2023届高考化学三轮冲刺-碳、硅及其化合物仿真模拟训练（含解析）

第页三轮冲刺碳、硅及其化合物仿真模拟训练一、选择题1．开发新材料是现代科技开展的方向之一。以下有关材料的说法正确的选项是〔〕A．氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料B．普通玻璃、有机玻璃都属于硅酸盐C．纤维素乙酸酯属于天然高分子材料D．单晶硅常用于制造光导纤维2．在一定条件下，以下各组物质不能反响的是〔〕①CO2+H2O②H2O+CO③CO+CO2④CO2+C⑤CaCO3+H2CO3⑥CO+Fe2O3⑦Mg+CO2⑧CO+Ca(OH)2⑨CO2+Na2O2A．②③⑤⑥⑨B．①④⑤⑥⑦C．①②③⑧⑨D．仅③⑧3．石棉属于硅酸盐矿物，某种石棉的化学式可表示为Ca2MgxSiyO22(OH)2，该化学式中x、y的值分别是〔〕A．5、8B．8、3C．3、8D．8、54．工业上通过反响“SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑〞制取单质硅，以下说法正确的选项是〔〕A．自然界中硅元素均以SiO2形式存在B．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反响C．该反响条件下C的复原性比Si强D．生成4.48LCO时转移电子数为0.4×6.03×10235．氯气用途十分广泛，可用于生产半导体材料硅，其生产的流程如下，以下说法正确的选项是〔〕eq\x(石英砂)eq\o(→,\s\up7(①焦炭),\s\do5(高温))eq\x(粗硅)eq\o(→,\s\up7(②氯气),\s\do5(加热))eq\x(四氯化硅)eq\o(→,\s\up7(③氢气),\s\do5(高温))eq\x(纯硅)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弱于硅的C．任一反响中，每消耗或生成28g硅，均转移2mol电子D．高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合可得高纯硅6．SiO2是一种化工原料，可以制备一系列物质(如下图)。以下说法错误的选项是〔〕A．高炉炼铁时，参加石灰石将铁矿石中的脉石(主要成分为SiO2)转化为易熔的炉渣B．纯洁的二氧化硅和单晶硅都是信息产业的重要根底材料C．用盐酸可除去石英砂(主要成分为SiO2)中少量的碳酸钙D．图中所含反响都不属于氧化复原反响7．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+CO2BaCO3↓+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固体溶解D．bc段反响的离子方程式是2+3H2O+CO22Al(OH)3↓+二、非选择题8、M元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含M元素的一种化合物W可用于制造高性能的现代通讯材料——光导纤维，W与烧碱反响生成含M元素的化合物X。(1)在元素周期表中，M位于第________族，与M同族但相对原子质量比M小的N元素的原子结构示意图为________，M与N核外电子层结构上的相同点是____________________________________________________。(2)易与W发生化学反响的酸是________，反响的化学方程式是____________________。(3)将W与纯碱混合高温熔融时发生反响生成X，同时还生成N的最高价氧化物Y；将全部的Y与全部的X在足量的水中混合后，又发生反响生成含M的化合物Z。①分别写出生成X和Z的化学方程式：_______________________________________。②要将纯碱高温熔化，以下坩埚中不可选用的是________。A．普通玻璃坩埚B．石英玻璃坩埚C．铁坩埚(4)100gW与石灰石的混合物充分反响后，生成的气体在标准状况下的体积为11.2L,100g该混合物中石灰石的质量分数是________。9、硅是重要的化学元素之一，在从传统材料到信息材料的开展过程中，其创造了一个又一个奇迹。请答复以下问题：〔1〕硅在元素周期表中的位置是________________。〔2〕工业上生产粗硅的反响有SiO2＋2CSi(粗硅)＋2CO↑；SiO2＋3CSiC＋2CO↑。假设产品中单质硅与碳化硅的物质的量之比为1∶1，那么参加反响的C和SiO2的质量之比为________。〔3〕工业上可以通过如下图的流程制取纯硅：①假设反响Ⅰ的化学方程式为Si(粗硅)＋3HClSiHCl3＋H2，那么反响Ⅱ的化学方程式为___________________________________________。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，写出该反响的化学方程式：______________________________________。③假设每一轮次制备1mol纯硅，且生产过程中硅元素没有损失，反响Ⅰ中HCl的利用率为90%，反响Ⅱ中H2的利用率为93.75%，那么在第二轮次的生产中，补充投入HCl和H2的物质的量之比是________。10、单晶硅是信息产业中重要的根底材料。通常用碳在高温下复原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，粗硅与氯气反响生成四氯化硅(反响温度450～500℃)，四氯化硅经提纯后用氢气复原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。相关信息如下：a．四氯化硅遇水极易水解；b．硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反响生成相应的氯化物；c．有关物质的物理常数见下表：物质SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5沸点/℃57.712.8－315－熔点/℃－70.0－107.2－－－升华温度/℃－－180300162请答复以下问题：〔1〕写出装置A中发生反响的离子方程式：_____________________________________。〔2〕装置A中g管的作用是______________；装置C中的试剂是____________；装置E中的h瓶需要冷却的理由是___________________________________________。〔3〕装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似屡次蒸馏)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________(填写元素符号)。〔4〕为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，使铁元素复原成Fe2＋，再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化复原滴定，反响的离子方程式为5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。①滴定前是否要滴加指示剂？_______(填“是〞或“否〞)，请说明理由：_______________________。②某同学称取5.000g残留物，经预处理后在容量瓶中配制成100mL溶液，移取25.00mL试样溶液，用1.000×10－2mol·L－1KMnO4标准溶液滴定。到达滴定终点时，消耗标准溶液20.00mL，那么残留物中铁元素的质量分数是________。11、在电子工业中利用镁制取硅的反响为2Mg＋SiO2eq\o(=,\s\up7(△))2MgO＋Si，同时会发生副反响：2Mg＋Sieq\o(=,\s\up7(△))Mg2Si，Mg2Si遇盐酸迅速反响生成SiH4(硅烷)，SiH4在常温下是一种不稳定、易自燃的气体。以下图是进行Mg与SiO2反响的实验装置。试答复以下问题：(1)由于O2和H2O(g)的存在对该实验有不良影响，实验中应通入X气体作为保护气，在A、B、C三种仪器中应参加的试剂分别是：A________，B________，C________。(填序号)①稀硫酸②浓硫酸③稀盐酸④石灰石⑤纯碱⑥锌粒(2)实验开始时，必须先通入X气体，再加热反响物，其理由是____________________________，当反响引发后，移走酒精灯，反响能继续进行，其原因是_____________。(3)反响结束后，待冷却至常温时，往反响后的混合物中参加稀盐酸，可观察到闪亮的火星，产生此现象的原因用化学方程式表示为①____________________________________，②___________________________________。参考答案及解析一、选择题1．【答案】A【解析】此题考查材料的应用判断。A、氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料，A正确；B、有机玻璃不属于硅酸盐，B错误；B、纤维素为天然高分子化合物，而纤维素乙酸酯是人工合成的，C错误；D、单晶硅是半导体材料，二氧化硅是制造光导纤维的主要材料，D错误。答案选A。2．【答案】D【解析】在一定条件下，①中生成H2CO3，②中生成CO2和H2，③中CO与CO2不反响，④中生成CO，⑤中生成Ca(HCO3)2，⑥中生成Fe和CO2，⑦中生成MgO和C，⑧中不反响，⑨中生成Na2CO3和O2，故答案选D。3．【答案】A【解析】依据化合物中元素正负化合价代数和为零，可得4+2x+4y=44+2，即x、y必须满足关系式x+2y=21，由此可知，A项正确。4．【答案】C5．【答案】A【解析】二氧化硅与碳反响生成硅和一氧化碳，四氯化硅与氢气反响生成硅和氯化氢，都是置换反响，硅和氯气反响生成四氯化硅，是化合反响，A正确；二氧化硅与碳反响生成硅和一氧化碳，四氯化硅与氢气反响生成硅和氯化氢，根据复原剂的复原性大于复原产物的复原性，那么高温下，焦炭与氢气的复原性均强于硅，B错误；28g硅的物质的量为1mol，每消耗或生成1个硅，化合价均变化4，即均转移4个电子，所以每消耗或生成28g硅，均转移4mol电子，C错误；在高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合，那么石英砂与焦炭反响，氯气与氢气反响，就不再按照题干的流程进行，不会得到高纯硅，D错误。6．【答案】D【解析】CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑，CaSiO3的熔点低于SiO2的熔点，故A项正确；光导纤维的主要成分是二氧化硅，硅可用于制作半导体、芯片，纯洁的二氧化硅和单晶硅都是信息产业的重要根底材料，故B项正确；碳酸钙溶于盐酸生成氯化钙和水以及二氧化碳，二氧化硅和盐酸不反响，可以用盐酸除去石英砂(主要成分为SiO2)中少量的碳酸钙，故C项正确；化学反响前后有元素化合价发生变化的反响一定是氧化复原反响，题图中二氧化硅与碳反响生成硅单质和一氧化碳的反响是氧化复原反响，故D项错误。7．【答案】B二、非选择题8．解析(1)M的单质可作半导体材料，含M的化合物W可用于制造光导纤维，可知M为Si，位于第ⅣA族，与之同族且相对原子质量较小的是碳元素，两者的共同点是最外层均有4个电子。(2)W为SiO2，易与氢氟酸反响生成SiF4和H2O。(3)SiO2与纯碱高温反响生成Na2SiO3(X)和CO2(Y)。(4)不管CaCO3是否过量，反响生成的CO2只由CaCO3决定，由关系式CaCO3～CO2得：eq\f(100g,mCaCO3)＝eq\f(22.4L,11.2L)，解得m(CaCO3)＝50g，石灰石的质量分数为eq\f(50g,100g)×100%＝50%。答案(1)ⅣA最外层均有4个电子(2)氢氟酸(或HF)SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O(3)①SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑；Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓②AB(4)50%9、【答案】〔1〕第三周期ⅣA族〔2〕1∶2〔3〕①SiHCl3＋H2Si(纯硅)＋3HCl②SiHCl3＋3H2OH2SiO3↓＋3HCl＋H2↑③5∶1【解析】〔1〕根据硅的原子序数为14，可知其在元素周期表中位于第三周期ⅣA族。〔2〕根据产品中单质硅与碳化硅的物质的量之比为1∶1，再利用方程式计算。假设参加反响的C为5mol，SiO2为2mol，那么二者的质量之比为(5mol×12g·mol－1)∶(2mol×60g·mol－1)＝1∶2。〔3〕①根据流程图中的信息知，反响Ⅱ的反响物有SiHCl3和H2，生成物有Si(纯硅)和HCl，利用观察法将其配平。②由于SiHCl3中Si为＋4价、H为－1价、Cl为－1价，SiHCl3与H2O发生了氧化复原反响(归中反响)，其氧化产物和复原产物均为H2，最后利用观察法将其配平。③据题意：综合以上各反响的数据可知，在第二轮次的生产中补充投入HCl的物质的量为(eq\f(3,90%)－3)mol，投入H2的物质的量为(eq\f(1,93.75%)－1)mol，二者的比值为5∶1。10、【答案】〔1〕MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O〔2〕平衡气压浓H2SO4SiCl4沸点较低，用冷却液可得到液态SiCl4〔3〕Al、Cl、P〔4〕①否MnOeq\o\al(－,4)有颜色，故不需其他指示剂②4.48%〔4〕①因MnOeq\o\al(－,4)本来有颜色，故不再需其他指示剂。②由关系式：5Fe2＋～MnOeq\o\al(－,4)51n(Fe2＋)20.00×10－3L×1.000×10－2mol·L－1n(Fe2＋)＝0.001mol，w(Fe)＝eq\f(0.001mol×\f(100mL,25.00mL)×56g·mol－1,5.00g)×1