高考化学一轮复习 跟踪检测(十)碳、硅及其化合物(含解析)-人教版高三全册化学试题

跟踪检测（十） 碳、硅及其化合物
1．硅及其化合物是带来人类文明的重要物质。

下列说法正确的是( )
A ．陶瓷、水晶、水泥、玻璃都属于硅酸盐产品
B ．水玻璃是纯净物，可用于生产黏合剂和防火剂
C ．某硅酸盐的化学式为KAlSi 3O 8，可用K 2O·Al 2O 3·6SiO 2表示
D ．高纯硅可用于制造光导纤维，高纯二氧化硅可用于制造太阳能电池
解析：选C 水晶的主要成分为SiO 2，不属于硅酸盐产品，A 错误；水玻璃是Na 2SiO 3的水溶液，属于混合物，B 错误；用于制造光导纤维的是二氧化硅，用于制造太阳能电池的是高纯硅，D 错误。

2．大多数物质的俗名是根据其特殊的物理性质或用途得来的。

下列物质的俗名与化学式或用途不相符的一项是( )
解析：选A 石英主要用于生产玻璃和光导纤维等，晶体硅才用于制作集成电路。

3．我国科学家制得了SiO 2超分子纳米管。

下列叙述正确的是( )
A ．SiO 2与干冰的物理性质相似
B ．SiO 2耐腐蚀，不与任何酸反应
C ．工业上用SiO 2制备粗硅
D ．光导纤维主要成分是SiO 2，具有导电性
解析：选C A 项，SiO 2熔、沸点高，干冰的熔、沸点低，两者物理性质不相似；B 项，
SiO 2能与氢氟酸反应；C 项，工业上用SiO 2制粗硅：SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO↑；D 项，光导纤
维主要成分是SiO 2，能传导光，但是不导电。

4．工业制粗硅的反应为2C ＋SiO 2=====高温Si ＋2CO↑。

下列说法正确的是( )
A ．SiO 2为分子晶体，Si 为原子晶体
B ．Si 是光导纤维的主要成分
C ．在该反应条件下，C 的氧化性强于Si 的氧化性
D ．每生成1 mol Si 理论上转移的电子数目约为4×6.02×1023
解析：选D A 项，SiO 2、Si 晶体类型均为原子晶体，错误；B 项，SiO 2是光导纤维的主要成分，错误；C 项，在该反应条件下，C 的还原性强于Si 的还原性，错误；D 项，在反应中每有1 mol Si 生成，理论上转移的电子为4 mol ，即约为4×6.02×1023，正确。

5．下列除杂方法正确的是( )
A ．SiO 2中含Al 2O 3杂质，可以加入足量NaOH 溶液，然后过滤除去
B ．CO 2中含有CO 杂质，可以通入盛有CuO 的玻璃管且加热
C ．CO 2中含有HCl 杂质，可以通过盛有饱和Na 2CO 3溶液的洗气瓶
D ．Na 2CO 3溶液中含有Na 2SiO 3杂质，可以通入足量的CO 2，然后过滤
解析：选B A 项，SiO 2、Al 2O 3均能与NaOH 溶液反应，错误；C 项，应通过盛有饱和NaHCO 3溶液的洗气瓶，错误；D 项，引入NaHCO 3杂质，错误。

6．水玻璃(Na 2SiO 3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域，是一种重要的工业原料。

如图是用稻壳灰(SiO 2：65%～70%、C ：30%～35%)制取水玻璃的工艺流程：
下列说法正确的是( )
A ．原材料稻壳灰价格低廉，且副产品活性炭有较高的经济价值
B ．操作A 与操作B 完全相同
C ．该流程中硅元素的化合价发生改变
D ．反应器中发生的复分解反应为SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O
解析：选A A 项，稻壳灰来源广泛、价格低廉，活性炭具有吸附性，有较高的经济价值，正确；B 项，操作A 为过滤，操作B 为蒸发浓缩，是两种不同的操作，错误；C 项，SiO 2中硅元素的化合价是＋4价，Na 2SiO 3中硅元素的化合价是＋4价，所以该流程中硅元素的化合价没有发生改变，错误；D 项，由复分解反应的概念可知，SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O 不属于复分解反应，错误。

7．甲气体可发生如下变化：
甲气体――――――→通过灼热的炭层乙气体―――――――→通过灼热的炭层丙气体――――――→通过灼热的CuO 乙气体――――――→通过澄清石灰水丁固体。

则甲、乙、丙、丁分别为( )
A ．CO 2、CO 、O 2、CaO
B ．O 2、CO 、CO 2、CaCO 3
C ．O 2、CO 2、CO 、CaCO 3
D ．CO 、CO 2、O 2、Ca(OH)2
解析：选C 以丙气体为突破口，丙通过灼热的CuO 后，生成的乙气体可与澄清石灰水反应生成固体，说明乙是CO 2，则丙是CO ，甲是O 2，丁是CaCO 3。

8．蛇纹石由MgO 、Al 2O 3、SiO 2、Fe 2O 3组成。

现取一份蛇纹石试样进行实验，首先将其溶于过量的盐酸，过滤后，在所得的沉淀X 和溶液Y 中分别加入NaOH 溶液至过量。

下列叙述不正确的是( )
A ．沉淀X 的成分是SiO 2
B ．将蛇纹石试样直接溶于过量的NaOH 溶液后过滤，可得到红色颜料Fe 2O 3
C ．在溶液Y 中加入过量的NaOH 溶液，过滤得到的沉淀的主要成分是Fe(OH)3和Mg(OH)2
D ．溶液Y 中的阳离子主要是Mg 2＋、Al 3＋、Fe 3＋、H ＋
解析：选B 向蛇纹石试样中加入过量的盐酸，其中的MgO 、Al 2O 3、Fe 2O 3溶解形成含Mg 2＋、Al 3＋、Fe 3＋和H ＋的溶液Y ，而SiO 2不溶解形成沉淀X ，溶液Y 中加入过量NaOH 溶液，将得到Fe(OH)3和Mg(OH)2沉淀，A 、C 、D 正确；将蛇纹石试样直接溶于过量的NaOH 溶液，其中的Al 2O 3和SiO 2溶解形成AlO －2和SiO 2－
3，而MgO 和Fe 2O 3不溶解形成沉淀，B 错误。

9．下列说法中正确的是( )
A ．单质――→O 2氧化物――→H 2O 酸或碱――→NaOH 或HCl 盐，硅单质可以按上述关系进行转化
B ．若a 、b 、c 分别为Si 、SiO 2、H 2SiO 3，则可以通过一步反应实现如图所示的转化关系
C ．二氧化碳和二氧化硅都可溶解在NaOH 溶液中
D ．青花瓷胎体的原料为高岭土[Al 2Si 2O 5(OH)4]，若以氧化物形式可表示为Al 2O 3·SiO 2·H 2O
解析：选C A 项，Si 与O 2反应生成SiO 2，SiO 2不与H 2O 反应，“氧化物――→H 2O 酸或碱”
不能实现，错误；B 项， b→c，c→a 均不能通过一步反应实现，错误；C 项，二氧化碳和二氧化硅都属于酸性氧化物，都能与NaOH 溶液反应生成盐和水，正确；D 项，硅酸盐可以用盐的形式或氧化物的形式表示，[Al 2Si 2O 5(OH)4]可表示为Al 2O 3·2SiO 2·2H 2O ，错误。

10．硅及其化合物已被广泛用于生产生活中，下列说法不正确的是( )
A ．图1是常见于汽车中的小摆件“苹果花”，它的动力源于以Si 为原料的太阳能电池
B ．互联网通过光纤交换信息，光纤的主要原料是SiO 2
C ．硅酸钠溶液的俗名是水玻璃，常用作木材的阻燃剂
D ．图2中这幅玻璃上的精美刻花，是工艺师用盐酸刻蚀玻璃形成的
解析：选D 工艺师用氢氟酸刻蚀玻璃，D 错误。

11．(2019·南京模拟)单质Z 是一种常见的半导体材料，可由X 通过如图所示的路线制备。

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Mg 2Z 的化学方程式为________________________________________________________________________。

(2)由Mg 2Z 生成Y 的化学方程式为__________________________________________，Y 分子的电子式为___________________________________。

解析：常见的半导体材料为Si ，X 为Z 的氧化物，那么X 为二氧化硅；Y 为氢化物，且分子结构与甲烷相似，那么Y 为硅烷，结构简式为SiH 4。

(1)二氧化硅为酸性氧化物，不溶于一般的酸，但是能溶于氢氟酸，此性质常用于腐蚀玻璃，由流程可知，二氧化硅与金属镁
反应生成硅化镁，化学反应方程式为SiO 2＋2Mg=====△O 2↑＋Mg 2Si 。

(2)硅化镁与盐酸反应生
成硅烷，化学反应方程式为Mg 2Si ＋4HCl===2MgCl 2＋SiH 4，硅烷类似于甲烷的正四面体结构，电子式为
答案：(1)氢氟酸 SiO 2＋2Mg=====△O 2↑＋Mg 2Si
(2)Mg 2Si ＋4HCl===2MgCl 2＋SiH 4
12．某矿石含碳酸镁和石英，制备高纯硅和硅胶的工艺流程如下：
(1)“硅胶”常用作________，也可以用作________的载体。

A 的结构式为____________。

(2)制备粗硅的方程式为__________________________________________。

(3)操作Ⅰ为________，操作Ⅱ为______________________________________________。

(4)操作Ⅲ需要在氯化氢气流中加热脱水的原因是________________________。

(5)溶液G 用E 酸化的方程式为__________________________________________。

解析：(1)“硅胶”多孔，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用
作催化剂的载体。

二氧化碳的结构式为O===C===O 。

(2)工业制取纯硅的工艺流程为SiO 2――→
C 粗硅――→Cl 2SiCl 4――→H 2纯硅，用焦炭还原SiO 2，产物是CO 而不是CO 2。

(3)操作Ⅰ为过滤，操作Ⅱ为蒸发结晶。

(4)MgCl 2·6H 2O 加热脱水制得MgCl 2，要在氯化氢气流中进行，氯化氢氛围是防止镁离子水解。

(5)Na 2SiO 3与HCl 反应，生成NaCl 和H 2SiO 3。

答案：(1)干燥剂 催化剂 O===C===O
(2)SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO
(3)过滤 蒸发结晶或蒸发浓缩、冷却结晶
(4)防止镁离子水解
(5)Na 2SiO 3＋2HCl===2NaCl ＋H 2SiO 3↓
13．未来的交通工具将采用新一代无机非金属材料制成的无水冷发动机。

这类材料中研究较多的是化合物G 。

(1)化合物G 的相对分子质量为140，G 中硅元素的质量分数为60%，另有元素Y 。

G 可以由化合物E(含两种元素)与NH 3反应而生成，同时产生HCl 气体。

请推断：
①化合物G 的化学式为____________。

②1 mol NH 3和0.75 mol E 恰好完全反应生成G 和HCl ，则化合物E 的分子式为____________。

(2)粉末状G 能够与空气中的氧气和水作用，所得产物中都有一种酸性氧化物，它是工业上生产玻璃的主要原料。

与氧气反应所得的产物还有一种单质，与水反应生成的另一种产
物是该种单质元素的氢化物。

请写出化合物G 与水反应的化学方程式________________________________________________________________________。

(3)为了使化合物G 能成为新一代汽车发动机材料，现采用常压下在G 中添加氧化铝，经高温烧结制成一种高强度、超硬度、耐磨损、抗腐蚀的陶瓷材料，它的商品名叫“赛伦”，化学通式可表示为Si 6－x Al x O x Y 8－x 。

在接近于1 700 ℃时x 的极限值约为4.0，在1 400 ℃时x 为2.0，以保持整个化合物呈电中性。

试问：赛伦中Y 元素的化合价为________。

解析：(1)1个G 分子中Si 的原子数为140×60%28
＝3，另一种元素不可能是氢，而是氮，氮的原子数为140×40%14
＝4，故G 的化学式为Si 3N 4。

E 分子中只有一个硅原子，故其分子式为SiCl 4。

(2)由题意知Si 3N 4与H 2O 反应生成SiO 2和NH 3。

(3)Si 为＋4价，Al 为＋3价，O 为－2价，当x ＝4时代入得Y 的化合价a ：2×4＋4×3＋(－2)×4＋a ×4＝0，a ＝－3。

答案：(1)①Si 3N 4 ②SiCl 4
(2)Si 3N 4＋6H 2O===3SiO 2＋4NH 3↑
(3)－3。