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1、(通用版)2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 跟蹤檢測(十七)點(diǎn)點(diǎn)突破 碳、硅及其重要化合物(含解析)
1.(2016·江蘇高考)大氣中CO2含量的增加會加劇“溫室效應(yīng)”。下列活動會導(dǎo)致大氣中CO2含量增加的是( )
A.燃燒煤炭供熱 B.利用風(fēng)力發(fā)電
C.增加植被面積 D.節(jié)約用水用電
解析:選A 燃燒煤炭供熱會產(chǎn)生CO2,A正確;利用風(fēng)力發(fā)電不會產(chǎn)生CO2,B錯誤;增加植被面積,會增加植物的光合作用,減少大氣中CO2的含量,C錯誤;節(jié)水節(jié)電不會增加CO2的排放,D錯誤。
2.《本草衍義》中有如下敘述:“嘉州峨眉山有燕薩石,形六棱而銳首,色瑩白明澈?!边@里“燕薩石”的主要成分
2、可能是( )
A.CaO B.SiO2
C.石墨 D.NaCl
解析:選B 由題意知“燕薩石”為無色透明的晶體,NaCl和CaO的形狀不符合,石墨是黑色,顏色不符合,只有SiO2晶體符合。
3.(2019·海淀一模)平昌冬奧會“北京8分鐘”主創(chuàng)團(tuán)隊用石墨烯制作了-20 ℃能發(fā)熱4 h的智能服飾;用鋁合金管材和碳纖維制作了高2.35 m、重量僅為10 kg的熊貓木偶,向世界展現(xiàn)了新時代的中國形象。下列說法中,不正確的是( )
A.石墨烯是能導(dǎo)熱的金屬材料
B.鋁合金是密度較小的金屬材料
C.碳纖維是耐低溫的無機(jī)非金屬材料
D.新型材料種類多、用途廣
解析:選
3、A 石墨烯是無機(jī)非金屬材料,A錯誤;鋁合金是密度較小的金屬材料,B正確;石墨烯可制作-20 ℃能發(fā)熱4 h的服飾,能耐低溫,C正確;新型材料種類多、用途廣,D正確。
4.下列關(guān)于SiO2和CO2的說法中正確的是( )
A.CO2、SiO2都能與堿及堿性氧化物反應(yīng)
B.CO2和SiO2與水反應(yīng)分別生成相應(yīng)的酸
C.SiO2可用來制作干燥劑,因SiO2可與水反應(yīng)
D.CO2和SiO2都是由相應(yīng)的分子構(gòu)成的
解析:選A CO2、SiO2都是酸性氧化物,都能與堿及堿性氧化物反應(yīng),故A正確;SiO2不溶于水,也不能和水反應(yīng)生成硅酸,B不正確;硅膠可用作干燥劑,但SiO2不與水反應(yīng),C不正確
4、;CO2是由分子構(gòu)成的,SiO2是由Si、O原子直接構(gòu)成的,D不正確。
5.材料與化學(xué)密切相關(guān),表中對應(yīng)關(guān)系錯誤的是( )
選項(xiàng)
材料
主要化學(xué)成分
A
光導(dǎo)纖維
二氧化硅
B
半導(dǎo)體材料
硅
C
普通水泥、普通玻璃
硅酸鹽
D
沙子、石英
硅
解析:選D 光導(dǎo)纖維的主要成分為二氧化硅,A正確;半導(dǎo)體材料可以是硅晶體,B正確;水泥成分為硅酸二鈣、硅酸三鈣和鋁酸三鈣,普通玻璃的主要成分為二氧化硅、硅酸鈣和硅酸鈉,普通水泥、普通玻璃的主要成分為硅酸鹽,C正確;沙子、石英的主要成分為二氧化硅,不是硅,D錯誤。
6.(2019·合肥質(zhì)檢)硅及其化合物是帶來人類文明
5、的重要物質(zhì)。下列說法正確的是( )
A.陶瓷、水晶、水泥、玻璃都屬于硅酸鹽產(chǎn)品
B.水玻璃是純凈物,可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑
C.某硅酸鹽的化學(xué)式為KAlSi3O8,可用K2O·Al2O3·6SiO2表示
D.高純硅可用于制造光導(dǎo)纖維,高純二氧化硅可用于制造太陽能電池
解析:選C 水晶的主要成分為SiO2,不屬于硅酸鹽產(chǎn)品,A錯誤;水玻璃是Na2SiO3的水溶液,屬于混合物,B錯誤;用于制造光導(dǎo)纖維的是二氧化硅,用于制造太陽能電池的是高純硅,D錯誤。
7.下列變化中,不能一步實(shí)現(xiàn)的是( )
A.Na2SiO3―→H2SiO3 B.H2SiO3―→SiO2
C.SiO2―
6、→H2SiO3 D.SiO2―→Na2SiO3
解析:選C Na2SiO3H2SiO3;H2SiO3△,SiO2,SiO2NaOH,Na2SiO3,SiO2不與H2O反應(yīng),故不能一步轉(zhuǎn)化為H2SiO3。
8.化學(xué)家Seidel指出Si與NaOH溶液的反應(yīng),首先是Si與OH-反應(yīng),生成SiO,然后SiO迅速水解生成H4SiO4,下列有關(guān)說法正確的是( )
A.原硅酸鈉(Na4SiO4)能迅速水解,且水解后溶液呈堿性,故Na4SiO4為弱電解質(zhì)
B.石英玻璃、普通玻璃、陶瓷及水泥均屬于硅酸鹽產(chǎn)品
C.2HCl+Na2SiO3===H2SiO3↓+2NaCl說明Cl的非金屬性大于Si
7、
D.半導(dǎo)體工業(yè)所說的“從沙灘到家庭”是指將二氧化硅制成晶體硅
解析:選D 原硅酸鈉(Na4SiO4)是強(qiáng)堿弱酸鹽,能全部電離,是強(qiáng)電解質(zhì),A錯誤;石英的主要成分是SiO2,不是硅酸鹽,所以石英玻璃不屬于硅酸鹽產(chǎn)品,B錯誤;2HCl+Na2SiO3===H2SiO3↓+2NaCl說明酸性HCl大于H2SiO3,HCl不是Cl的最高價含氧酸,C錯誤;沙子的主要成分為SiO2,以沙子為原料經(jīng)過還原反應(yīng)可得到晶體Si,繼而制成各種半導(dǎo)體電器,被人們使用,所以半導(dǎo)體工業(yè)所說的“從沙灘到家庭”是指將二氧化硅制成晶體硅,D正確。
9.SiO2是一種化工原料,可以制備一系列物質(zhì)。下列說法正確的是( )
8、
A.圖中所有反應(yīng)都不屬于氧化還原反應(yīng)
B.硅酸鹽的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,常用于制作光導(dǎo)纖維
C.可用鹽酸除去石英砂(主要成分為SiO2)中少量的碳酸鈣
D.普通玻璃是由純堿、石灰石和石英制成的,其熔點(diǎn)很高
解析:選C 圖中SiO2與CaO、CaCO3、Na2CO3的反應(yīng)不屬于氧化還原反應(yīng),SiO2與C、Si與Cl2、SiCl4與H2的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng),A錯誤;光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2而不是硅酸鹽,B錯誤;玻璃沒有固定的熔點(diǎn),D錯誤。
10.“碳捕捉技術(shù)”是指通過一定的方法將工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的CO2分離出來并利用。如可利用NaOH溶液來“捕捉”CO2,其基本過程如圖所示(部分條件
9、及物質(zhì)未標(biāo)出)。
下列有關(guān)該方法的敘述中不正確的是( )
A.能耗大是該方法的一大缺點(diǎn)
B.整個過程中,有2種物質(zhì)可以循環(huán)利用
C.“反應(yīng)分離”環(huán)節(jié)中,分離的基本操作是蒸發(fā)結(jié)晶、過濾
D.“反應(yīng)分離”環(huán)節(jié)中,發(fā)生了復(fù)分解反應(yīng)
解析:選C 碳酸鈣的分解在高溫條件下進(jìn)行,消耗能量,A正確;根據(jù)流程圖知,循環(huán)利用的應(yīng)該有CaO和NaOH兩種物質(zhì),B正確;“反應(yīng)分離”過程中分離物質(zhì)的操作應(yīng)該是過濾,目的是通過過濾得到碳酸鈣沉淀,C錯誤;反應(yīng)分離中,碳酸鈉和氧化鈣、水反應(yīng)生成碳酸鈣和氫氧化鈉,所以發(fā)生了復(fù)分解反應(yīng),D正確。
11.光纖通訊是光導(dǎo)纖維傳送信號的一種通訊手段,合成光導(dǎo)纖維
10、及氮化硅(一種無機(jī)涂層)的工藝流程如下:
回答下列問題:
(1)反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式為________________________,氧化劑為________(填化學(xué)式)。
(2)經(jīng)反應(yīng)Ⅱ所得的四氯化硅粗品中所含的物質(zhì)如下:
組分名稱
SiCl4
SiHCl3
SiH2Cl2
HCl
BCl3
PCl3
質(zhì)量分?jǐn)?shù)
0.545
0.405
0.046 2
0.000 3
0.001 93
0.001 57
沸點(diǎn)/℃
57.6
31.8
8.2
-85
12.5
75.5
圖中“操作X”的名稱為______________;PCl3的電子式
11、為______________________。
(3)反應(yīng)Ⅲ和Ⅳ中尾氣的用途為____________;反應(yīng)Ⅳ的化學(xué)方程式為______________
________________________________________________________。
解析:(1)反應(yīng)Ⅰ是焦炭還原SiO2,反應(yīng)方程式為SiO2+2CSi+2CO↑;氧化劑是所含元素化合價降低的物質(zhì),根據(jù)反應(yīng)方程式可知,二氧化硅中硅的化合價由+4價→0價,即SiO2是氧化劑。
(2)根據(jù)表格數(shù)據(jù),除HCl、BCl3和SiH2Cl2常溫下是氣體外,其余為液體,因此采用精餾(或蒸餾)的方法得到SiCl4,P
12、Cl3是共價化合物,最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),其電子式為。
(3)反應(yīng)Ⅲ中得到的物質(zhì)為SiO2和HCl,尾氣是HCl,反應(yīng)Ⅳ中發(fā)生的反應(yīng)是3SiCl4+4NH3Si3N4+12HCl,尾氣是HCl,因此尾氣的用途是制備鹽酸。
答案:(1)SiO2+2CSi+2CO↑ SiO2 (2)精餾(或蒸餾)
(3)制取鹽酸(或其他合理答案)
3SiCl4+4NH3Si3N4+12HCl
12.石墨在材料領(lǐng)域中有重要應(yīng)用。某初級石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等雜質(zhì)。設(shè)計的提純和綜合應(yīng)用流程如下:
(注:SiCl4的沸點(diǎn)
13、是57.6 ℃,金屬氯化物的沸點(diǎn)均高于150 ℃)
(1)已知1 mol石墨完全轉(zhuǎn)化為金剛石需要吸收1.9 kJ的能量。請寫出石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的熱化學(xué)方程式:__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)向反應(yīng)器中通入Cl2前,需通一段時間的N2。高溫反應(yīng)后,石墨中的氧化物雜質(zhì)均轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氯化物。80 ℃冷凝的目的是________________________
14、______________。
由活性炭得到氣體Ⅱ的化學(xué)方程式為____________________________________。
(3)加入過量NaOH溶液得到溶液Ⅳ的離子方程式為________________________。
(4)得到沉淀Ⅴ的過程中乙酸乙酯和加熱的作用是_________________________
________________________________________________________________________。
1 kg初級石墨最多可獲得沉淀Ⅴ的質(zhì)量為__________kg。
解析:(1)根據(jù)題意,1 mol
15、石墨完全轉(zhuǎn)化為金剛石需要吸收1.9 kJ的能量,反應(yīng)為吸熱反應(yīng),ΔH>0,所以熱化學(xué)方程式為C(s,石墨)===C(s,金剛石) ΔH=+1.9 kJ·mol-1。
(2)因?yàn)槌跫壥泻蠥l2O3、Fe2O3和MgO等,通入Cl2后生成金屬氯化物,所以80 ℃冷凝的目的是將MgCl2、FeCl3、AlCl3等金屬氯化物冷凝為固體,從而與SiCl4分開,提高產(chǎn)物的純度;活性炭和Cl2及SiO2反應(yīng)生成CO氣體和SiCl4,化學(xué)方程式為2C+SiO2+2Cl2SiCl4+2CO。
(3)固體Ⅲ中含有MgCl2、FeCl3和AlCl3,當(dāng)加入過量的NaOH溶液時,Mg2+和Fe3+分別與Na
16、OH溶液反應(yīng)生成Mg(OH)2和Fe(OH)3沉淀,Al3+與過量OH-反應(yīng)生成AlO,過濾后得到的溶液Ⅳ中溶質(zhì)為NaAlO2,則離子方程式為Al3++4OH-===AlO+2H2O。
(4)因?yàn)槿芤孩糁泻蠥lO,水解生成Al(OH)3,溶液顯堿性,乙酸乙酯會消耗OH-促進(jìn)AlO繼續(xù)水解,另外通過加熱也會促進(jìn)AlO水解,加快反應(yīng)的速率;沉淀Ⅴ為Al(OH)3,1 kg初級石墨中含Al2O3的質(zhì)量為51 g,物質(zhì)的量為0.5 mol,含有的Al為1 mol,所以沉淀Ⅴ為1 mol的Al(OH)3,質(zhì)量為0.078 kg。
答案:(1)C(s,石墨)===C(s,金剛石) ΔH=+1.9 kJ·mol-1
(2)將MgCl2、FeCl3、AlCl3等金屬氯化物冷凝為固體,從而與SiCl4分開 2C+SiO2+2Cl2SiCl4+2CO
(3)Al3++4OH-===AlO+2H2O
(4)溶液Ⅳ中NaAlO2水解顯堿性,乙酸乙酯消耗NaAlO2水解生成的OH-,促進(jìn)NaAlO2的水解;加熱促進(jìn)水解,加快反應(yīng)的速率 0.078