO2反响，可用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记(2022·全国卷Ⅲ，7D)D．石英砂可用于生产单晶硅(2022·海南，4C)答案B解析A项，依据强酸制弱酸原理判断；B项，前后无因果关系。2．以下说法正确的选项是()A．硅胶作袋装食品的枯燥剂的过程中没有发生化学变化(2022·四川理综，1B)B．pH＝2的溶液中可能大量存在Na＋、NHeq\o\al(＋,4)、SiOeq\o\al(2－,3)(2022·四川理综，3B)C．向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸的离子方程式：Na2SiO3＋2H＋=H2SiO3↓＋2Na＋(2022·江苏，5D)D．向Na2SiO3溶液中通入过量SO2的离子方程式：SiOeq\o\al(2－,3)＋SO2＋H2O=H2SiO3↓＋SOeq\o\al(2－,3)(2022·山东理综，12B)答案A解析B项，酸性条件下，SiOeq\o\al(2－,3)不能大量存在；C项，Na2SiO3是可溶于水的强电解质；D项，应生成HSOeq\o\al(－,3)。3．[2022·全国卷Ⅱ，26(1)(2)(3)]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下图：答复以下问题：(1)在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需参加几滴硝酸。参加硝酸的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，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响，该反响的化学方程式为________________________________________________________________________。(3)加氨水过程中加热的目的是_____________________________________________________________________________________________________________________________。沉淀B的主要成分为___________________________________________________________________、____________________________________________________________________(填化学式)。答案(1)将Fe2＋氧化为Fe3＋双氧水(2)SiO2SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O(3)防止胶体生成，易沉淀别离Fe(OH)3Al(OH)3解析(1)Fe3＋容易在pH较小时转化为沉淀，所以需要将Fe2＋氧化为Fe3＋。双氧水可以将Fe2＋氧化为Fe3＋且不会引入杂质。(2)二氧化硅不溶于一般酸性溶液，所以沉淀A是二氧化硅。SiO2与HF反响的化学方程式为SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。(3)加热可以促进Fe3＋、Al3＋水解生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀。pH＝4～5时Ca2＋、Mg2＋不沉淀，Fe3＋、Al3＋沉淀，所以沉淀B为Fe(OH)3、Al(OH)3。1．新材料的新秀——石墨烯、氧化石墨烯已成为物理、化学、材料科学研究的国际热点课题。其结构模型如下图。以下有关说法正确的选项是()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．氧化石墨烯具有一定的亲水性答案D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，所以具有一定的亲水性，D正确。2．(2022·湖北八校联考)如何解决好碳排放问题是关系到人类可持续开展的重大课题之一。目前，采用较多的方法是对二氧化碳进行捕集封存和富集再利用。以下与二氧化碳有关的表达正确的选项是()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，高温有利于该反响自发进行D．实验室常用大理石与稀盐酸或稀硫酸反响制取二氧化碳答案C解析CO2不是大气污染物，也不能形成酸雨，A、B错；C项为熵增的吸热反响，高温有利于自发进行。3．(2022·广州模拟)硅及其化合物的应用范围很广。以下说法正确的选项是()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复原反响C．反响Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑中，Si为氧化剂D．硅能与氢氟酸反响，那么硅可以与盐酸反响答案A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，都是氧化复原反响，B项错误；硅不能与盐酸反响，D项错误。4．(2022·湖北孝感高中月考)锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)与碳、硅两元素同位于第ⅣA族，其原子序数按锗、锡、铅的顺序依次增大，那么以下推断一定不正确的选项是()A．铅可形成PbO、PbO2两种氧化物B．锗与盐酸不反响，锡、铅能与盐酸反响C．锗、锡、铅的＋4价氢氧化物的碱性：Ge(OH)4＜Sn(OH)4＜Pb(OH)4D．锗、锡、铅的金属性依次减弱答案D解析Pb在第ⅣA族，有＋2、＋4两种化合价因而可形成PbO、PbO2两种氧化物，A正确；锡、铅均排在金属活动性顺序中氢的前面，因而可与盐酸反响，B正确；同一主族从上到下金属性依次增强，因而Ge(OH)4、Sn(OH)4、Pb(OH)4的碱性依次增强，C正确、D错误。5．硅是构成无机非金属材料的一种主要元素，以下有关硅的化合物的表达错误的选项是()A．氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为Si3N4B．碳化硅(SiC)的硬度大，熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承C．光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为SiO2D．二氧化硅为立体网状结构，其晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为1∶2答案D解析A项，在氮化硅中N元素为－3价，Si元素为＋4价，那么化学式为Si3N4，正确；D项，在SiO2晶体中，一个硅原子与周围4个氧原子形成4个硅氧单键，错误。6．(2022·厦门第一中学月考)“碳捕捉技术〞是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2别离出来并利用。如可利用NaOH溶液来“捕捉〞CO2，其根本过程如以下图所示(局部条件及物质未标出)。以下有关该方法的表达中正确的选项是()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“反响别离〞环节中，别离物质的根本操作是蒸发结晶、过滤④该方法可减少碳排放，捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品A．①② B．②③C．③④ D．①④答案D解析该方法中高温反响炉别离出CO2，需要消耗较多能量，①对；整个过程中NaOH和CaO均可循环利用，②错；从捕捉室中得到的溶液中含有大量的NaHCO3，参加CaO后生成CaCO3和NaOH，通过过滤的方法即可别离，③错；捕捉到的CO2可与H2反响制备甲醇：CO2＋3H2eq\o(→,\s\up7(一定条件))CH3OH＋H2O，④对。7．化学家Seidel指出Si与NaOH溶液的反响，首先是Si与OH－反响，生成SiOeq\o\al(4－,4)，然后SiOeq\o\al(4－,4)迅速水解生成H4SiO4。以下有关说法正确的选项是()A．原硅酸钠(Na4SiO4)能迅速水解，且水解后呈碱性，故Na4SiO4为弱电解质B．石英玻璃、普通玻璃、陶瓷及水泥均属于硅酸盐产品C．2HCl＋Na2SiO3=H2SiO3↓＋2NaCl说明Cl的非金属性强于SiD．半导体工业所说的“从沙滩到用户〞是指将二氧化硅制成晶体硅答案D解析原硅酸钠(Na4SiO4)是强电解质，A项错误；石英玻璃的主要成分是SiO2，不属于硅酸盐产品，B项错误；HCl不是Cl的最高价氧化物对应的水化物，无法通过盐酸与硅酸钠的反响比拟Cl、Si的非金属性强弱，C项错误。8．如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，以下说法正确的选项是()A．SiO2属于两性氧化物B．盛放Na2CO3溶液的试剂瓶用玻璃塞C．硅胶吸水后可重复再生D．图中所示的转化都是氧化复原反响答案C解析SiO2是酸性氧化物，A错误；Na2CO3溶液呈碱性，试剂瓶不能用玻璃塞，B错误；题图中有的转化不是氧化复原反响，例如SiO2与NaOH溶液的反响，D错误。9．(2022·邢台质检)将足量CO2气体通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后得到的固体物质是()A．Na2SiO3 B．Na2CO3、Na2SiO3C．Na2CO3、SiO2 D．SiO2答案A解析将足量CO2气体通入水玻璃中，首先CO2与Na2SiO3反响生成H2SiO3和NaHCO3，灼烧时H2SiO3分解生成SiO2，高温下，SiO2与NaHCO3分解产生的Na2CO3反响，生成Na2SiO3，所以最后所得固体物质是Na2SiO3。10．用四种溶液进行实验，下表中“操作及现象〞与“溶液〞对应关系错误的选项是()选项操作及现象溶液A通入CO2，溶液变浑浊饱和Na2CO3溶液B通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液变浑浊，再参加品红溶液，红色褪去Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失，再参加足量NaOH溶液，又变浑浊澄清石灰水答案B解析由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度，因而会析出NaHCO3晶体，A项正确；B项，H2SiO3与CO2不反响，浑浊不会消失；C项，CO2＋Ca(ClO)2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO，溶液变浑浊后参加品红溶液，被HClO氧化褪色。11．(2022·大连一中模拟)将足量的CO2不断通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀的物质的量与所通入CO2的体积关系如下图。以下关于整个反响过程中的表达不正确的选项是()A．Oa段反响的化学方程式是Ba(OH)2＋CO2=BaCO3↓＋H2OB．ab段与cd段所发生的反响相同C．de段沉淀减少是由于BaCO3固体的消失D．bc段反响的离子方程式是2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2O＋CO2=2Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)答案B解析CO2优先与Ba(OH)2反响(图像中Oa段)，然后与KOH反响(图像中ab段)，接着与KAlO2反响(图像中bc段)，再与K2CO3反响(图像中cd段)，最后与BaCO3反响(图像中de段)。12．胃舒平的主要成分是氢氧化铝，同时含有三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)等化合物。(1)三硅酸镁的氧化物形式为______________________________________________________。(2)Al2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料，其原因是________(填字母)。a．Al2O3、MgO和SiO2都是白色固体b．Al2O3、MgO和SiO2都是金属氧化物c．Al2O3、MgO和SiO2都有很高的熔点答案(1)2MgO·3SiO2·nH2O(2)c解析(1)Mg2Si3O8·nH2O改写成氧化物的形式为2MgO·3SiO2·nH2O。(2)Al2O3、MgO和SiO2均具有很高的熔点，故可制耐火材料。13．在以下物质的转化关系中，A是一种固体单质，且常作半导体材料，E是一种白色沉淀，F是最轻的气体单质。据此填写：(1)B的化学式是________，目前在现代通讯方面B已被用作________的主要原料。(2)B和a溶液反响的离子方程式是______________________________________________