高考化学一轮复习 跟踪检测（十）碳、硅及其化合物（含解析）-人教版高三化学试题

跟踪检测（十）碳、硅及其化合物1．硅及其化合物是带来人类文明的重要物质。下列说法正确的是()A．陶瓷、水晶、水泥、玻璃都属于硅酸盐产品B．水玻璃是纯净物，可用于生产黏合剂和防火剂C．某硅酸盐的化学式为KAlSi3O8，可用K2O·Al2O3·6SiO2表示D．高纯硅可用于制造光导纤维，高纯二氧化硅可用于制造太阳能电池解析：选C水晶的主要成分为SiO2，不属于硅酸盐产品，A错误；水玻璃是Na2SiO3的水溶液，属于混合物，B错误；用于制造光导纤维的是二氧化硅，用于制造太阳能电池的是高纯硅，D错误。2．大多数物质的俗名是根据其特殊的物理性质或用途得来的。下列物质的俗名与化学式或用途不相符的一项是()选项俗名主要成分(化学式)用途A石英SiO2集成电路B纯碱Na2CO3制备玻璃C水玻璃Na2SiO3制备硅胶D铁红Fe2O3用作油漆和涂料解析：选A石英主要用于生产玻璃和光导纤维等，晶体硅才用于制作集成电路。3．我国科学家制得了SiO2超分子纳米管。下列叙述正确的是()A．SiO2与干冰的物理性质相似B．SiO2耐腐蚀，不与任何酸反应C．工业上用SiO2制备粗硅D．光导纤维主要成分是SiO2，具有导电性解析：选CA项，SiO2熔、沸点高，干冰的熔、沸点低，两者物理性质不相似；B项，SiO2能与氢氟酸反应；C项，工业上用SiO2制粗硅：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑；D项，光导纤维主要成分是SiO2，能传导光，但是不导电。4．工业制粗硅的反应为2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑。下列说法正确的是()A．SiO2为分子晶体，Si为原子晶体B．Si是光导纤维的主要成分C．在该反应条件下，C的氧化性强于Si的氧化性D．每生成1molSi理论上转移的电子数目约为4×6.02×1023解析：选DA项，SiO2、Si晶体类型均为原子晶体，错误；B项，SiO2是光导纤维的主要成分，错误；C项，在该反应条件下，C的还原性强于Si的还原性，错误；D项，在反应中每有1molSi生成，理论上转移的电子为4mol，即约为4×6.02×1023，正确。5．下列除杂方法正确的是()A．SiO2中含Al2O3杂质，可以加入足量NaOH溶液，然后过滤除去B．CO2中含有CO杂质，可以通入盛有CuO的玻璃管且加热C．CO2中含有HCl杂质，可以通过盛有饱和Na2CO3溶液的洗气瓶D．Na2CO3溶液中含有Na2SiO3杂质，可以通入足量的CO2，然后过滤解析：选BA项，SiO2、Al2O3均能与NaOH溶液反应，错误；C项，应通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，错误；D项，引入NaHCO3杂质，错误。6．水玻璃(Na2SiO3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域，是一种重要的工业原料。如图是用稻壳灰(SiO2：65%～70%、C：30%～35%)制取水玻璃的工艺流程：下列说法正确的是()A．原材料稻壳灰价格低廉，且副产品活性炭有较高的经济价值B．操作A与操作B完全相同C．该流程中硅元素的化合价发生改变D．反应器中发生的复分解反应为SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O解析：选AA项，稻壳灰来源广泛、价格低廉，活性炭具有吸附性，有较高的经济价值，正确；B项，操作A为过滤，操作B为蒸发浓缩，是两种不同的操作，错误；C项，SiO2中硅元素的化合价是＋4价，Na2SiO3中硅元素的化合价是＋4价，所以该流程中硅元素的化合价没有发生改变，错误；D项，由复分解反应的概念可知，SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O不属于复分解反应，错误。7．甲气体可发生如下变化：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、CaO B．O2、CO、CO2、CaCO3C．O2、CO2、CO、CaCO3 D．CO、CO2、O2、Ca(OH)2解析：选C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，则丙是CO，甲是O2，丁是CaCO3。8．蛇纹石由MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3组成。现取一份蛇纹石试样进行实验，首先将其溶于过量的盐酸，过滤后，在所得的沉淀X和溶液Y中分别加入NaOH溶液至过量。下列叙述不正确的是()A．沉淀X的成分是SiO2B．将蛇纹石试样直接溶于过量的NaOH溶液后过滤，可得到红色颜料Fe2O3C．在溶液Y中加入过量的NaOH溶液，过滤得到的沉淀的主要成分是Fe(OH)3和Mg(OH)2D．溶液Y中的阳离子主要是Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、H＋解析：选B向蛇纹石试样中加入过量的盐酸，其中的MgO、Al2O3、Fe2O3溶解形成含Mg2＋、Al3＋、Fe3＋和H＋的溶液Y，而SiO2不溶解形成沉淀X，溶液Y中加入过量NaOH溶液，将得到Fe(OH)3和Mg(OH)2沉淀，A、C、D正确；将蛇纹石试样直接溶于过量的NaOH溶液，其中的Al2O3和SiO2溶解形成AlOeq\o\al(－,2)和SiOeq\o\al(2－,3)，而MgO和Fe2O3不溶解形成沉淀，B错误。9．下列说法中正确的是()A．单质eq\o(→,\s\up7(O2))氧化物eq\o(→,\s\up7(H2O))酸或碱eq\o(→,\s\up7(NaOH或HCl))盐，硅单质可以按上述关系进行转化B．若a、b、c分别为Si、SiO2、H2SiO3，则可以通过一步反应实现如图所示的转化关系C．二氧化碳和二氧化硅都可溶解在NaOH溶液中D．青花瓷胎体的原料为高岭土[Al2Si2O5(OH)4]，若以氧化物形式可表示为Al2O3·SiO2·H2O解析：选CA项，Si与O2反应生成SiO2，SiO2不与H2O反应，“氧化物eq\o(→,\s\up7(H2O))酸或碱”不能实现，错误；B项，b→c，c→a均不能通过一步反应实现，错误；C项，二氧化碳和二氧化硅都属于酸性氧化物，都能与NaOH溶液反应生成盐和水，正确；D项，硅酸盐可以用盐的形式或氧化物的形式表示，[Al2Si2O5(OH)4]可表示为Al2O3·2SiO2·2H2O，错误。10．硅及其化合物已被广泛用于生产生活中，下列说法不正确的是()A．图1是常见于汽车中的小摆件“苹果花”，它的动力源于以Si为原料的太阳能电池B．互联网通过光纤交换信息，光纤的主要原料是SiO2C．硅酸钠溶液的俗名是水玻璃，常用作木材的阻燃剂D．图2中这幅玻璃上的精美刻花，是工艺师用盐酸刻蚀玻璃形成的解析：选D工艺师用氢氟酸刻蚀玻璃，D错误。11．(2019·南京模拟)单质Z是一种常见的半导体材料，可由X通过如图所示的路线制备。其中X为Z的氧化物；Y为氢化物，分子结构与甲烷相似。回答下列问题：(1)能与X发生化学反应的酸是__________；由X制备Mg2Z的化学方程式为________________________________________________________________________。(2)由Mg2Z生成Y的化学方程式为__________________________________________，Y分子的电子式为___________________________________。解析：常见的半导体材料为Si，X为Z的氧化物，那么X为二氧化硅；Y为氢化物，且分子结构与甲烷相似，那么Y为硅烷，结构简式为SiH4。(1)二氧化硅为酸性氧化物，不溶于一般的酸，但是能溶于氢氟酸，此性质常用于腐蚀玻璃，由流程可知，二氧化硅与金属镁反应生成硅化镁，化学反应方程式为SiO2＋2Mgeq\o(=,\s\up7(△))O2↑＋Mg2Si。(2)硅化镁与盐酸反应生成硅烷，化学反应方程式为Mg2Si＋4HCl=2MgCl2＋SiH4，硅烷类似于甲烷的正四面体结构，电子式为答案：(1)氢氟酸SiO2＋2Mgeq\o(=,\s\up7(△))O2↑＋Mg2Si(2)Mg2Si＋4HCl=2MgCl2＋SiH412．某矿石含碳酸镁和石英，制备高纯硅和硅胶的工艺流程如下：(1)“硅胶”常用作________，也可以用作________的载体。A的结构式为____________。(2)制备粗硅的方程式为__________________________________________。(3)操作Ⅰ为________，操作Ⅱ为______________________________________________。(4)操作Ⅲ需要在氯化氢气流中加热脱水的原因是________________________。(5)溶液G用E酸化的方程式为__________________________________________。解析：(1)“硅胶”多孔，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。二氧化碳的结构式为O=C=O。(2)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，用焦炭还原SiO2，产物是CO而不是CO2。(3)操作Ⅰ为过滤，操作Ⅱ为蒸发结晶。(4)MgCl2·6H2O加热脱水制得MgCl2，要在氯化氢气流中进行，氯化氢氛围是防止镁离子水解。(5)Na2SiO3与HCl反应，生成NaCl和H2SiO3。答案：(1)干燥剂催化剂O=C=O(2)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO(3)过滤蒸发结晶或蒸发浓缩、冷却结晶(4)防止镁离子水解(5)Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓13．未来的交通工具将采用新一代无机非金属材料制成的无水冷发动机。这类材料中研究较多的是化合物G。(1)化合物G的相对分子质量为140，G中硅元素的质量分数为60%，另有元素Y。G可以由化合物E(含两种元素)与NH3反应而生成，同时产生HCl气体。请推断：①化合物G的化学式为____________。②1molNH3和0.75molE恰好完全反应生成G和HCl，则化合物E的分子式为____________。(2)粉末状G能够与空气中的氧气和水作用，所得产物中都有一种酸性氧化物，它是工业上生产玻璃的主要原料。与氧气反应所得的产物还有一种单质，与水反应生成的另一种产物是该种单质元素的氢化物。请写出化合物G与水反应的化学方程式________________________________________________________________________。(3)为了使化合物G能成为新一代汽车发动机材料，现采用常压下在G中添加氧化铝，经高温烧结制成一种高强度、超硬度、耐磨损、抗腐蚀的陶瓷材料，它的商品名叫“赛伦”，化学通式可表示为Si6－xAlxOxY8－x。在接近于1700℃时x的极限值约为4.0，在1400℃时x为2.0，以保持整个化合物呈电中性。试问：赛伦中Y元素的化合价为________。解析：(1)1个G