1、（人教版）碳、硅及其化合物达标检测试题（满分：100分，考试时间：60分钟）一、单项选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分1化学与人类生产、生活、社会可持续发展密切相关，下列说法错误的是(B)A“天宫一号”中使用的碳纤维，是一种新型无机非金属材料B为防止中秋月饼等富脂食品氧化变质，常在包装袋中放入硅胶C用CO2合成聚碳酸酯可降解塑料，实现“碳”的循环利用D小苏打可用于某些食品加工行业中【解析】：硅胶是用于吸水防潮的而不是防氧化。2下列关于C、Si两种非金属元素的说法中，正确的是(A)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
2、的热稳定性SiH4CH4，故C错；SiO2既不溶于水，也不和水反应，故D错。3下列说法正确的是(B)A光导纤维的主要成分是硅B常用氢氟酸(HF)来刻蚀玻璃C制普通玻璃的主要原料是烧碱、石灰石、石英D实验室用带玻璃塞的试剂瓶保存氢氧化钠溶液【解析】：A项，光导纤维的主要成分是二氧化硅，不正确；C项，制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英，不正确；D项，保存氢氧化钠溶液不能用带玻璃塞的试剂瓶，因为NaOH与玻璃的主要成分反应生成的硅酸钠是一种矿物胶，时间长了会打不开瓶塞，不正确。4下列离子方程式的书写正确的是(D)A水玻璃中通入过量二氧化碳：Na2SiO3CO2H2O=2NaCOH2SiO3B澄
3、清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca(OH)22CO2=Ca22HCOC硅与氢氟酸的反应：Si4H4F=SiF42H2D二氧化硅溶于烧碱溶液中：SiO22OH=SiOH2O【解析】：Na2SiO3是强电解质，应拆成Na、SiO，且应生成HCO，A错；B项正确写法是CO2OH=HCO；C项，氢氟酸是弱酸，不能拆分成H和F。5下列变化中，不能一步实现的是(C)ANa2SiO3H2SiO3 BH2SiO3SiO2CSiO2H2SiO3 DSiO2Na2SiO3【解析】：Na2SiO3H2SiO3；H2SiO3SiO2，SiO2Na2SiO3，SiO2不与H2O反应，故不能一步转化为H2SiO3。6将足量
4、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(A)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；2NaHCO3Na2CO3CO2H2O；Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，所以最后所得固体物质是Na2SiO3，故选A项。7下列有关叙述正确的是(D)A晶体硅是“信息革命”的支柱材料，可用于制作光导纤维B将地下输油钢管与外加直流电源的
5、正极相连以保护它不受腐蚀C化学反应伴随着能量的变化，反应物总能量一定大于生成物总能量D用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土吸收水果释放的乙烯，可达到水果保鲜的目的【解析】：用于制作光导纤维的是SiO2，故A选项错；与外加直流电源的负极相连，才可以保护金属不受腐蚀，故B选项错；只有放热反应的反应物总能量才大于生成物总能量，吸热反应相反，故C选项错；高锰酸钾溶液可以将乙烯氧化成CO2和H2O，达到水果保鲜的目的，故D选项正确。8硅作为一种新型能源被广泛开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不正确的是(C)A硅燃烧产物对环境产生的污染，容易得到有效控制B从Si(s)O2(g)SiO2(s)H858.6
6、 kJmol1可知，硅燃烧放出的热量多C自然界中硅的储量丰富，可以从自然界直接获得单质硅D硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料之一【解析】：硅在自然界中以化合态的形式存在，需通过化学反应才能获得单质硅。9下列物质：氢氟酸；浓H2SO4；烧碱溶液；Na2CO3固体；氧化钙；浓HNO3。其中在一定条件下能与SiO2反应的有( C )A B C D全部【解析】：SiO2可与烧碱溶液、氧化钙反应，表现出酸性氧化物的性质；SiO2可以与氢氟酸反应；在制玻璃过程中SiO2与Na2CO3固体反应；SiO2不能与浓硫酸和浓硝酸反应。10宣传科学知识，介绍高新科技，揭露伪科学，是科学工作者的义务，下
7、列说法正确的是(A)A以石英砂为主要原料生产光导纤维B“水玻璃”超薄透明，是一种新型装饰材料C纳米材料是一种称为“纳米”的新物质制成的材料D炭炉边放盆水，可防止煤气中毒【解析】：石英砂的主要成分是SiO2；“水玻璃”是Na2SiO3水溶液的俗称；纳米是长度单位，1 nm109m；煤气(CO)不溶于水。11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(C)ASiO2属于两性氧化物 B盛放Na2CO3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】：SiO2是酸性氧化物；Na2CO3溶液呈碱性，试剂瓶不能用玻璃塞；题图中有的转化不是氧化还原反应，例
8、如SiO2与NaOH溶液的反应。12硅及其化合物的应用范围很广。下列说法正确的是()。A硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料B粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应C反应：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2中，Si为还原剂，NaOH和H2O为氧化剂D硅能与氢氟酸反应，则硅可以与盐酸反应解析粗硅提纯涉及的反应：Si2Cl2SiCl4、SiCl42H2Si4HCl都是氧化还原反应，B错误；硅与氢氧化钠溶液反应中NaOH既不是氧化剂，也不是还原剂，只是反应物，起氧化作用的是水，C错误；硅能与氢氟酸反应，但不能与盐酸反应，D错误。答案A13用四种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错
9、误的是(A)选项操作及现象溶液A通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失饱和Na2CO3溶液B通入CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去Ca(ClO)2溶液C通入CO2，溶液变浑浊，继续通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D通入CO2，溶液变浑浊，再加入稀硝酸，沉淀不溶解Na2SiO3溶液【解析】：CO2通入饱和Na2CO3溶液会生成溶解度小的NaHCO3，以晶体的形式析出，所以A项错误；CO2与Ca(ClO)2溶液反应生成具有漂白性的HClO，B项正确；CO2与Ca(OH)2溶液反应生成CaCO3沉淀，继续通入CO2，生成Ca(HCO
10、3)2，沉淀消失，加入NaOH溶液，又生成CaCO3沉淀，C项正确；CO2与Na2SiO3溶液反应生成硅酸，硅酸不溶于稀硝酸，D项正确。14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(A)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；SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2，各反应物存在如下关系
11、，H2SiO32NaHCO3，H2SiO3SiO2,2NaHCO3Na2CO3SiO2，由上述关系可知，最后所得固体物质是Na2SiO3，故选A项。二、非选择题：本大题包括4小题，共58分15(每空3分，共15分)单质Z是一种常见的半导体材料，可由X通过如下图所示的路线制备，其中X为Z的氧化物，Y为氢化物，分子结构与甲烷相似，回答下列问题：(1)能与X发生化学反应的酸是_；由X制备Mg2Z的化学方程式为_。(2)由Mg2Z生成Y的化学反应方程式为_，Y分子的电子式为_。(3)Z、X中共价键的类型分别是_。【答案】：(1)氢氟酸；SiO2MgO2Mg2Si；(2)Mg2Si4HCl2MgCl2S
12、iH4；(3)非极性键、极性键【解析】：Z为半导体单质，则Z是Si元素；Si可与氢氟酸反应；其氧化物为二氧化硅，根据反应的流程图可知，二氧化硅与Mg反应生成Mg2Si，Mg2Si与盐酸反应生成的Y为氢化物，则Y的分子式是SiH4，加热分解可得到Si单质。其余问题可解。16(每空3分，共15分)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：、)。(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_。
13、(4)反应需在高温、隔绝氧气和无水条件下进行，其原因是_。【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【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。17（14分）甲、乙两同学在实验过程中发现盛装氢氧化钠溶液的试剂瓶底部有白色粉
14、末状固体。他们利用实验室中的其他药品和仪器对其成分进行了探究。请回答下列问题：.成分预测(1)无色玻璃的主要成分是二氧化硅、硅酸钠和硅酸钙；二氧化硅能够与氢氧化钠反应，产物是硅酸钠；而硅酸钠能溶于水。两位同学由此推知该白色粉末状固体是_。.实验方案同学甲的实验方案：在试管中加入1 mL该氢氧化钠溶液，再向其中滴加几滴石蕊试液，此时溶液的颜色是蓝色，然后向其中逐滴滴加盐酸，如果溶液颜色能够变为红色，则证明欲检测的氢氧化钠溶液中含有硅酸钠。因为硅酸钠与盐酸反应产生的硅酸能够使石蕊试液变色。同学乙的实验方案：在试管中加入1 mL该氢氧化钠溶液，再向其中滴加几滴酚酞试液，此时溶液的颜色是红色，然后向其
15、中逐滴滴加盐酸，直至溶液变为无色，如果溶液中有白色的胶状沉淀产生，则证明溶液中有硅酸钠。这是因为硅酸钠可以与酸反应产生溶解度很小的硅酸。(2)同学_(填“甲”或“乙”)的实验方案合理，写出其中反应的离子方程式_。(3)同学_(填“甲”或“乙”)的实验方案不合理，理由是_。(4)为什么可以说用玻璃瓶盛装的氢氧化钠溶液中如果有硅酸钠，就可以证明其中的白色粉末就是(1)中预测的物质？_。【答案】：(1)硅酸钙(或CaSiO3)（2分）(2)乙（1分）HOH=H2O； 2HSiO=H2SiO3 （共4分）(3)甲（2分）硅酸不溶于水，所以硅酸不能使溶液显酸性，而该实验过程中溶液变红的原因是滴加的盐酸过
16、量（2分）(4)因为玻璃的主要成分是硅酸钠、二氧化硅和硅酸钙，其中硅酸钠可溶于水，二氧化硅可以与氢氧化钠反应产生可溶性的硅酸钠，如果能够证明氢氧化钠溶液中有硅酸钠，则可以证明玻璃被氢氧化钠溶液部分“溶解”了，玻璃的主要成分中不溶解的只有硅酸钙（3分）【解析】：用排除法可以预测该白色粉末可能是CaSiO3；硅酸是一种弱酸，而且硅酸不溶于水，溶液变红是因为加入的盐酸过量，所以同学甲的实验方案不合理；同学乙设计的实验中，产生的胶状沉淀就是硅酸，说明该氢氧化钠溶液中有硅酸钠。18（14分）单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，粗硅与氯气反应生
17、成四氯化硅(反应温度450500 )，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。相关信息如下：a四氯化硅遇水极易水解；b硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；c有关物质的物理常数见下表：物质SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5沸点/ 57.712.8315熔点/ 70.0107.2升华温度/ 180300162请回答下列问题：(1)写出装置A中发生反应的离子方程式_。(2)装置A中 g管的作用是_；装置C中的试剂是_；装置E中的h瓶需要冷却的理由是_。(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是_(填写元素符号)。【答案】：（除标注外，每空3分）(1)MnO24H2ClMn2Cl22H2O(2)平衡气压（2分）浓H2SO4 SiCl4沸点较低，用冷却液可得到液态SiCl4(3)Al、B、P【解析】：依题中信息可知A为Cl2的发生装置，B、C为Cl2的净化装置，D中发生反应2Cl2SiSiCl4，生成SiCl4用E收集，B中为饱和食盐水将氯化氢气体除去，C中应为浓H2SO4除水，由表中数据可知SiCl4沸点较低，用冷却液可得到液态SiCl4；由题中信息粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，即可轻松完成第(3)问。