1、温馨提示：此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。题组训练过关碳、硅单质的性质及应用 1.(2020泰安模拟)下列关于碳和硅的叙述中,正确的是()A.氧化物都能与NaOH溶液反应B.单质在加热时都能跟O2反应 C.氧化物都能溶于水生成相应的酸D.碳和硅两种元素共有两种单质【解析】选B。CO不溶于水,不能生成相应的酸,也不能与NaOH溶液反应,A错误;SiO2不溶于水,也不能与水反应生成相应的酸,C错误; 碳有金刚石、石墨、C60等同素异形体,硅有晶体硅和无定形硅等,所以两种元素共有多种单质,D错误。2.(1)下列物质能与单
2、质硅起化学反应的是_。浓HNO3水浓H2SO4氢氟酸NaOH溶液氟气氯气(2)下列事实能说明非金属性:CSi的是_。硬度:金刚石晶体硅熔、沸点:SiO2CO2酸性:H2CO3H2SiO3稳定性:CH4SiH4CO2通入Na2SiO3溶液中产生白色沉淀高温下,SiO2与Na2CO3反应相同条件下,碱性:Na2SiO3(aq)Na2CO3(aq)【解析】(1)硅单质不能溶于水,不与强酸反应。(2)硬度、熔沸点与空间结构有关,高温下SiO2与Na2CO3反应是利用了熵增原理,与非金属性强弱无关。答案:(1)(2) 【归纳提升】硅的四点特性(1)碳族元素的主要化合价一般是+2、+4价,而硅常见的是+4
3、价。(2)硅的还原性比碳强,而碳在高温下却能从SiO2中还原出硅。(3)非金属单质与强碱反应一般不生成氢气,而硅却能与强碱溶液反应产生氢气。(4)非金属单质一般不与非氧化性酸反应,而硅不但能与氢氟酸反应,而且还有H2生成(类似于较活泼金属与酸的置换反应),Si+4HFSiF4+2H2。碳、硅氧化物的性质及应用3.下列叙述正确的是()A.CO2和SiO2都是酸性氧化物,所以两者物理性质相似B.因为CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2,所以硅酸的酸性比碳酸强C.CO2和SiO2都能与碳反应,且都作氧化剂D.SiO2既能和NaOH反应,又能和HF反应,所以二氧化硅属于两性氧化物【解析】选C。 C
4、O2和SiO2都是酸性氧化物、化学性质相似,但物理性质差别很大,A项错误;硅酸的酸性比H2CO3弱,反应之所以发生,是因为CO2为气体,可以脱离反应体系,B项错误;CO2和SiO2与C反应时都作氧化剂,C项正确;SiO2与HF反应时生成的SiF4不是盐,所以SiO2不是两性氧化物,D项错误。【加固训练】用四种溶液进行实验,下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系正确的是()选项操作及现象溶液A通入CO2,溶液变浑浊,继续通入CO2至过量,浑浊消失饱和Na2CO3溶液B通入CO2,溶液变浑浊,继续通入CO2至过量,浑浊消失Na2SiO3溶液C通入CO2,溶液变浑浊,继续通入CO2至过量,浑浊不消失
5、,再加入品红溶液,红色褪去Ca(ClO)2溶液D通入CO2,溶液变浑浊,继续通入CO2至过量,浑浊消失,再加入足量NaOH溶液,又变浑浊Ca(OH)2溶液【解析】选D。A项,向饱和Na2CO3溶液中通入CO2,会发生反应生成碳酸氢钠,相同温度下碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠,所以会析出碳酸氢钠晶体,继续通入CO2气体,浑浊不消失,故错误;B项,向Na2SiO3溶液中通入CO2,会产生硅酸,硅酸是不溶于水的白色沉淀,溶液变浑浊,继续通入CO2至过量,浑浊不会消失,故错误;C项,向Ca(ClO)2溶液中通入CO2,会生成碳酸钙和次氯酸,溶液变浑浊,碳酸钙与H2O和过量的CO2反应会转化为碳酸氢钙,浑浊
6、消失,次氯酸具有强氧化性,可使品红溶液褪色,故错误;D项,向氢氧化钙溶液中通入CO2会生成碳酸钙沉淀,溶液变浑浊,继续通入CO2气体,碳酸钙转化为碳酸氢钙,浑浊消失,加入NaOH溶液后,碳酸氢钙和氢氧化钠反应会生成碳酸钙,溶液又变浑浊,故正确。【归纳提升】SiO2的两个特性(1)酸性氧化物一般能与水反应生成相应的酸,但SiO2不溶于H2O,不能直接与H2O反应生成H2SiO3。(2)酸性氧化物一般不与酸反应,但SiO2可以与氢氟酸反应:SiO2+4HFSiF4+2H2O,SiF4不是盐。高纯硅的提取4.(2020广安模拟)多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。下列有
7、关叙述正确的是()A.SiHCl3的电子式为B.SiCl4用于制备光纤C.由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质有HCl、H2等D.多晶硅性质稳定,不溶于酸,也不溶于碱【解析】选C。SiHCl3分子中硅原子最外层有4个电子,能形成4个共价键达到稳定结构,每个氢原子或氯原子能形成一个共价键达到稳定结构,电子式:,故A错误;二氧化硅是制备光纤的主要原料,不是SiCl4,故B错误;根据图知,粗硅和干燥HCl反应生成混合物,SiHCl3和氢气反应生成HCl;混合物分离得到氢气,SiHCl3和氢气反应生成HCl需要氢气,所以由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质有HCl、H2等,故C正确;硅与氢氧化钠溶液反
8、应的离子方程式为Si+2OH-+H2OSi+2H2,故D错误。【加固训练】硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题:(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如下:写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式: 。整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质,写出并配平该反应的化学方程式: ;H2还原SiHCl3过程中若混有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,从资料中查阅到下列信息:.Mg在高温条件下可与SiO2反应;.金属硅化物与
9、稀H2SO4反应生成硫酸盐和SiH4;.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、干燥;最后称量、计算,测得其产率只有预期值的63%左右。第步实验发生反应的化学方程式是 。用稀H2SO4溶解第步实验获得的固体产物时,产生爆鸣声和火花的原因是 。【解析】(2)类似于镁和二氧化碳的反应,可生成单质硅和氧化镁;在高温条件下,硅还能继续与活泼金属镁化合,发现有爆鸣声和火花,说明生成气体,应为SiH4。答案:(1)SiHCl3+H2Si+3HClSiHCl3+3H2OH2SiO3+H2+3HCl高温条件下,H2遇O2
10、发生爆炸(2)2Mg+SiO22MgO+Si、2Mg+SiMg2Si硅化镁与稀硫酸反应生成的SiH4可自燃,即发生反应Mg2Si+2H2SO42MgSO4+SiH4,SiH4+2O2SiO2+2H2O【归纳提升】在设计制备纯硅的实验题中,常遇到的知识点(1)粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3:Si(粗)+3HClSiHCl3+H2(2)SiHCl3与过量H2在高温下反应制得纯硅:SiHCl3+H2Si(纯)+3HCl(3)SiO2+2Mg2MgO+Si(4)SiHCl3、SiCl4能与水发生反应:SiHCl3+3H2OH2SiO3+3HCl+H2SiCl4+3H2OH2SiO3+4HCl(5)SiH4在空气中易自燃:SiH4+2O2SiO2+2H2O关闭Word文档返回原板块