2021届一轮复习人教版-碳硅及其化合物-作业

碳、硅及其化合物时间：45分钟1．?天工开物?记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无砂粘(黏)土而为之〞，“凡坯既成，枯燥之后，那么堆积窖中燃薪举火〞，“浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法〞。以下说法中错误的选项是(C)A．黏土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料B．“燃薪举火〞使黏土发生复杂的物理化学变化C．沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐D．烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦解析：沙子的主要成分是二氧化硅，黏土的主要成分为硅酸盐，C项错误。2．化学与生产、生活密切相关，以下与化学有关的说法错误的选项是(B)A．水玻璃可作木材防腐剂和阻燃剂B．“大漠孤烟直〞描述的是物质升华的过程C．蒸馏法是常用的海水淡化的方法之一D．黏土既是制水泥的原料又是制作陶瓷的原料解析：水玻璃具有耐酸、耐高温等性能，可用作木材防腐剂和阻燃剂，故A正确；“大漠孤烟直〞中的“烟〞指烽火台燃起的狼烟，并非物质升华的过程，故B错误；蒸馏法是常用的海水淡化的方法之一，故C正确；生产陶瓷的原料是黏土，生产水泥的原料是石灰石、黏土，故D正确。3．以下说法中不正确的选项是(D)A．SiO2能与HF反响，因此可用HF刻蚀玻璃B．向Na2SiO3溶液中逐滴参加稀盐酸制备硅酸凝胶C．氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，其化学式为Si3N4D．石英是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能解析：SiO2能与HF反响，因此可用HF刻蚀玻璃，A正确；向Na2SiO3溶液中逐滴参加稀盐酸制备硅酸凝胶，B正确；氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，其化学式为Si3N4，C正确；硅是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能，石英的主要成分是SiO2，D错误。4．碳是构成地球生命的一种重要非金属元素，碳单质很早就被人认识和利用，碳的一系列化合物——有机物，更是生命的根本。以下有关说法中正确的选项是(A)A．含碳的化合物数量众多，分布极广B．向空气中大量排放二氧化碳气体会形成酸雨，破坏建筑物C．碳单质有多种不同的存在形式，如金刚石、12C、14C、C60等D．煤、石油属于不可再生资源，天然气、乙醇属于可再生资源解析：碳是构成有机物的根底元素，有机物的种类繁多，即含碳的化合物数量众多，分布极广，A项正确；酸雨是SO2、NO、NO2等大量排放形成的，B项错误；12C、14C是碳的两种核素，不是单质，C项错误；煤、石油、天然气属于不可再生资源，D项错误。5．2021年国产大飞机C919试飞成功，化学工作者研发的新材料发挥了重要作用。以下关于C919的说法中错误的选项是(B)A．机身涂料中的氢氧化铝有阻燃作用B．发动机使用的高温陶瓷材料氮化硅属于硅酸盐产品C．使用的碳纤维复合材料能经受许多由温差带来的“冷冻热蒸〞的考验D．使用的第三代铝锂合金具有低密度、高比强度、优良的耐低温等性能解析：B项，氮化硅不属于硅酸盐，故B项错误；A项，氢氧化铝受热分解吸热，分解得到的氧化铝的熔点很高，所以氢氧化铝有阻燃作用，故A项正确；C项，碳纤维是主要由碳元素组成的一种特种纤维，具有出色的耐热性和低膨胀系数，所以能经受许多由温差带来的“冷冻热蒸〞的考验，故C项正确；D项，锂是世界上最轻的金属元素。把锂作为合金元素加到金属铝中，就形成了铝锂合金。参加锂之后，可以降低合金的密度，增加刚度，同时仍然保持较高的强度、较好的抗腐蚀性和耐低温性以及适宜的延展性，故D项正确。6．以下说法中正确的选项是(C)A．单质eq\o(→,\s\up17(O2))氧化物eq\o(→,\s\up17(H2O))酸或碱eq\o(→,\s\up17(NaOH或HCl))盐，硅单质可以按上述关系进行转化B．假设a、b，c分别为Si、SiO2、H2SiO3，那么可以通过一步反响实现如下图的转化关系eq\a\vs4\al\co1()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]，假设以氧化物形式可表示为Al2O3·SiO2·H2O解析：此题考查硅及其化合物的性质与转化。Si与O2反响生成SiO2，SiO2不与H2O反响，“氧化物eq\o(→,\s\up17(O2))酸或碱〞不能实现，A错误；b→c，c→a均不能通过一步反响实现，B错误；二氧化碳和二氧化硅都是酸性氧化物，都能与NaOH溶液反响生成盐和水，C正确；硅酸盐可用盐的形式或氧化物的形式表示，高岭土[Al2Si2O5(OH)4]可表示为Al2O3·2SiO2·2H2O，D错误。7．以下说法正确的选项是(C)A．在粗硅的制取反响2C＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高温))2CO＋Si中，硅被复原，所以碳的复原性强于硅的复原性B．硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠溶液可以保存在带磨口玻璃塞的试剂瓶中C．用SiO2制取硅酸，应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反响，然后再通入CO2D．由Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高温))CO2＋Na2SiO3可知硅酸的酸性强于碳酸解析：依据元素周期律可知，硅的复原性强于碳，题述反响能发生是因为产物中有CO气体生成，促进了反响的自发进行，A项错误；硅酸钠溶液是一种黏合剂，不能保存在带磨口玻璃塞的试剂瓶中，B项错误；D项中的反响不是在水溶液中进行的，且产物中有气体生成，与硅酸和碳酸的酸性强弱无关，D项错误。8．以下表达正确的选项是(D)A．因为Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高温))Na2SiO3＋CO2，所以硅酸的酸性比碳酸强B．碳和硅都是ⅣA族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的性质相似C．二氧化硅既溶于氢氧化钠溶液又溶于氢氟酸，所以二氧化硅是两性氧化物D．二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反响生成硅酸解析：A项的反响之所以能够发生，是因为生成的产物中有气体放出，促使反响顺利进行，不能通过此反响判断H2CO3与H2SiO3的酸性强弱，A错误；CO2和SiO2的物理性质差异较大，B错误；SiO2与氢氟酸的反响不属于碱性氧化物的反响，在此反响中SiO2并没有表现出碱性氧化物的性质，C错误。9．以下除杂方法正确的选项是(B)A．SiO2中含Al2O3杂质，可以参加足量NaOH溶液充分反响后过滤除去B．CO2中含有CO杂质，可以使其通过盛有CuO的玻璃管并加热除去C．CO2中含有HCl杂质，可以通过盛有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：A项，SiO2、Al2O3均与NaOH溶液反响；C项，Na2CO3溶液会吸收CO2生成NaHCO3；D项，Na2CO3溶液最终变为NaHCO3溶液。10．二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(B)①SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O②SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高温))Si＋2CO③SiO2＋4HF=SiF4＋2H2O④Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高温))Na2SiO3＋CO2⑤SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up17(高温))SiC＋2COa．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符合用难挥发性酸酐制取易挥发性酸酐e．反响⑤中SiO2未参加氧化复原反响A．aceB．bdeC．cdeD．ab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判断错误，c判断也错；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判断正确，所以选项B正确。11．用4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(B)选项操作及现象溶液A通入足量CO2，溶液变浑浊饱和Na2CO3B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Ca(OH)2溶液解析：A项，CO2＋Na2CO3＋H2O=2NaHCO3，由于NaHCO3的溶解度小，生成的NaHCO3的质量多而析出；B项，CO2＋Na2SiO3＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3，H2SiO3与CO2不反响，浑浊不会消失；C项，CO2＋Ca(ClO)2＋H2O=CaCO3＋2HClO，所以溶液变浑浊，参加的品红被HClO氧化褪色；D项，首先，CO2＋Ca(OH)2=CaCO3＋H2O，继续通CO2至过量，产生可溶于水的Ca(HCO3)2，再参加足量的NaOH，那么发生反响：2NaOH＋Ca(HCO3)2=CaCO3＋Na2CO3＋2H2O，溶液又变浑浊。12．A、B、C、D、E五种物质中均含有同一种短周期主族元素R，它们能发生如下图的转化关系，A、B、D、E四种物质均难溶于水，单质R能与NaOH溶液反响生成盐和氢气。以下说法正确的选项是(B)A．反响①中氧化剂与复原剂的物质的量之比为1∶1B．化合物A既能溶于NaOH又能溶于氢氟酸C．反响④的离子方程式为2R＋2OH－＋2H2O=2ROeq\o\al(－,2)＋3H2D．化合物C的水溶液与反响①产生的气体能够发生化学反响解析：单质R能与NaOH溶液反响生成盐和氢气，常见的是Al或Si，由图中转化关系可知，假设R是Al，那么C应为NaAlO2，但NaAlO2与过量盐酸反响生成NaCl和AlCl3，不能生成难溶物，所以R是Si，A在高温下能与焦炭和石灰石反响，说明A是SiO2，根据图中转化关系可推知，B为CaSiO3、D为Si、C为Na2SiO3、E为H2SiO3。反响①的化学方程式为SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高温))Si＋2CO，由化学方程式可知氧化剂与复原剂的物质的量之比为1∶2，故A错误；SiO2既能与NaOH溶液反响，又能和氢氟酸反响，故B正确；反响④的离子方程式为Si＋2OH－＋H2O=SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2，故C错误；反响①产生的气体是CO，Na2SiO3溶液与CO不反响，故D错误。13．不管以何种比例混合，将甲和乙两种混合气体同时通入过量的丙溶液中，一定能产生沉淀的组合是(D)序号甲乙丙①CO2SO2石灰水②HClCO2石灰水③CO2SO2Ba(NO3)2④NO2SO2BaCl2⑤CO2NH3CaCl2A.②③④B．②③④⑤C．①③④D．①②③④解析：此题考查SO2与其他气体之间的反响。对于①，由于石灰水过量，因此必有CaCO3和CaSO3沉淀生成。对于②，同样由于石灰水过量，因此必有CaCO3沉淀生成。对于③，CO2气体与Ba(NO3)2不反响，SO2气体通入Ba(NO3)2溶液后，由于溶液酸性增强，SO2将被NOeq\o\al(－,3)氧化，生成SOeq\o\al(2－,4)，因此有BaSO4沉淀生成。对于④，NO2和SO2混合后，SO2将被NO2氧化成SO3，通入BaCl2溶液后有BaSO4沉淀生成。对于⑤，当NH3过量时溶液中CaCO3沉淀生成，发生反响的化学方程式为2NH3＋CO2＋CaCl2＋H2O=CaCO3＋2NH4Cl；当NH3缺乏时，最终无沉淀生成，发生反响的化学方程式为2NH3＋2CO2＋CaCl2＋2H2O=Ca(HCO3)2＋2NH4Cl。14．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(B)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)解析：此题考查CO2与某些物质反响的图象。CO2优先与Ba(OH)2反响(图象中Oa段)，然后与KOH反响(图象中ab段)，接着与KAlO2反响(图象中bc段)，再与K2CO3反响(图象中cd段)，最后与BaCO3反响(图象中de段)，故A、C、D项正确；ab段与cd段所发生的反响不相同，故B项错误。15．氮化硅可用作高温陶瓷复合材料，在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。由石英砂合成氮化硅粉末的路线如下图：其中—NH2中各元素的化合价与NH3相同。请答复以下问题：(1)石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学反响方程式表示其原因：________________________________________________________________。(2)图示①～⑤的变化中，属于氧化复原反响的是________________________________________________________________________。(3)SiCl4在潮湿的空气中剧烈水解，产生白雾，军事工业中用于制造烟雾剂。SiCl4水解的化学反响方程式为________________________________________________________________________。(4)在反响⑤中，3molSi(NH2)4在高温下加热可得1mol氮化硅粉末和8molA气体，那么氮化硅的化学式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)在高温下SiCl4在B和C两种气体的气氛中，也能反响生成氮化硅，B和C两种气体在一定条件下化合生成A。写出SiCl4与B和C两种气体反响的化学方程式：________________________________________________________________________。解析：此题考查氮化硅的制备流程。(1)石英砂不能与碱性物质共同存放的原因是SiO2与碱性物质可以发生反响。(2)反响①是石英砂与焦炭发生氧化复原反响生成硅单质，反响②是硅单质与Cl2反响生成氯化硅，也是氧化复原反响。(3)SiCl4水解可以看作Si结合四个OH－生成H4SiO4，H4SiO4不稳定失水生成H2SiO3，Cl－结合H＋生成HCl。(4)由于3molSi(NH2)4加热生成1molSixNy和8molA，A为含H的气体，由元素守恒推断A为NH3，Si原子守恒那么x＝3，N原子守恒3mol×4＝1mol×y＋8mol×1，那么y＝4，氮化硅的分子式为Si3N4。(5)结合题给信息，SiCl4与N2、H2反响可得到Si3N4和HCl。答案：(1)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O(2)①②(3)SiCl4＋3H2O=4HCl＋H2SiO3(4)Si3N4(5)3SiCl4＋2N2＋6H2eq\o(=,\s\up17(高温))Si3N4＋12HCl16．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(反响温度为450～500℃)，四氯化硅经提纯后用氢气复原可得高纯硅。氯气的制取：(1)实验室用MnO2和浓盐酸制取氯气，假设要制得枯燥、纯洁的氯气，所需装置的接口连接顺序是________(填字母)。(2)写出实验室制取氯气的离子方程式：______________________________________________________。(3)装置A中恒压分液漏斗M与常用分液漏斗相比，其优点是________________________________________________________________________。装置D的作用是________。将上述方法制得的氯气通入以下图装置中可以制得四氯化硅。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．有关物质的熔、沸点见下表：物质SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl3沸点/℃—315—熔点/℃180(升华)300(升华)162(升华)(4)装置f中盛放的药品是________，h瓶中左边用粗导管导出物质的目的是________________________________________________________________________。(5)从h瓶得到的液体中蒸馏出SiCl4，所需用的仪器是________(填序号)。A．容量瓶B．温度计C．冷凝管D．分液漏斗(6)为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，使铁元素被复原成Fe2＋，再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化复原滴定，反响的离子方程式是5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2×10－2mol·L－1KMnO4标准溶液滴定。到达滴定终点时，消耗标准溶液20.00mL，滴定终点的现象是________________________________________________________________，残留物中铁元素的质量分数是________。解析：(1)实验室用MnO2和