2021高考化学一轮复习 课后限时集训11 碳、硅及其化合物 新人教版

1课后限时集训11碳、硅及其化合物(建议用时：25分钟)1．(2019·模拟精选)下列说法不正确的是()A．硅太阳能电池可将太阳能转化为电能B．2017年4月26日，中国第二艘航母举行下水仪式，该航母使用了素有“现代工业的骨骼”之称的碳纤维。碳纤维是一种新型的有机高分子材料C．半导体行业中有一句话：“从沙滩到用户”，计算机芯片的主要材料是经提纯的晶体硅D．高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维，光导纤维遇强碱会“断路”[答案]B2．下列关于硅材料的说法不正确的是()A．钢化玻璃与普通玻璃的主要成分基本相同B．制普通玻璃的原料是石灰石、纯碱和石英砂C．陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料D．水玻璃是纯净物，可用于生产黏合剂和防火剂[答案]D[教师用书独具](2019·寿光现代中学月考)下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是()①硅是构成一些岩石和矿物质的基本元素②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品③高纯度的硅单质是良好的半导体材料④水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂⑤二氧化硅可用作光纤以及电脑芯片A．①②③B．②③④⑤C．①③④D．②③④[答案]C3．(2019·广州模拟)下列叙述中正确的是()A．因为Na2CO3＋SiO2=====高温Na2SiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强B．碳和硅都是ⅣA族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似C．二氧化硅既溶于氢氧化钠溶液又溶于氢氟酸，所以二氧化硅是两性氧化物2D．二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反应生成硅酸D[A项的反应之所以能够发生，是因为生成的产物中有气体放出，平衡正向移动，促使反应能够顺利进行，故不能通过此反应判断H2CO3与H2SiO3的酸性强弱，A错误；CO2和SiO2的物理性质差异较大，B错误；SiO2与氢氟酸的反应不属于酸性氧化物与一般酸的反应，在此反应中SiO2并没有表现出碱性氧化物的性质，C错误。]4．(2019·合肥模拟)《天工开物》记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无沙粘(通‘黏’)土而为之”“凡坯既成，干燥之后，则堆积窑中燃薪举火”“浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法”。下列说法错误的是()A．沙子和黏土主要成分为硅酸盐B．“燃薪举火”使黏土发生复杂的物理化学变化C．烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦D．黏土是制作砖瓦和陶瓷等的主要原料A[沙子主要成分为SiO2氧化物，A错误。]5．在“南澳一号”考古直播过程中，需用高纯度SiO2制造的光纤。下图是用海边的石英砂(含氯化钠、氧化铝等杂质)制备二氧化硅粗产品的工艺流程。(1)洗涤石英砂的目的是__________________________________________。(2)在以上流程中，要将洗净的石英砂研磨成粉末，目的是_______________________________________________________________________________。(3)工业上常用纯净石英砂与C在高温下发生反应制造粗硅，粗硅中含有SiC，其中Si和SiC的物质的量之比为1∶1。下列说法正确的是________(填选项字母)。A．SiC性质稳定，能用于制造抗高温水泥B．制造粗硅时的反应为2SiO2＋5C=====高温Si＋SiC＋4CO↑C．在以上流程中，将盐酸改为NaOH溶液，也可达到目的D．纯净的SiO2只能用于制造光导纤维[答案](1)洗去石英砂中可溶的NaCl杂质(2)增大反应物之间的接触面积，增大反应速率，提高生产效率(3)B[教师用书独具](2019·鄂豫晋冀陕五省联考)某实验小组设计了如图装置对焦炭还原二氧化硅的气体3产物的成分进行探究。已知：PdCl2溶液可用于检验CO，反应的化学方程式为CO＋PdCl2＋H2O===CO2＋2HCl＋Pd↓(产生黑色金属钯粉末，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_______________________________________________。(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18gSiO2和8.4g焦炭充分反应后收集到标准状况下的气体13.44L，假定气体产物只有CO，固体产物只有Si和SiC，则Si和SiC的物质的量之比为________。[解析](1)用N2排出装置中的空气防止焦炭与O2反应。(2)A装置高温加热时，后面的溶液易倒吸进入A装置中，中间加B装置的作用是作安全瓶，防倒吸。(3)C、D是检验CO2和CO，防止CO的干扰，应先检验CO2，再检验CO。(4)CO为大气污染物，应加一尾气吸收装置。(5)n(SiO2)＝0.3mol，n(C)＝0.7mol，n(CO)＝0.6mol，故n(SiC)＝0.1mol，n(Si)＝0.3mol－0.1mol＝0.2mol。[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PdCl2溶液3SiO2＋4C=====高温2CO2↑＋2CO↑＋3Si(4)缺少尾气吸收装置(5)2∶16．实验室用H2还原SiHCl3(沸点：31.85℃)制备纯硅的装置如图所示(夹持装置和尾气处理装置略去)，下列说法正确的是()4A．装置Ⅱ、Ⅲ中依次盛装的是浓硫酸、冰水B．实验时，应先加热管式炉，再打开活塞KC．为鉴定制得的硅中是否含有微量铁单质，需要用到的试剂为盐酸、双氧水、KSCN溶液D．该实验中制备氢气的装置也可用于Na2O2与H2O制O2C[A项，Ⅲ中应装热水，使SiHCl3挥发，错误；B项，应该先打开活塞K让H2先排空，再加热管式炉，错误；D项，Na2O2溶于水，无法控制，D错误。]7．二氯二氢硅(SiH2Cl2)常用作外延法工艺中重要的硅源。易燃、有毒，与水接触易水解，沸点为8.2℃。在铜催化作用下，HCl与硅在250～260℃反应可以制得SiH2Cl2。ABCD(1)利用浓硫酸、浓盐酸为原料，选用A装置制取HCl，利用了浓硫酸的________性。(2)D装置中生成二氯二氢硅的化学方程式为______________________________________________________________________________________________。(3)按照气体从左到右的方向，制取SiH2Cl2的装置(h处用止水夹夹好)连接顺序为a→()→()→()→()→()→()→()(填仪器接口的字母，其中装置C用到2次)。(4)按从左到右的顺序，前面装置C中装的药品为______________________，后面装置C的作用为______________________________________________________________________________________________________________________。(5)反应除生成二氯二氢硅之外，还会生成H2和_______________________、________等。(6)制取SiH2Cl2的新方法是：往硅粉中先通入Cl2，在300～350℃反应生成SiCl4，然后再与HCl在250～260℃反应，可以大大提高产率。如果通入气体顺序相反，结果会________________________________________________________________________________________________________(用化学方程式表示)。[解析](1)浓硫酸具有吸水性，可以使浓盐酸挥发出HCl气体。(3)SiH2Cl2与H2O接触易水解，故D装置(制SiH2Cl2)的前后应有干燥装置。5[答案](1)吸水(2)Si＋2HCl=========250～260℃铜SiH2Cl2(3)defgbcd(4)P2O5(或无水CaCl2)尾气处理和防止空气中的水进入B中(5)SiCl4SiHCl3(6)SiH2Cl2＋2Cl2=====△SiCl4＋2HCl(或SiH2Cl2＋Cl2=====△SiHCl3＋HCl)