1、基础课时1碳、硅及其重要化合物一、选择题1科学家在不断深入的研究中，发现了一系列新的碳单质，对碳单质的研究已发展成一门独立的科学碳科学。下列关于碳单质的叙述正确的是()A碳的各种单质互称为碳的同素异形体B碳元素的各种单质结构虽然不同，但性质差别不大C碳元素的单质性质不同，其用途相同D碳元素的单质只有金刚石、石墨和C60解析碳元素的单质结构不同，物理性质差别较大，B错误；碳元素单质性质不同，用途也不相同，C错误；常见的碳元素单质有金刚石、石墨和C60，但同时还存在其他单质，D错误。答案A2下列物质性质与用途对应关系正确的是()性质用途A硅酸钠化学性质稳定制备木材防火剂B硅酸溶胶具有吸附水分的能力
2、硅作半导体的材料C二氧化硅硬度大、熔点高氢氟酸在玻璃上刻花纹D焦炭具有可燃性焦炭还原二氧化硅冶炼粗硅解析硅胶吸附水，与硅作半导体的材料无关，B错误；二氧化硅硬度大，与氢氟酸和玻璃反应无关，C错误；焦炭具有可燃性，与焦炭还原二氧化硅无关，D错误。答案A3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A B C D解析常温下，Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2，Si4HF=SiF42H2，SiO22NaOH=Na2SiO3H2O。答案D4下列、描述正确且二者有因果关系的是()A木炭呈黑色木炭常用作能源B一氧化碳
3、具有还原性工业上用一氧化碳冶炼金属C碳酸钠属于碱类热纯碱溶液去除油污D二氧化碳是酸性氧化物干冰常用于人工降雨解析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，二者之间没有联系。故选B。答案B5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()ANa2SiO3 BNa2CO3、Na2SiO3CNa2CO3、SiO2 DSiO2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；2NaHCO3Na2CO3CO2H2
4、O；Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，所以最后所得固体物质是Na2SiO3，故选A项。答案A6下列有关CO2的实验中，只能证明CO2物理性质的实验是()解析A项实验可以证明CO2的密度比空气大，且不支持燃烧，其中后者属于化学性质，错误；B项实验可以证明CO2能与石灰水反应，此为CO2的化学性质，错误；C项实验可以证明CO2与水反应生成酸性物质，此为CO2的化学性质，错误；D项实验只能证明CO2的密度比空气大，此为CO2的物理性质，正确。答案D7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：S
5、iOCO2H2O=COH2SiO3D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(2015安庆二模)化学家Seidel指出Si与NaOH溶液的反应，首先是Si与OH反应，生成SiO，然后SiO迅速水解生成H4SiO4，下列有关说法正确的是()A原硅酸钠(Na4SiO4)能迅速水解，溶液呈碱性，故Na4SiO4为弱电解质B石英玻璃、普通玻璃、陶瓷及水泥均属于硅酸盐产品C2HClNa2SiO3=H2SiO32NaCl，说明Cl的非金属性强于SiD半导体工业所说的“从沙滩到用户”是指：将二氧化硅制成晶体硅解析原硅酸钠是强
6、电解质，A项错误；石英玻璃的主要成分是SiO2，不属于硅酸盐产品，B项错误；盐酸不是Cl的最高价氧化物对应的水化物，无法通过盐酸与硅酸钠的反应比较Cl、Si的非金属性强弱，C项错误。答案D9(2015四川雅安诊断)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。ae是对反应中SiO2所表现的化学性质或作用进行的判断，其中正确的是()SiO22NaOH=Na2SiO3H2OSiO22CSi2COSiO24HF=SiF42H2ONa2CO3SiO2Na2SiO3CO2SiO23CSiC2COa反应中SiO2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃b反应中SiO2表现出氧
7、化性c反应中SiO2表现了酸性氧化物的通性d反应符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性酸酐的道理e反应中SiO2未参加氧化还原反应Aace Bbde Ccde Dab解析通常用氢氟酸来刻蚀玻璃，与之对应的反应是，因此a判断错误；中反应表现的是SiO2的特性，c判断也错；反应是一个置换反应，其中二氧化硅被还原，表现出氧化性，b判断正确；反应是一个复分解反应，用难挥发的二氧化硅制取易挥发的二氧化碳，d判断正确；反应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还原反应，e判断也正确；所以选项B正确。答案B10(2015山西名校联考)诺贝尔物理学奖曾授予“光纤之父”英国华裔科学家高锟以及两位
8、美国科学家威拉德博伊尔和乔治史密斯。光导纤维的主要成分是二氧化硅，下列关于二氧化硅的说法正确的是()A二氧化硅是酸性氧化物，因此能与水反应生成硅酸B用二氧化硅制取单质硅时，当生成2.24 L气体(标准状况)时，得到2.8 g硅C6 g的二氧化硅中含有0.2 mol的共价键D二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时发生反应解析A项，SiO2不与水反应；B项，SiO22CSi2CO，可知当生成标准状况下2.24 L气体时，得到1.4 g Si；C项，6 g SiO2为0.1 mol，含有0.4 mol SiO键；D项正确。答案D11用如图装置来分离CO2和CO混合气体并干燥，图中a、
9、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
10、.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。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C二、填空题12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_。Na2SiO
11、3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元素，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璃。答案(1)D(2)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O氢氟酸(3)防火剂D(4)CSiO213(2015天津高三模拟)晶体硅是
12、一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：高温下用炭还原二氧化硅制得粗硅；粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si3HClSiHCl3H2；SiHCl3与过量H2在1 0001 100 反应制得纯硅。已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。请回答下列问题：(1)第步制备粗硅的化学方程式为_。(2)粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0 )中含有少量SiCl4(沸点57.6 )和HCl(沸点84.7 )，提纯SiHCl3采用的方法为_。(3)用SiHCl3与过量的H2反应制备纯硅的装置如下(热源及夹持装置略去)：装置B中的试剂是_。装置C中的烧瓶需要
13、加热，其目的是_。反应一段时间后，装置D中观察到的现象是_，装置D不能采用普通玻璃管的原因是_，装置D中发生反应的化学方程式为_。为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及_。为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂是_(填写字母代号)。a碘水b氯水cNaOH溶液dKSCN溶液eNa2SO3溶液解析高纯硅的制备是以初步冶炼得到的粗硅为原料，在加热条件下与氯化氢气体反应，制成气态化合物SiHCl3，与杂质分离，然后在高温条件下用氢气还原，重新得到硅和氯化氢气体，这样就除掉杂质，得到高纯硅。(1)工业上制粗硅时，是用SiO2
14、为原料，在高温下用C还原SiO2得到粗硅：SiO22CSi2CO，这样得到的硅含有杂质，可以作为冶炼制取高纯硅的原料。(2)中由题给物质沸点的不同，可以考虑用分馏的方法来进行分离。(3)由于SiHCl3遇水强烈反应，所以反应环境必须无水，制得的氢气必须干燥，B中放的是干燥剂(浓硫酸)，常温下，SiHCl3呈液态，为了增大两者的接触面积，可以通过加热的方法使SiHCl3汽化。D装置用石英管而不用普通玻璃管的目的是两者反应需要高温，温度太高，普通玻璃管会软化。SiHCl3在空气中会自燃，必须排尽空气。铁元素的检验是利用Fe3遇KSCN溶液变红色。所以鉴定产品硅中是否含微量铁单质，试样用稀盐酸溶解后
15、，还需要的试剂是氯水和KSCN溶液。答案(1)SiO22CSi2CO(2)分馏(或蒸馏)(3)浓硫酸使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化有固体物质生成在反应温度下，普通玻璃会软化SiHCl3H2Si3HCl排尽装置中的空气bd选做题14(2015山西六校联考)以磷矿石、石英、氯化氢等为原料生产白炭黑(SiO2nH2O)、磷及甲醇，下列工艺过程原料综合利用率高，废弃物少。(1)上述反应中，属于置换反应的是_(填“”、“”、“”、“”或“”)。(2)已知SiHCl3的沸点为33.0 ，提纯SiHCl3适宜的方法是_。(3)高温下进行的反应的化学方程式为_；固体废弃物CaSiO3可用于_。(4)反应需在高温、隔绝氧气和无水条件下进行，其原因是_。解析反应为SiO22CSi2CO。从图中可以看出，反应的反应物为SiO2、C和Ca3(PO4)2，产物为CO、P和CaSiO3。反应为Si3HCl=SiHCl3H2。反应的反应物有SiHCl3和H2O，产物有HCl、H2和SiO2nH2O。反应为CO2H2=CH3OH。答案(1)、(2)分馏(蒸馏)(3)Ca3(PO4)25C3SiO23CaSiO32P5CO生产水泥、砖瓦或作为建筑材料等(4)SiHCl3会水解，同时产生的H2与O2混合会发生爆炸