精修版高考化學(xué)江西:第四章 課時(shí)1 碳、硅及其化合物

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1、精品文檔?高考化學(xué) 第四章 非金屬及其化合物 課時(shí)1 碳、硅及其化合物 (時(shí)間:45分鐘 分值:100分) 一、選擇題(本題共10個(gè)小題,每題6分,共60分,每個(gè)小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。) 1.2013年我國載人飛船再次升空,顯示出我國航天技術(shù)已進(jìn)入世界一流。飛船應(yīng)用了許多尖端的合成材料。據(jù)報(bào)道我國科學(xué)家近年來研制出一種新型“連續(xù)纖維增韌”航空材料,其主要成分是由碳化硅陶瓷和碳纖維復(fù)合而成的。下列相關(guān)敘述不正確的是 (  )。 A.它耐高溫抗氧化 B.它比鋼鐵輕、硬,但質(zhì)地較脆 C.它沒有固定熔點(diǎn) D.它是一種新型無機(jī)非金屬材料 解析 航空

2、材料具有質(zhì)輕、高強(qiáng)度、耐高溫、抗氧化等性能,又由題中信息可知,該材料具有一定的韌性,故B錯(cuò),A正確;復(fù)合材料屬于混合物,沒有固定的熔點(diǎn),碳化硅高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和碳纖維復(fù)合而成的材料均屬于新型無機(jī)非金屬材料,C、D正確。 答案 B 2.(2013·廣東四校聯(lián)考)材料與化學(xué)密切相關(guān),表中對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是 (  )。 材料 主要化學(xué)成分 A 剛玉、金剛石 三氧化二鋁 B 大理石、石灰石 碳酸鈣 C 普通水泥、普通玻璃 硅酸鹽 D 沙子、石英 二氧化硅 解析 A項(xiàng)中金剛石是碳的一種單質(zhì)。 答案 A 3.下列敘述正確的是 (  )。

3、A.高溫下二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳,說明硅酸(H2SiO3)的酸性比 碳酸強(qiáng) B.陶瓷、玻璃、水泥容器都能貯存氫氟酸 C.石灰抹墻、水泥砌墻的硬化過程原理相同 D.玻璃窯中出來的氣體的主要成分是二氧化碳 解析 二氧化硅在高溫下能與碳酸鈉反應(yīng):Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑,但不能說明硅酸的酸性比碳酸強(qiáng),上述反應(yīng)之所以能進(jìn)行,是因?yàn)镃O2不斷逸出,而促使了反應(yīng)向右進(jìn)行;玻璃、陶瓷、水泥中均含有SiO2,會(huì)與氫氟酸反應(yīng);石灰抺墻的硬化過程是因?yàn)榘l(fā)生了反應(yīng)CO2+Ca(OH)2===CaCO3+H2O,而水泥砌墻是水泥與水作用發(fā)生一系列變化而凝固變硬。 答案

4、 D 4.硅是構(gòu)成無機(jī)非金屬材料的一種主要元素,下列有關(guān)硅的化合物的敘述錯(cuò)誤的是 (  )。 A.氮化硅陶瓷是一種新型無機(jī)非金屬材料,其化學(xué)式為Si3N4 B.碳化硅(SiC)的硬度大,熔點(diǎn)高,可用于制作高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和軸承 C.光導(dǎo)纖維是一種新型無機(jī)非金屬材料,其主要成分為SiO2 D.二氧化硅為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),其晶體中硅原子和硅氧單鍵的個(gè)數(shù)之比為1∶2 解析 二氧化硅晶體中,一個(gè)硅原子可形成4個(gè)硅氧單鍵,故硅原子和硅氧單鍵的個(gè)數(shù)之比為1∶4,故D錯(cuò)誤。 答案 D 5.在①濃硝酸?、谒、蹪饬蛩帷、軞浞帷、輾溲趸浫芤褐?,能與單質(zhì)硅起化學(xué)反應(yīng)的

5、是 (  )。 A.①② B.②④ C.④⑤ D.③④ 解析 硅能與F2、HF、強(qiáng)堿在常溫下反應(yīng),在加熱或高溫條件下也能與Cl2、O2、H2發(fā)生反應(yīng)。 答案 C 6.(2013·石家莊部分學(xué)校聯(lián)考)下列說法正確的是 (  )。 A.高溫下,可在試管內(nèi)完成焦炭和石英砂(SiO2)制取硅的反應(yīng) B.CO2和鈉在一定條件下反應(yīng)可以得到金剛石和碳酸鈉,反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是3∶4 C.現(xiàn)代海戰(zhàn)通過噴放液體SiCl4(極易水解)和液氨可產(chǎn)生煙幕,其主要成分是NH4Cl D.從燃煤煙道灰中(含GeO2)提取半

6、導(dǎo)體材料單質(zhì)鍺(Ge),沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng) 解析 玻璃的主要成分是SiO2,高溫下與C(碳)反應(yīng),A錯(cuò)誤;反應(yīng)中CO2作氧化劑,Na作還原劑,根據(jù)化合價(jià)升降值相等的原則,作為氧化劑的CO2與作為還原劑的Na的物質(zhì)的量之比為1∶4,B錯(cuò)誤;SiCl4水解生成HCl和硅酸,HCl與液氨反應(yīng)生成NH4Cl,C正確;由化合態(tài)到游離態(tài),一定發(fā)生氧化還原反應(yīng),D錯(cuò)誤。 答案 C 7.(2013·陜西質(zhì)檢)下列關(guān)于SiO2和CO2的敘述中不正確的是 (  )。 A.都是共價(jià)化合物 B.SiO2可用于制光導(dǎo)纖維,干冰可用于人工降雨 C.都能溶于水且與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸 D.都是酸性氧化

7、物,都能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng) 解析 SiO2和CO2中都只含有共價(jià)鍵,均為共價(jià)化合物,A項(xiàng)正確;干冰升華吸熱,可用于人工降雨,B項(xiàng)正確;SiO2不能與水反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;SiO2與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成硅酸鹽,CO2與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成碳酸鹽或碳酸氫鹽,D項(xiàng)正確。 答案 C 8.(2013·福州質(zhì)檢)壽山石主要成分為葉蠟石,葉蠟石組成為Al2O3·4SiO2·H2O,下列觀點(diǎn)不正確的是 (  )。 A.壽山石雕刻作品要避免與酸、堿接觸 B.壽山石顏色豐富多彩是因?yàn)楹胁煌螒B(tài)的金屬氧化物 C.潮濕的空氣可能導(dǎo)致壽山石作品表面溶解變質(zhì) D.置于干燥空氣中可能會(huì)導(dǎo)致壽山石作

8、品脫水變質(zhì) 解析 根據(jù)壽山石的主要成分,可知其能與酸或堿發(fā)生反應(yīng),A對(duì);壽山石中含有不同形態(tài)的Al2O3,造成其色彩豐富,B對(duì);其中的氧化物Al2O3和SiO2不溶于水也不和水反應(yīng),不會(huì)溶解變質(zhì),C錯(cuò);久置于干燥空氣中,會(huì)造成其中的結(jié)晶水失去而變質(zhì),D對(duì)。 答案 C 9.將足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中,生成沉淀的物質(zhì)的量(n)和通入CO2體積(V)的關(guān)系正確的是 (  )。 解析 CO2與KOH和Ca(OH)2都會(huì)反應(yīng),但存在著競(jìng)爭,如果先與KOH反應(yīng),則反應(yīng)后生成的K2CO3立即會(huì)與Ca(OH)2反應(yīng)生成CaCO3,因此,可以看成CO2先

9、與Ca(OH)2反應(yīng),所以通CO2后立即有CaCO3生成。第二步還要判斷CO2是先跟KOH反應(yīng)還是先與生成的CaCO3反應(yīng),同樣可以采用假設(shè)法判斷,即如果先與CaCO3反應(yīng),則生成的Ca(HCO3)2又會(huì)與KOH反應(yīng),因此應(yīng)是先與KOH反應(yīng),此過程生成沉淀的物質(zhì)的量不變,當(dāng)KOH反應(yīng)完全,再與CaCO3反應(yīng),直至沉淀完全溶解,故選D。 答案 D 10.用如圖裝置來分離CO2和CO混合氣體并干燥,圖中a、c、d為止水夾,b為分液漏斗活塞,通過Y形管和止水夾分別接兩個(gè)球膽,現(xiàn)裝置內(nèi)空氣已排盡,為使實(shí)驗(yàn)成功,甲、乙、丙分別盛放的試劑為 (  )。 甲 乙 丙 A 飽

10、和NaHCO3溶液 12 mol·L-1鹽酸 18.4 mol·L-1 H2SO4 B 飽和Na2CO3溶液 2 mol·L-1 H2SO4 飽和NaOH溶液 C 飽和NaOH溶液 2 mol·L-1 H2SO4 18.4 mol·L-1 H2SO4 D 18.4 mol·L-1 H2SO4 飽和NaOH溶液 18.4 mol·L-1 H2SO4 解析 分離CO2和CO應(yīng)該先把CO2吸收,干燥后用一個(gè)球膽收集CO,然后再用酸制出CO2,干燥后用另一個(gè)球膽收集,故丙裝置中盛的一定是濃硫酸(18.4 mol·L-1 H2SO4),其中乙中的酸應(yīng)選用2 mol·L-1的

11、硫酸,而不能選用鹽酸,因?yàn)辂}酸易揮發(fā)HCl氣體而混進(jìn)CO2中。另外,飽和NaHCO3溶液不能吸收CO2,用飽和Na2CO3溶液吸收CO2,再用酸制CO2時(shí)會(huì)改變CO2的量,且吸收效果不如飽和NaOH溶液,故選C。 答案 C 二、非選擇題(本題共4個(gè)小題,共40分) 11.(8分)如何除去下列各粉末狀混合物中的雜質(zhì)(括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì)),請(qǐng)選用下面提供的試劑和操作,將標(biāo)號(hào)填在表內(nèi)。 供選試劑:A.鹽酸 B.燒堿溶液 C.氧氣 D.水 E.CO2 F.不用其他試劑 供選操作:①加熱 ②加熱熔融?、圻^濾 ④結(jié)晶 含雜質(zhì)的物質(zhì) 所加試劑 主要操作 (1)SiO2(NaHCO3)

12、 (2)SiO2(CaCO3) (3)SiO2(Si) (4)NaCl(SiO2) 解析 (1)除去SiO2中的NaHCO3可用水溶法; (2)除去SiO2中的CaCO3可先用鹽酸溶解,然后再過濾。 (3)除去SiO2中的Si可用加熱法:Si+O2SiO2。 (4)因NaCl溶于水而SiO2不溶于水,所以除去NaCl中的SiO2可用過濾、結(jié)晶法。 答案 (1)D?、邸?2)A?、邸?3)C ① (4)D?、邰? 12.(10分)(2013·廈門模擬)已知A、B、C、D、E、F、G、H可以發(fā)生如下圖所示的轉(zhuǎn)化,反應(yīng)中部分生成物已略去。其中,A、G為同一主族元

13、素的單質(zhì),B、C、H在通常情況下為氣體,化合物C是一種形成酸雨的大氣污染物。 請(qǐng)?zhí)羁眨? (1)寫出E的兩種用途____________、____________。 (2)反應(yīng)②的離子方程式為__________________________________________。 (3)反應(yīng)③的化學(xué)方程式是___________________________________________。 (4)反應(yīng)④的離子方程式是__________________________________________。 (5)寫出一個(gè)由A生成H的置換反應(yīng)方程式:_________________

14、____________ _________________________________________________________________。 解析 由題中信息及轉(zhuǎn)化關(guān)系可知A、B、C、D、E、F、G、H分別為:C、CO2、SO2、H2SiO3、SiO2、Na2SiO3、Si、CO。 答案 (1)制光導(dǎo)纖維 作建筑材料(或其他合理答案) (2)SiO2+2OH-===SiO32-+H2O (3)C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O (4)SiO32-+CO2+H2O===H2SiO3↓+CO32- (5)C+H2O(g)CO+H2(合理即可) 13

15、.(12分)純堿、燒堿等是重要的化工原料。 (1)利用上圖所示裝置可間接證明二氧化碳與燒堿溶液發(fā)生了反應(yīng)。將A與B連接,打開止水夾,將膠頭滴管中的液體擠入燒瓶,此時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是___________________________________________________________________________________________________________________________________, 若其他操作不變,將A與C連接,可觀察到的現(xiàn)象是________________ ___________________________________

16、______________________________。 (2)向NaOH溶液中通入一定量CO2,結(jié)晶后得到白色固體,該白色固體的組成可能是 A.NaOH和Na2CO3;B.________________; C.________________;D.________________。 (3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確定(2)中白色固體中存在A項(xiàng)中的陰離子: 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論 (1)取少量白色固體于試管中,加足量水溶解,再加足量BaCl2溶液 (2) 答案 (1)水沿長導(dǎo)管由廣口瓶進(jìn)入燒瓶 廣口瓶中的長導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生 (2)Na2CO3 Na2CO3和Na

17、HCO3 NaHCO3 (3) 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論 產(chǎn)生白色沉淀 有CO32- (2)過濾,取少量濾液于試管中,滴加酚酞 濾液變紅 有OH- 14.(10分)晶體硅是一種重要的非金屬材料,制備純硅的主要步驟如下: ①高溫下用過量的碳還原二氧化硅制得粗硅,同時(shí)得到一種可燃性氣體; ②粗硅與干燥的HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3(Si+3HClSiHCl3+H2); ③SiHCl3與過量的H2在1 100~1 200 ℃的溫度下反應(yīng)制得純硅,已知SiHCl3能與水劇烈反應(yīng),在空氣中易自燃。 請(qǐng)回答: (1)第一步制取粗硅的化學(xué)反應(yīng)方程式為___________

18、___________________。 (2)粗硅與HCl氣體反應(yīng)完全后,經(jīng)冷凝得到的SiHCl3(沸點(diǎn)33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸點(diǎn)57.6 ℃)和HCl(沸點(diǎn)-84.7 ℃),提純SiHCl3采用的方法為________________________________________________________________。 (3)實(shí)驗(yàn)室用SiHCl3與過量的H2反應(yīng)制取純硅裝置如圖所示(加熱和夾持裝置略去): ①裝置B中的試劑是________,裝置C中的燒杯需要加熱,目的是__________________________________________

19、_______________________。 ②反應(yīng)一段時(shí)間后,裝置D中觀察到的現(xiàn)象是__________________________ _________________________________________________________________,裝置D不能采用普通玻璃管的原因是________________________________,裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________________________。 ③為保證制備純硅實(shí)驗(yàn)的成功,操作的關(guān)鍵是檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性,控制好反應(yīng)溫度以及____________________

20、______________________________。 解析 (3)①因SiHCl3與水強(qiáng)烈反應(yīng),故A中產(chǎn)生的H2必須干燥,因此B中的試劑為濃H2SO4,且C燒瓶需加熱,其目的是使SiHCl3汽化,加快其與H2的反應(yīng)速率。②石英管中產(chǎn)生的物質(zhì)應(yīng)為硅,故D中有固體產(chǎn)生,由題給信息,制純硅的反應(yīng)條件為1 100~1 200 ℃,此溫度下普通的玻璃容易軟化。③因高溫下H2與O2反應(yīng)容易爆炸,故還應(yīng)排盡裝置中的空氣。 答案 (1)SiO2+2CSi+2CO↑ (2)分餾(或蒸餾) (3)①濃硫酸 使滴入燒瓶中的SiHCl3汽化?、谟泄腆w物質(zhì)生成 在題給反應(yīng)溫度下(1 100~1 200 ℃),普通的玻璃會(huì)軟化 SiHCl3+H2Si+3HCl ③排盡裝置中的空氣

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