2019高考化学一轮复习 基础课时练12 碳、硅及其化合物 无机非金属材料

基础课时练(十二)碳、硅及其化合物无机非金属材料1．下列关于碳和硅的叙述中，正确的是( )
A．其氧化物都能与NaOH溶液反应
B．其单质在加热时都能跟O2反应
C．其氧化物都能溶于水生成相应的酸
D．碳和硅两种元素共有两种单质
答案：B
2．下列关于碳、硅氧化物的叙述正确的是( )
A．二氧化碳能形成温室效应，是一种有毒气体
B．二氧化碳、二氧化硅的物理性质相似
C．二氧化碳、二氧化硅都是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成相应的盐
D．高纯度的二氧化硅用于制造半导体材料
答案：C
3．(2017·定州中学期中)下列关于硅及其化合物的说法中不正确的是( )
A．光导纤维的主要成分是二氧化硅
B．二氧化硅是硅酸的酸酐，但不可以用它和水直接反应来制取硅酸
C．硅的化学性质不活泼，但在常温下也可和某些物质反应
D．盛放硅酸钠溶液的试剂瓶不能用玻璃塞的主要原因是硅酸钠溶液水解呈碱性
答案：D
4．下列说法正确的是( )
A．焦炭具有还原性，高温下能将二氧化硅还原为硅
B．晶体硅用于制作半导体材料是因其熔点高、硬度大
C．硅主要以单质、氧化物、硅酸盐的形式存在于自然界中
D．高纯硅可以制作太阳能电池，其工作原理与原电池相同
答案：A
5．硅是构成无机非金属材料的一种主要元素，下列有关硅的化合物的叙述错误的是( )
A．氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为Si3N4
B．碳化硅(SiC)的硬度大，熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承
C．光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为SiO2
D．二氧化硅为立体网状结构，其晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为1∶4
答案：B
6．(2018·合肥一检)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、玻璃的主要成分都属于硅酸盐
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
答案：C
7．从与NaOH 溶液反应所得产物(纯净物)类型差异性的角度上看，下列四种物质有一种明显不同于其他三种物质，该物质是( )
A ．SiO 2
B ．CO 2
C ．Si
D ．Al 2O 3
答案：C
8．(2017·怀化期末)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。

X ――→Mg △
Mg 2Z ――→盐酸Y ――→△Z 下列说法正确的是( )
A ．X 为酸性氧化物，能与碱反应，不能与酸反应
B ．Y 的化学式为SiH 4
C ．X 、Z 都含有非极性共价键
D ．X 与Mg 在加热条件下反应的化学方程式为SiO 2＋2Mg=====△2MgO ＋Si
解析：选B Z 是常见的半导体材料，即Z 为Si ，X 为SiO 2。

SiO 2是酸性氧化物，能与碱反应，能和HF 反应，故A 错误；根据元素守恒及Y 的分子结构和甲烷相似知Y 是SiH 4，故B 正确；SiO 2中只含极性共价键，故C 错误；根据题给制备路线，反应方程式为SiO 2＋
4Mg=====△Mg 2Si ＋2MgO ，故D 错误。

9．(2018·本溪模拟)将足量的CO 2不断通入KOH 、Ba(OH)2、KAlO 2的混合溶液中，生成沉淀的物质的量与通入CO 2的体积的关系可表示为( )
解析：选C 向KOH 、Ba(OH)2、KAlO 2的混合溶液中通入足量的CO 2，反应的过程为Ba(OH)2＋CO 2===BaCO 3↓＋H 2O,2KOH ＋CO 2===K 2CO 3＋H 2O,2KAlO 2＋CO 2＋3H 2O===2Al(OH)3↓＋K 2CO 3，K 2CO 3
＋CO 2＋H 2O===2KHCO 3，BaCO 3＋CO 2＋H 2O===Ba(HCO 3)2。

10．(2018·杭州质检)二氧化硅(SiO 2)又称硅石，是制备硅及其化合物的重要原料(见下图)。

已知无水CoCl 2是蓝色固体，遇水变成粉红色，下列说法正确的是( )
A ．SiO 2既能与HF 反应，又能与NaOH 反应，属于两性氧化物
B ．SiO 2和Si 都是光导纤维材料
C ．在硅胶中加入CoCl 2可显示硅胶吸水是否失效
D ．图中所示转化反应都是非氧化还原反应
解析：选C 两性氧化物的定义为与酸和碱反应均生成盐和水的氧化物，SiO 2与HF 反应得到的SiF 4不属于盐类，A 项错误；SiO 2是光导纤维材料，Si 为半导体材料，B 项错误；CoCl 2在吸水和失水状态下显示不同的颜色，C 项正确；制取Si 的过程中涉及了氧化还原反应，D 项错误。

11．(2018·皖北联考)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丁固体，说明乙是CO 2，则逆推出丙是CO ，则甲是O 2，丁是CaCO 3。

12．下列离子方程式的书写正确的是( )
A ．水玻璃中通入过量二氧化碳：Na 2SiO 3＋CO 2＋H 2O===2Na ＋＋CO 2－
3＋H 2SiO 3
B ．澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca(OH)2＋2CO 2===Ca 2＋＋2HCO －3
C ．硅与氢氟酸的反应：Si ＋4H ＋＋4F －===SiF 4↑＋2H 2↑
D ．二氧化硅溶于烧碱溶液中：SiO 2＋2OH －===SiO 2－3＋H 2O
解析：选D Na 2SiO 3是强电解质，应拆写Na ＋、SiO 2－3，且应生成HCO －3，A 错；B 项正确写法是CO 2＋OH －===HCO －3；C 项，氢氟酸是弱酸，不能拆分成H ＋和F －。

13．已知A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 、H 可以发生如图所示的转化，反应中部分生成物已略去。

其中，A 、G 为同一主族元素的单质，B 、C 、H 在通常情况下为气体，化合物C 是一种形成酸雨的大气污染物。

请填空：
(1)写出E 的两种用途___________________________________________________。

(2)反应②的离子方程式为_______________________________________________。

(3)反应③的化学方程式是_______________________________________________。

(4)反应④的离子方程式是_______________________________________________。

(5)写出另外一个由A 生成H 的置换反应的化学方程式：
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

解析：由题中信息及转化关系可知，A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 、H 分别为C 、CO 2、SO 2、H 2SiO 3、SiO 2、Na 2SiO 3、Si 、CO 。

答案：(1)制光导纤维、作建筑材料(或其他合理答案)
(2)SiO 2＋2OH －===SiO 2－3＋H 2O
(3)C ＋2H 2SO 4(浓)=====△CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O
(4)SiO 2－3＋CO 2＋H 2O===H 2SiO 3↓＋CO 2－3
(5)C ＋H 2O(g)=====高温CO ＋H 2(合理即可)
14．(2017·江西师大附中期中)氮化硅(Si 3N 4)是一种优良的高温结构陶瓷，在工业生产和科技领域中有重要用途。

Ⅰ.工业上有多种方法来制备氮化硅，下面是几种常见的方法：
(1)方法一——直接氮化法：在1 300～1 400℃时，高纯粉状硅与纯氮气化合，其反应
方程式为3Si ＋2N 2=====1 300～1 400℃Si 3N 4。

(2)方法二——可以用NH 3和SiH 4(硅烷)在一定条件下反应，并在600℃的加热基板上生成氮化硅膜，其化学方程式为
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)方法三——化学气相沉积法：在高温条件下利用四氯化硅气体、纯氮气、氢气反应
生成氮化硅和氯化氢，与方法一相比，用此法制得的氮化硅纯度较高，其原因是
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(4)方法四——Si(NH 2)4热分解法：先用四氯化硅与氨气反应生成Si(NH 2)4和一种气体：________(填化学式)；然后使Si(NH 2)4受热分解，分解后的另一种产物的化学式为________。

Ⅱ.工业上制取高纯硅和四氯化硅的生产流程如下：
已知：X 、高纯硅、原料B 的主要成分都可与Z 反应，Y 与X 在光照或点燃条件下可反应，Z 的焰色呈黄色。

(1)写出焦炭与原料B 中的主要成分反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。

(2)上述生产流程中电解A 的水溶液时，以Cu 为阳极电解A 的水溶液的电解方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

解析：Ⅰ.(2)方法二：可以用NH 3和SiH 4(硅烷)在一定条件下反应，并在600℃的加热
基板上生成氮化硅膜，其化学方程式为3SiH 4＋4NH 3=====一定条件Si 3N 4＋12H 2。

(3)方法一所得到的产品中混有单质硅，而方法三除产品是固体，其他物质均为气体，故方法三得到的氮化硅纯度较高。

(4)方法四：依据化学反应中原子守恒可知四氯化硅与氨气发生反应：SiCl 4＋
4NH 3===Si(NH 2)4＋4HCl ，Si(NH 2)4受热发生分解：3Si(NH 2)4=====△Si 3N 4＋8NH 3↑。

Ⅱ.原料B 与焦炭反应得到的粗产品与X 反应生成SiCl 4，则X 为氯气，粗产品为Si ，故B 为SiO 2；Y 与氯气在光照或点燃条件下可反应，且与SiCl 4反应得到高纯度Si ，则Y 为氢气；Z 的焰色呈黄色，含有Na 元素，电解A 的水溶液得到氢气、氯气与Z ，则Z 为NaOH 、A 为NaCl 。

(1)焦炭具有还原性，与SiO 2发生氧化还原反应生成Si 与CO ，化学方程式为SiO 2＋2C =====1 600～1 800℃Si ＋2CO↑。

(2)以Cu 为阳极电解NaCl 的水溶液，开始一段时间，阳极Cu 放电生成Cu 2＋
，阳极反应式为Cu －2e －===Cu 2＋，阴极水放电生成氢气与氢氧根离子，阴极反应式为2H 2O ＋2e －===H 2↑＋2OH －，电解的总反应方程式为Cu ＋2H 2O===H 2↑＋Cu(OH)2。

答案：Ⅰ.(2)3SiH 4＋4NH 3=====一定条件Si 3N 4＋12H 2
(3)方法一所得到的产品中混有单质硅(或方法三除产品是固体外，其他物质均为气体)
(4)HCl NH 3
Ⅱ.(1)SiO 2＋2C =====1 600～1 800℃Si ＋2CO↑
(2)Cu ＋2H 2O===H 2↑＋Cu(OH)2。