1、第一講 碳、硅及無(wú)機(jī)非金屬材料 課后達(dá)標(biāo)訓(xùn)練 一、選擇題1. 下列關(guān)于碳、硅的敘述正確的是 （ ）A. 碳、硅都是WA族元素，它們?cè)谧匀唤缰卸家曰蠎B(tài)形式存在B. 二氧化碳、二氧化硅的物理性質(zhì)相似C. 二氧化碳、二氧化硅都是酸性氧化物，都能與NaOH 溶液反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽D. 高純度的二氧化硅用于制造半導(dǎo)體材料解析：選 G 自然界中含有單質(zhì)碳（如金剛石、石墨），A 錯(cuò)誤；二氧化碳、二氧化硅的 物理性質(zhì)（如熔、沸點(diǎn)）差別很大，B 錯(cuò)誤；高純度的晶體硅用于制造半導(dǎo)體材料，D 錯(cuò)誤。2. 下列關(guān)于碳和碳的化合物的說(shuō)法不正確的是 （）A. 過(guò)多 CO2排放會(huì)導(dǎo)致“溫室效應(yīng)”，應(yīng)提倡“低碳生活”B. 一

2、氧化碳易與血液中的血紅蛋白結(jié)合C. 金剛石和石墨都是碳單質(zhì)，但原子排列方式不同，物理性質(zhì)差別很大D. 石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸姆磻?yīng)屬于氧化還原反應(yīng)解析：選 D。 A 項(xiàng)，二氧化碳是一種溫室氣體； B 項(xiàng)，一氧化碳有毒，容易與血紅蛋白 結(jié)合； C項(xiàng)，金剛石是空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，硬度大、熔點(diǎn)高，石墨是層狀結(jié)構(gòu)，每一層是 平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，質(zhì)軟，可導(dǎo)電，二者物理性質(zhì)差別較大；D 項(xiàng)，二者的轉(zhuǎn)化屬于化學(xué)反應(yīng)，但反應(yīng)中沒(méi)有元素化合價(jià)的改變，不屬于氧化還原反應(yīng)。3. 下列關(guān)于 SiO2和 CO 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

3、應(yīng)的酸D. 都是酸性氧化物，都能與堿性氧化物反應(yīng)解析：選 CoSiO2和 CO 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不溶于水且與水不反應(yīng)，C 項(xiàng)錯(cuò)誤；SiO2與堿性氧化物反應(yīng)能生成硅酸鹽，CO 與堿性氧化物反應(yīng)能生成碳酸鹽，D 項(xiàng)正確。4. （2018 臨沂模擬）據(jù)報(bào)道，科學(xué)家通過(guò)對(duì)稻殼進(jìn)行控制性焚燒熱解，從中提取一種叫做生物質(zhì)納米結(jié)構(gòu)二氧化硅的超高活性材料，將少量這種材料摻入混凝土中，即可制備 出超高強(qiáng)度的高性能混凝土。下列關(guān)于二氧化硅的說(shuō)法正確的是（）A. 二氧化硅溶于水生成硅酸，所以二氧化硅屬于酸性氧化物B. 將二氧化碳通入硅酸鈉

4、溶液中可以得到硅酸C. 因?yàn)楦邷貢r(shí)二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸的強(qiáng)D. 水晶是比較純凈的二氧化硅，沙子的主要成分是硅酸鹽2解析：選 B。二氧化硅為酸性氧化物，但其不溶于水；硅酸的酸性比碳酸的弱；沙子的主要成分是二氧化硅。5.大多數(shù)物質(zhì)的俗名是根據(jù)其特殊的物理性質(zhì)或用途得來(lái)的。下列物質(zhì)的俗名與化學(xué)式或用途不相符的一組是（）選項(xiàng)俗名主要成分（化學(xué)式）用途A石英SiO2集成電路板B純堿Na2CO制備玻璃C水玻璃NazSiO；制備硅膠D鐵紅Fe2Q用作油漆和涂料解析：選 A。石英主要用于生產(chǎn)玻璃，也可用于制造光導(dǎo)纖維，晶體硅才用于制作集 成電路板。6. （2018 宜春高三月

5、考）下列轉(zhuǎn)化關(guān)系中，不能通過(guò)一步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的是（）1SiO2TNstSiO3CuSSCuChSiO2HSiOs,CuSCu（OH）2NstQfNa2SQA.B.C.D.解析：選 B。中 SiO2可與 NaOH 或 NstCQ 反應(yīng)生成 NstSiOs;中 CuSO 可與 BaCO 反應(yīng) 生成BaSQ 和 CuCl2;中 SiO2不能與 H2O 反應(yīng)，所以不能由 SiO?步制得 H2SQ3；中 CuO 不能與 H2O反應(yīng)生成 Cu（OH）2；中將 NaO 加入稀 HSQ 中反應(yīng)即可得到 NetSQ。7. （2018 濟(jì)南高三模擬）下列離子方程式的書寫正確的是（）A. 水玻璃中通入過(guò)量二氧化碳：N&

6、SiO3+ CO+ H2O=2Na+ CO+ H2SQ3JB. 澄清石灰水中通入過(guò)量二氧化碳：Ca（OH）2+ 2CO=Ca*+ 2HCOC. 硅與氫氟酸的反應(yīng)： Si + 4H+ 4F=SiF4f+ 2HdD. 二氧化硅溶于燒堿溶液中：SiO2+ 2OH =SiQ一+ HO解析：選 D。NazSiOs是強(qiáng)電解質(zhì)，應(yīng)拆分成 Na：SiO；一，且應(yīng)生成 HCO, A 錯(cuò)；B 項(xiàng)正 確寫法是 CO + OH =HCQ C 項(xiàng)，氫氟酸是弱酸，不能拆分成和 L。8. 如圖是利用二氧化硅制備硅及其化合物的流程，下列說(shuō)法正確的是（）3A. SiO2屬于兩性氧化物B. 盛放 NaaCO 溶液的試劑瓶能用玻璃

7、塞C. 硅膠吸水后可重復(fù)再生4D.圖中所示的轉(zhuǎn)化反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)解析：選 G SiO2是酸性氧化物，它能與氫氟酸反應(yīng)是其特殊性質(zhì)，A 錯(cuò)；在圖示轉(zhuǎn)化關(guān)系中只有第一行的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，其余均為非氧化還原反應(yīng)，D 錯(cuò)。9.（2018 銅陵高三模擬）將足量 CO 氣體通入水玻璃（NazSiOs溶液）中，然后加熱蒸干， 再在高溫下充分灼燒，最后所得的固體物質(zhì)是（）A.NazSiOsB.NazCO、NaSiOsC.NazCO、SiO2D.SQ2解析：選 A。分析題述過(guò)程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)：H.O+ CQ + NazSiO3=HSiO3J+ NCO, NazCO+HzO+CO=2NaHCO HSiO

8、3=SiQ+H2O, 2NaHCC=NazCQ+HzO+COf,高溫NCO+ SiO2高溫=NazSiO3+ COf，因此最后所得的固體物質(zhì)中只有NazSiOs。10.將足量的 CO 不斷通入 KOH Ba（OH）2、KAIO2的混合溶液中，生成 沉淀的物質(zhì)的量與所通入 CQ 的體積關(guān)系如圖所示。下列關(guān)于整個(gè)反應(yīng)過(guò) 程中的敘述不正確的是（）A.Oa段反應(yīng)的化學(xué)方程式是Ba（OH）2+ CO=BaCU + H2OB.ab段與cd段所發(fā)生的反應(yīng)相同C.de段沉淀減少是由于 BaCO 固體的消失D.be段反應(yīng)的離子方程式是 2AIO；+ 3HzO+ CO=2AI（OH）3J+cO解析：選 Bo CO

9、 優(yōu)先與 Ba（OH）2反應(yīng)（圖像中Oa段），然后與 KOH 反應(yīng)（圖像中ab段）,接著與 KAIQ 反應(yīng)（圖像中be段），再與CO 反應(yīng)（圖像中ed段），最后與 BaCO 反應(yīng)（圖像中de段）o二、非選擇題11.硅是無(wú)機(jī)非金屬材料的主角，硅的氧化物和硅酸鹽約占地殼質(zhì)量的90 鳩上。（1）下列物質(zhì)不屬于硅酸鹽的是 _oA.陶瓷B.玻璃C.水泥D.生石灰（2）SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為_ ，工藝師常用 _ （填物質(zhì)名稱）來(lái)雕刻玻璃。（3）用 NaSiQ水溶液浸泡過(guò)的棉花不易燃燒，說(shuō)明NaaSiOs可用作。NaSiO3可通過(guò) SiO2與純堿混合咼溫熔融反

10、應(yīng)制得，咼溫熔融純堿時(shí)下列坩堝可選用的5A.普通玻璃坩堝C.氧化鋁坩堝高溫工業(yè)上常用 2C+ SiO2高溫=Wi + 2COT 制備粗硅，該反應(yīng)中所含元素化合價(jià)升高的物質(zhì)是_（填化學(xué)式，下同），氧化劑是_。解析：（1）生石灰（CaO）不含 Si 元素，不屬于硅酸鹽。（2）SiO2與 HF 反應(yīng)，所以通常用 氫氟酸來(lái)雕刻玻璃。（3）含有 SiO2的坩堝可與 NatCO 反應(yīng)，Al2Q也可與 NatCO 反應(yīng)。答案：（1）D （2）SiO2+ 2NaOH=MSiO3+ H2O 氫氟酸（3）防火劑 D （4）C SQ212.-從“南澳一號(hào)”沉船中發(fā)現(xiàn)了大量宋代精美瓷器，體現(xiàn)了燦爛的中華文明。青花瓷

11、胎體的原料-高嶺土 Al2Si2C5（OH）x可摻進(jìn)瓷石制胎，青花瓷釉料的成分主要是鉀長(zhǎng)石（KAlSi3Q），在 1 300C左右一次燒成的釉可形成精美的青花瓷。下列說(shuō)法正確的是 _（填序號(hào)）。A. 高嶺土分子中x= 2B. 鉀長(zhǎng)石能完全溶解在鹽酸中形成澄清的溶液C燒制青花瓷過(guò)程中發(fā)生了復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化D.青花瓷、玻璃、水泥都屬于硅酸鹽產(chǎn)品（2）在“南澳一號(hào)”考古過(guò)程中，需用高純度SiO2制造的光纖。下圖是用海邊的石英砂（含氯化鈉、氧化鋁等雜質(zhì)）制備二氧化硅粗產(chǎn)品的工藝流程。1洗滌石英砂的目的是 _ 。2二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式是 _3在以上流程中，要將洗凈的石英砂研磨成

12、粉末，目的是 _。4工業(yè)上常用純凈石英砂與C 在高溫下發(fā)生反應(yīng)制備粗硅，粗硅中含有SiC，其中 Si和 SiC 的物質(zhì)的量之比為 1 ： 1。下列說(shuō)法正確的是 _（填序號(hào)）。A. SiC 是一種傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)非金屬材料高溫B. 制造粗硅時(shí)的反應(yīng)為2SiO2+ 5C=Si + SiC + 4COTC. 在以上流程中，將鹽酸改為NaOH 溶液，也可達(dá)到目的D. 純凈的 SiO2只能用于制造光導(dǎo)纖維B.石英玻璃坩堝D.鐵坩堝6解析：（1）選項(xiàng) A,根據(jù)化合物中各元素的正、負(fù)化合價(jià)代數(shù)和等于零的原則，可得（+ 3）X2+ （ + 4）X2+ （ 2）X5+ （ 1）Xx= 0,解得x= 4。選項(xiàng) B,鉀長(zhǎng)

13、石與鹽酸反應(yīng)后不能形成澄清的溶液。選項(xiàng)C,根據(jù)陶瓷的制作過(guò)程可推測(cè)出燒制青花瓷的過(guò)程中發(fā)生了復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化。選項(xiàng)D,青花瓷、玻璃、水泥都屬于硅酸鹽產(chǎn)品。（2）石英砂中含有易溶于水的NaCl 雜質(zhì)，洗滌石英砂可使NaCl 與 SiO2分離。SiO2與 NaOH 溶液反 應(yīng)生成 NaaSiQ 和 H2O,據(jù)此可寫出相應(yīng)的離子方程式。將洗凈的石英砂研磨成粉末后能增大反應(yīng)物的表面積，從而增大反應(yīng)物之間的接觸面積，增大反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率。選項(xiàng) A, SiC 是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料。選項(xiàng)B,粗硅中含有 SiC，其中 Si 和 SiC 的物質(zhì)的量之比為 1 : 1,根據(jù)元素的原子個(gè)數(shù)守恒和得

14、失電子守恒，可將題述信息轉(zhuǎn)化為如下高溫反應(yīng)：2SiO2+ 5C 高=Si + SiC + 4COU選項(xiàng) C,因 SiO2、Al2O 都能溶解在 NaOH 溶液中，無(wú)法實(shí)現(xiàn)二者的分離。選項(xiàng)D,純凈的 SiO2還可用于制造光學(xué)玻璃等。答案：(1)CD(2)除去石英砂中的 NaCl 雜質(zhì)SiO2+ 2OHT=Si&+ H2O增大反應(yīng)物之間的接觸面積，從而增大反應(yīng)速率，提高生產(chǎn)效率B13.硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)制備硅半導(dǎo)體材料必須先得到高純硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)還原法是當(dāng)前制備高純硅的主要方法，生產(chǎn)過(guò)程示意圖如下：-隹炭- HCI -精憎-Hb -f石英粗硅 57

15、3精旦| SiHCl3(純)| 1 高純硅寫出由純 SiHCl3制備高純硅的化學(xué)反應(yīng)方程式： _整個(gè)制備過(guò)程必須嚴(yán)格控制無(wú)水無(wú)氧。SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成 HbSiO3、HCl 和另種物質(zhì)，寫出配平的化學(xué)反應(yīng)方程式： _ ;H2還原 SiHCl3過(guò)程中若混有 C2,可能引起的后果是 _ 。(2)化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組在探究硅的制取方法時(shí)，從資料查閱到下列信息：I.Mg 在高溫條件下可與 SiO2反應(yīng)；II.金屬硅化物與稀 H2SQ 反應(yīng)生成硫酸鹽和 SiH4;m.SiH4在空氣中自燃。他們根據(jù)信息進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用足量稀H2SQ 溶解第I步實(shí)驗(yàn)獲得的固體產(chǎn)物時(shí)，發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花；然后過(guò)濾、洗滌、

16、干燥；最后稱量、計(jì)算，測(cè)得其產(chǎn)率只有預(yù)期值的63%左右。第I步實(shí)驗(yàn)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 _7用稀 H2SQ 溶解第I步實(shí)驗(yàn)獲得的固體產(chǎn)物時(shí)，產(chǎn)生爆鳴聲和火花的原因是_。解析：在 SiHCl3中，把硅考慮為+ 4 價(jià)，則氫為1 價(jià)，氯為1 價(jià)，SiHCl3水解時(shí), 1 價(jià)氫還原水中+ 1 價(jià)的氫，生成氫氣。-1 357 K答案：SiHCl3+ H2= Si + 3HClSiHCl3+ 3H2O=2SiO3+ Hf+ 3HCl 高溫下，H2遇 O2發(fā)生爆炸高溫高溫 2M 葉 SiO2高溫=2MgOF Si、2Mg+ Si=高溫=MgSi硅化鎂與稀硫酸反應(yīng)生成的SiH4可自燃，即發(fā)生反應(yīng):SHf,

17、SiH4+2Q2=SiQ+2HQ14 . (2017 高考全國(guó)卷n)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaQSiQ2,并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實(shí)驗(yàn)室測(cè)定水泥樣品中鈣含量的過(guò)程如圖所示:樣品回答下列問(wèn)題:(1)在分解水泥樣品過(guò)程中，以鹽酸為溶劑，氯化銨為助溶劑，還需加入幾滴硝酸。加入硝酸的目的是_ ? 還可使用_代替硝酸。(2)沉淀 A 的主要成分是 _ ，其不溶于強(qiáng)酸但可與一種弱酸反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(3)加氨水過(guò)程中加熱的目的是 _。沉淀 B 的主要成分為 _ 、_(寫化學(xué)式)。草酸鈣沉淀經(jīng)稀 HaSQ 處理后，用 KMnQ 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，通過(guò)測(cè)定草酸的量可間

18、接獲 知鈣的含量，滴定反應(yīng)為MnQ + H+ H2C2C4 MrT + CQ+ H2Q。實(shí)驗(yàn)中稱取 0.400 g 水泥樣品，滴定時(shí)消耗了 0.050 0 mol 1的 KMnQ 溶液 36.00 mL ,則該水泥樣品中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_。解析：(1)水泥熟料中的 CaQ 和鐵、鋁、鎂等金屬的氧化物均能溶于鹽酸，加入硝酸能 將水泥樣品中可能含有的Fe2+氧化為 Fe3+，為了不引入新雜質(zhì)，還可用HbQ 代替硝酸。(2)根據(jù)圖示流程可知，不溶于鹽酸和硝酸的沉淀A 為 SiQ2(或 HSiQs) , SiQ2(或 HaSiQs)能溶于弱酸氫氟酸，生成 SiF4和 H2Q0 (3)加入氨水調(diào)節(jié)溶液的 pH= 45 的過(guò)程中加熱，能防止膠 體生成，易沉淀分離，結(jié)合流程圖可知，沉淀B 的主要成分是 Al(QH)3和 Fe(QH)3。(4)根據(jù)MgSi + 2Hz