1、基础课时1碳、硅及其化合物(时间：45分钟)1近几年我国载人飞船多次升空，显示出我国航天技术已进入世界一流，飞船应用了许多尖端的合成材料。据报道我国科学家近年来研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料，其主要成分是由碳化硅陶瓷和碳纤维复合而成的。下列相关叙述不正确的是()。A它耐高温抗氧化B它比钢铁轻，强度大，但质地较脆C它没有固定熔点D它是一种新型无机非金属材料解析航空材料具有质轻、高强度、耐高温、抗氧化等性能，又由题中信息可知，该材料具有一定的韧性，故B错，A正确；复合材料属于混合物，没有固定的熔点，碳化硅高温结构陶瓷和碳纤维复合而成的材料属于新型无机非金属材料，C、D正确。答案B2关于硅及
2、其化合物的叙述中，错误的是()。A硅是良好的半导体材料B二氧化硅能与石灰石反应：SiO2CaCO3CaSiO3CO2C可以用焦炭还原二氧化硅生产硅：SiO22CSi2COD水泥的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2解析水泥的主要成分是3CaOSiO2、2CaOSiO2、3CaOAl2O3；玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2。答案D3下列离子方程式书写正确的是()。A往澄清石灰水中通入过量的二氧化碳：Ca22OHCO2=CaCO3H2OB往碳酸钠溶液中加入二氧化硅：COSiO2=SiOCO2C二氧化硅与烧碱溶液反应：SiO22OH=SiOH2D硅酸与烧碱溶液中和：
3、H2SiO32OH=SiO2H2O解析A项，往澄清石灰水中通入过量的二氧化碳生成的是Ca(HCO3)2；B项，SiO2与Na2CO3溶液不反应；C项，二氧化硅与烧碱溶液反应不能生成H2；D项正确。答案D4常温下，下列不发生反应的一组物质是()。硅与NaOH溶液硅与盐酸硅与氢氟酸二氧化硅与碳酸钠二氧化硅与NaOH溶液二氧化硅与浓硝酸ABCD解析Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2，Si4HF=SiF42H2，SiO22NaOH=Na2SiO3H2O。答案D5下列、因果描述正确且二者有必然联系的是()。(原因)(结果)A木炭呈黑色木炭常用作能源B一氧化碳具有还原性工业上用一氧化碳冶炼金属C碳
4、酸钠属于碱类用热的纯碱溶液清洗油污器具D二氧化碳是酸性氧化物二氧化碳能与水反应解析A项，二者之间没有联系；C项，描述错误，碳酸钠属于盐类；D项，二者没有联系。答案B6(2014陕西质检)下列关于SiO2和CO2的叙述中不正确的是()。A都是共价化合物B都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应C都能溶于水且与水反应生成相应的酸DSiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨解析二氧化硅不溶于水，硅酸是利用可溶性硅酸盐与酸反应制得的。答案C7下列离子方程式不正确的是()。A石英与烧碱反应：SiO22OH=SiOH2OB硅与烧碱反应：Si2OH=SiOH2C硅酸钠溶液中通入少量CO2：SiOCO2H2O=C
5、OH2SiO3D往水玻璃中加入盐酸：2HSiO=H2SiO3解析硅与烧碱溶液反应时，H2O参与反应，Si2OHH2O=SiO2H2。答案B8将足量CO2气体通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后得到的固体物质是()。ANa2SiO3BNa2CO3、Na2SiO3CNa2CO3、SiO2DSiO2解析将足量CO2气体通入水玻璃中，发生反应：2CO2Na2SiO32H2O=H2SiO32NaHCO3；加热蒸干，高温灼烧时发生反应：H2SiO3H2OSiO2；2NaHCO3Na2CO3CO2H2O；Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，所以最后所得固体物质是N
6、a2SiO3，故选A项。答案A9将足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量(n)和通入CO2体积(V)的关系正确的是()。解析CO2与KOH和Ca(OH)2都会反应，但存在着竞争，如果先与KOH反应，则反应后生成的K2CO3立即会与Ca(OH)2反应生成CaCO3，因此，可以看成CO2先与Ca(OH)2反应，所以通CO2后立即有CaCO3生成。第二步还要判断CO2是先跟KOH反应还是先与生成的CaCO3反应，同样可以采用假设法判断，即如果先与CaCO3反应，则生成的Ca(HCO3)2又会与KOH反应，因此应是先与KOH反应，此过程生成沉淀的物质的量不变，当KOH反
7、应完全，再与CaCO3反应，直至沉淀完全溶解，故选D。答案D10用如图装置来分离CO2和CO混合气体并干燥，图中a、c、d为止水夹，b为分液漏斗活塞，通过Y形管和止水夹分别接两个球胆，现装置内空气已排尽，为使实验成功，甲、乙、丙分别盛放的试剂为()。甲乙丙A饱和NaHCO3溶液12 molL1盐酸18.4 molL1 H2SO4B饱和Na2CO3溶液2 molL1 H2SO4饱和NaOH溶液C饱和NaOH溶液2 molL1 H2SO418.4 molL1 H2SO4D18.4 molL1 H2SO4饱和NaOH溶液18.4 molL1 H2SO4解析分离CO2和CO应该先用碱溶液吸收CO2，干
8、燥后用一个球胆收集CO，然后再用酸与甲中溶液反应生成CO2，干燥后用另一个球胆收集，故丙装置中盛的一定是浓硫酸(18.4 molL1 H2SO4)，其中乙中的酸应选用2 molL1的硫酸，而不能选用盐酸，因为盐酸易挥发HCl气体而混进CO2中。另外，饱和NaHCO3溶液不能吸收CO2，用饱和Na2CO3溶液吸收CO2，再用酸制CO2时会改变CO2的量，且吸收效果不如饱和NaOH溶液，故选C。答案C11硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。(1)下列物质不属于硅酸盐的是_。A陶瓷B玻璃C水泥D生石灰(2)SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2与氢氧化钠溶液反应的化
9、学方程式为_，工艺师常用_(填物质名称)来雕刻玻璃。(3)用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明Na2SiO3可用作_。Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是_。A普通玻璃坩埚B石英玻璃坩埚C氧化铝坩埚D铁坩埚(4)工业上常利用反应2CSiO2Si2CO制备硅单质，该反应中所含元素化合价升高的物质是_(填化学式，下同)，氧化剂是_。解析(1)生石灰是CaO，为碱性氧化物且不含Si，不属于硅酸盐。(2)SiO2与NaOH溶液反应的化学方程式为SiO22NaOH=Na2SiO3H2O。由于SiO2能溶于氢氟酸，因此工艺师常用氢氟酸来雕刻玻
10、璃。(3)Na2SiO3 水溶液又称“水玻璃”，具有阻燃的功能，因此可用作防火剂。SiO2和Na2CO3在高温下反应生成Na2SiO3和CO2，故含SiO2的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及Al2O3等都能与Na2CO3在高温下反应，故不能用以上材质的坩埚熔融纯碱。(4)题给反应中C(碳)被氧化，SiO2中4价的硅被还原，因此SiO2作氧化剂。答案(1)D(2)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O氢氟酸(3)防火剂D(4)CSiO212(2014南昌模拟)硅及其化合物对人类现代文明具有特殊贡献。请回答下列有关问题：(1)硅原子的结构示意图为：_。(2)下列物品或设备所用材料属于硅酸盐的是_
11、_。长江三峡水泥大坝光导纤维陶瓷坩埚普通玻璃硅太阳能电池ABCD(3)下列说法正确的是_。A在粗硅的制取中发生2CSiO22COSi，硅被还原，所以碳的还原性大于硅的还原性B硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中C用SiO2制取硅酸，应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应，然后再通入CO2D由Na2CO3SiO2CO2Na2SiO3可知硅酸的酸性大于碳酸(4)常温下，SiCl4为液态，沸点为57.6 ，在空气中冒白雾。制备高纯度硅的中间产物SiCl4中溶有液态杂质，若要得到高纯度SiCl4，应采用的方法是_；用化学方程式及必要的文字解释SiCl4在空气中冒白雾的原因：_。解析
12、(2)长江三峡大坝的水泥中含有硅酸盐，光导纤维的主要成分是SiO2，不是硅酸盐，陶瓷坩埚中含有硅酸盐，玻璃中含有硅酸盐，硅太阳能电池中含有单质硅的成分，不含硅酸盐。(3)依据元素周期律，硅的还原性大于碳，A项反应能发生是因为CO气体不断逸出，使平衡向右移动；硅酸钠是一种黏合剂，能够把瓶塞和瓶颈黏合在一起，B错误；D选项中的反应不是在水溶液中进行的，且产物中有气体生成，与酸性强弱无关，D错误。(4)分离液体混合物可以选择蒸馏的方法，但因为SiCl4能够水解，所以必须选择无水(无水蒸气)的环境进行该操作；SiCl4在空气中与水蒸气反应生成H2SiO3和HCl，其中HCl在空气中遇到水蒸气产生白雾。
13、答案(1)(2)D(3)C(4)在干燥条件下蒸馏SiCl43H2O=H2SiO34HCl，HCl遇水蒸气产生白雾13(2014北京海淀模拟)硅及其化合物在自然界广泛存在并被人类应用。(1)氮化硅膜与二氧化硅膜相比较具有表面化学性能稳定等优点，故氮化硅膜可用于半导体工业。可以用NH3和SiH4(硅烷)在一定条件下反应，并在600 T的加热基板上生成氮化硅膜：3SiH44NH3Si3N412H2以硅化镁为原料制备硅烷的反应和工业流程如下：反应原理：4NH4ClMg2Si4NH3SiH42MgCl2(H0)NH4Cl中的化学键类型有_，SiH4的电子式为_。上述生产硅烷的过程中液氨的作用是_ _。氨
14、气是重要的工业原料，写出氨气发生催化氧化反应生成NO的化学方程式_，实验室可利用如右图所示装置完成该反应。在实验过程中，除观察到锥形瓶中产生红棕色气体外，还可观察到有白烟生成，白烟的主要成分是_。(2)三硅酸镁(Mg2Si3O8nH2O)难溶于水，在医药上可做抗酸剂。它除了可以中和胃液中多余的酸之外，生成的H2SiO3还可覆盖在有溃疡的胃表面，保护其不再受刺激。三硅酸镁与盐酸反应的化学方程式为_ _。将0.184 g三硅酸镁加入到50 mL 0.1 molL1盐酸中，充分反应后，滤去沉淀，用0.1 molL1 NaOH溶液滴定剩余的盐酸，消耗NaOH溶液30 mL，则Mg2Si3O8nH2O中
15、的n值为_。(注：Mg2Si3O8的摩尔质量为260 gmol1)。解析(1)液氨的作用是制冷、吸收热量，保证反应在常温下进行，并不参与反应。(2)书写Mg2Si3O8nH2O与HCl反应的化学方程式时，Mg2Si3O8nH2O要以整体形式出现。Mg2Si3O8nH2O4HCl=3H2SiO32MgCl2(n1)H2O1 mol4 molx mol0.002 molx0.000 50000 5(26018n)0.184，n6。答案(1)极性键(或共价键)、离子键吸收热量，保证反应在常温下进行(答“制冷”或“降温”均可)4NH35O24NO6H2ONH4NO3(或硝酸铵)(2)Mg2Si3O8nH2O4HCl=3H2SiO32MgCl2(n1)H2O6