综合检测-(十)碳、硅单质及其化合物.docx

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1、1 ,下列关于C、Si两种非金属元素的说法中，正确的是（）A.两者结合形成的化合物是共价化合物B.在自然界中都能以游离态存在C.氢化物的热稳定性比较：CH4Si,故氢化物的热稳定性SiH4V CH4,故C错；SiO2既不溶于水，也不和水反应，故D错。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 或用途不相符的一组是（）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FezCh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 .下列变化中，不能一步实现的是

2、（）A. Na2SiO3-H2SiO3B. H2SiO3-SiO2C. SiO2-H2SiO3D. SiO2Na2SiO3外酸NiOH解析：选 C Na2SiO3-H2SiO3； H2SiO3SiO2, SiO2-Na2SiO3, SiCh 不与 H2O 反应，故不能一步转化为HzSiCh。4 .下列离子方程式的书写正确的是（）A.水玻璃中通入过量二氧化碳：Na2s i03+C02 + H2O=2Na+COf + H2SiO38 .澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca（OH）2 + 2CO2=Ca2+ + 2HCO；C.硅与氢氟酸的反应：Si+4H+4F-=SiF4 t +2H2 tD.二氧化硅

3、溶于烧碱溶液中：SiO2+2OH-=SiOr + H2O解析：选D A项，NazSiCh是强电解质，应拆成Na*、SiOf,且应生成HCO,错误; B项正确写法是CCh+OlT=HCO，错误；C项，氢氟酸是弱酸，不能拆分成H+和F, 错误。5 .如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，下列说法正确的是（）A. SiCh属于两性氧化物B.盛放Na2cCh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还原反应解析：选C SiCh是酸性氧化物，A错误；Na2cCh溶液呈碱性，试剂瓶不能用玻璃塞, B错误；图中有的转化不是氧化还原反应，例如SiCh与NaOH溶液的反应，D错误

4、。6 .甲气体可发生如下变化：甲气体乙气体丙气体乙气体丁固体。则甲、乙、丙、丁分别为()A. C02 CO、 O2、 CaOB. O2、 CO CO2、 CaCOaC. O2、 CO2、 CO、 CaCOsD. 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,则反推丙是CO,则甲是。2, 丁是CaCO3。7 .下列除杂方法正确的是()A. SiCh中含有AI2O3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HC1杂质，可以通

5、过盛有Na2co3溶液的洗气瓶D. Na2c。3溶液中含有Na2SiO3杂质，可以通入足量的CCh，然后过滤解析：选B A项，SiCh、AI2O3均与NaOH溶液反应；C项，应通过盛有饱和NaHCCh 溶液的洗气瓶；D项，引入NaHCCh杂质。8 .下列说法正确的是()A.高温下，可在试管内完成焦炭和石英砂(SiCh)制取硅的反应8 . C02和钠在一定条件下反应可以得到金刚石和碳酸钠，反应中氧化剂和还原剂物质 的量之比是3： 4C.现代海战通过喷放液体SiC14(极易水解)和液氨可产生烟幕，烟幕的主要成分是NH4。D.从燃煤烟道灰(含GeO2)中提取半导体材料单质信(Ge),没有发生氧化还原

6、反应 解析：选C A项，试管自身含有SiCh,高温条件下可以和焦炭反应；B项，CCh和Na 在一定条件下反应可以得到金刚石和Na2co3,反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是1 ： 4; C项，SiCl，极易水解)水解后生成H2SiC)3和HC1, HC1易和NH3反应生成NH4cl固体； D项，由GeCh提取半导体材料单质错(Ge)发生了氧化还原反应。9 .蛇纹石由MgO、AI2O3、SiCh、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SiCh10 将蛇纹石试样直

7、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(0H)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、AI2O3、Fe2C)3溶解形成含 Mg?*、Al3+ Fe3+和H+的溶液Y,而SiCh不溶解形成沉淀X,溶液Y中加入过量NaOH溶 液,将得到Fe(0H)3和Mg(0H)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AI2O3和SiCh溶解形成A103和SiOF,而MgO和FezCh不溶解形成沉淀，B 错

8、误。10.水玻璃(NazSiCh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(SiC)2： 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A A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，NazS

9、iCh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。11 . A、B、C、D、E五种物质中均含有同一种非金属元素，它们能发生如图所示的转 化关系，该元素(用R表示)的单质能与NaOH溶液反应生成盐(NazRCh)和氢气。请回答下列问题：(1)写出各物质的化学式：A； B； C； DE 0(2)写出反应的化学方程式：该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 o(3)写出反应的离子方程式：(4)写出反应的离子方程式：(5)H2cCh的酸性强于E,请用离子方程式予以证明：

10、解析：解答本题的“突破口”是非金属元素R的单质能与NaOH溶液反应生成盐(Na2RO3) 和氢气，说明是硅及其化合物之间的转化。“突破口”是反应条件“高温”，A在高温条件 下，能与焦炭、CaCO3发生反应，则A为SiO2o从而推知B为CaSiO3, D为Si, E为H2SiO3o答案：(l)SiCh CaSiO3 Na2SiO3 Si H2SiO3(2)SiO2+2CSi + 2CO t1 ： 2(3)Si+20H- + H2O=SiOF + 2H2 t(4)SiOF+Ca2+=CaSiO3 I(5)SiOf+CO2+H2O=H2SiO3 I +COf12 .某实验小组设计了如图装置对焦炭还原

11、二氧化硅的气体产物的成分进行探究。已知：PdCL溶液可用于检验CO,反应的化学方程式为CO+PdCl2+H2O=CO2+2HC1 +Pd(产生黑色金属钿粉末，使溶液变浑浊)。(1)实验时要通入足够长时间的N2,其原因是(2)装置B的作用是O一(3)装置C、D中所盛试剂分别为、，若装置C、D中溶液均变浑浊，且经检测两气体产物的物质的量相等，则该反应的化学方程式为(4)该装置的缺点是(5)资料表明，上述反应在焦炭过量时会生成副产物SiC。取18 gsiO2和8.4 g焦炭充分 反应后收集到标准状况下的气体13.44 L,假定气体产物只有CO,固体产物只有Si和SiC, 则Si和SiC的物质的量之比

12、为 o(6)设计实验证明碳酸的酸性比硅酸的强解析：(1)C与SiCh反应要在高温下进行，而高温下C与空气中。2反应，所以实验前要 通入足够长时间的N2将装置中的空气排尽。(2)根据装置图可知，B装置作安全瓶，防止倒 吸。(3)根据元素守恒，C与SiCh反应可能生成CO也可能生成C02,所以C装置用来检验 CO2, D装置用来检验CO,所以C、D装置中所盛试剂分别为澄清石灰水、PdC12溶液；若 装置C、D中溶液均变浑浊，说明既有CO2又有CO。由于两气体产物的物质的量相等，根 据元素守恒可知化学方程式为3SiO2+4C2CO2+2CO+3Sio (4)CO有毒，不能排放到空气中，18 P而该装

13、置缺少尾气吸收装置吸收未反应的COo (5)18 g SiCh物质的量一=0.3 60 g-molmol,8.4 g焦炭物质的量=2=。7 mol,充分反应后收集到标准状况下的气体13.44 L,13 44 L其物质的量=7皆FT=0.6 mol,假定气体产物只有CO,固体产物只有Si和SiC,则有: 22.4 L-molSiO2 +0.3 molSi +10.1 molSiO2 +0.3 molSi +10.1 mol2C 0.6 mol C10.1 mol2CO + Si0.6 mol 0.3 molSiC10.1 mol故Si和SiC的物质的量之比为0.2mol ： 0.1 mol=2

14、： 1。(6)脸证碳酸、硅酸的酸性强弱， 将CO2气体通入硅酸钠溶液发生反应CO2+H2O+Na2SiO3=Na2CO3 + H2SiO3 I，溶液变浑 浊，说明酸性H2co3H2SiO3。答案：(1)将装置中的空气排尽，避免空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气对实验产生干扰 (2)作安全瓶，防止倒吸(3)澄清石灰水PdCL溶液3SiO2+4C2CO2+2CO+3Si (4)缺少尾气吸收装置(5)2 ： 1 (6)向硅酸钠溶液中通入二氧化碳气体，溶液变浑浊，证明碳酸酸性大于硅酸13. I .清洗和制绒是硅晶片制作的重要步骤之一，硅片化学清洗的主要目的是除去硅片 表面杂质(如某些有机物、无机盐、金属、

15、Si、SiO2、粉尘等)。常用的化学清洗剂有高纯水、 有机溶剂、双氧水、浓酸、强碱等。其中去除硅的氧化物，通常用一定浓度的HF溶液，室 温条件下将硅片浸泡一至数分钟。制绒是在硅片表面形成金字塔形的绒面，增加硅对太阳光 的吸收。单晶制绒通常用NaOH、NazSiCh等混合溶液在7590 反应2535 min,效果良 好。回答下列问题：写出晶片制绒反应的离子方程式：对单晶制绒，1990年化学家Seidel提出了一种电化学模型，他指出Si与NaOH溶液的 反应，首先是Si与OHT反应，生成SiO，然后SiO厂迅速水解生成H4SiCU。基于此原理分 析反应中氧化剂为 O(2)某化学兴趣小组同学，为验证

16、Seidel的理论是否正确，完成以下实验：实验事实事实一水蒸气在600 时可使粉末状硅缓慢氧化并放出氢气事实二盛放于柏或石英器皿中的纯水长时间对粉末状还原硅无腐蚀作用事实三普通玻璃器皿中的水仅因含有从玻璃中溶出的微量的碱便可使粉末状硅在其中缓 慢溶解事实四在野外环境里，用较高百分比的硅铁粉与干燥的Ca(OH)2和NaOH点着后灼烧， 可剧烈反应放出h2事实五1 g(0.036 mol)Si和20 mL含有1 g NaOH(0.025 mol)的溶液，小心加热(稍微预热)， 收集到约1 700 mL H2,很接近理论值(1 600 mL)结论：从实验上说明碱性水溶液条件下，H2O可作 剂；NaO

17、H作 剂，降低反应 o高温无水环境下，NaOH作 剂。II.在工业中利用镁制取硅：2Mg + SiCh高温,2MgO + Si,同时有副反应发生：2Mg + Si 高温,MgzSi, MgzSi遇盐酸迅速反应生成SiHM硅烷），SiH4在常温下是一种不稳定、易分解的 气体。如图是进行Mg与SiCh反应的实验装置：（3）由于氧气的存在对该实验有较大影响，实验中应通入气体X作为保护气，试管中的固 体药品可选用（填字母）。a.石灰石 b.锌粒 c.纯碱（4）实验开始时，必须先通入X气体，再加热反应物，其理由是当反应开始后，移走酒精灯反应能继续进行，其原因是（5）反应结束后，待冷却至常温时，往反应后的

18、混合物中加入稀盐酸，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解析：（1）晶片制绒反应的离子方程式为Si + 2OFT + H2O=SiOM +2H2 t ;在该反应中 氧化剂为NaOH。（2）由题中实验事实分析可知，碱性水溶液条件下，比0可作氧化剂，NaOH 作催化剂降低反应活化能；高温无水环境下，NaOH作氧化剂。（3）由于氧气的存在对该实验 有较大影响，实验中应通入还原性气体X作为保护气，试管中的固体药品可选用锌粒，使其 发生反应产生H2,为反应的顺利进行创造有利的条件。（4）实验开始时，必须先通入X气体, 再加热反应物，是为了让H2排尽装置内的空气，避免空气中的成分对实验造成影响；该反应 为放热反应，可利用自身放出的热量维持反应进行。（5）Mg2Si与HC1会发生复分解反应生成MgCb和SiH4, SiE常温下可自燃，故有闪亮的火星。答案：（l）Si + 2OH+H2O=SiOM +2H2 t NaOH（2）氧化催化活化能氧化（3）b（4）让氢气排尽装置内的空气，避免空气中的成分对实验产生影响 该反应为放热反应， 可利用自身放出的热量维持反应进行（5）Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4 t、SiH4+2O2=SiO2 I +2H2O