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1、
碳、硅及其化合物
(建議用時:25分鐘)
1.(2019·模擬精選)下列說法不正確的是( )
A.硅太陽能電池可將太陽能轉(zhuǎn)化為電能
B.2017年4月26日,中國第二艘航母舉行下水儀式,該航母使用了素有“現(xiàn)代工業(yè)的骨骼”之稱的碳纖維。碳纖維是一種新型的有機高分子材料
C.半導(dǎo)體行業(yè)中有一句話:“從沙灘到用戶”,計算機芯片的主要材料是經(jīng)提純的晶體硅
D.高純度的二氧化硅廣泛用于制作光導(dǎo)纖維,光導(dǎo)纖維遇強堿會“斷路”
[答案] B
2.下列關(guān)于硅材料的說法不正確的是 ( )
A.鋼化玻璃與普通玻璃的主要成分基本相同
B.制普通玻璃的原料是石灰石、純堿和石英
2、砂
C.陶瓷是人類應(yīng)用很早的硅酸鹽材料
D.水玻璃是純凈物,可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑
[答案] D
[教師用書獨具]
(2019·壽光現(xiàn)代中學(xué)月考)下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的說法正確的是( )
①硅是構(gòu)成一些巖石和礦物質(zhì)的基本元素
②水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品
③高純度的硅單質(zhì)是良好的半導(dǎo)體材料
④水玻璃可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑
⑤二氧化硅可用作光纖以及電腦芯片
A.①②③ B.②③④⑤
C.①③④ D.②③④
[答案] C
3.(2019·廣州模擬)下列敘述中正確的是 ( )
A.因為Na2CO3+SiO2Na2SiO3+C
3、O2↑,所以硅酸的酸性比碳酸強
B.碳和硅都是ⅣA族的元素,所以二氧化碳和二氧化硅的物理性質(zhì)相似
C.二氧化硅既溶于氫氧化鈉溶液又溶于氫氟酸,所以二氧化硅是兩性氧化物
D.二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物,但二氧化硅不能和水反應(yīng)生成硅酸
D [A項的反應(yīng)之所以能夠發(fā)生,是因為生成的產(chǎn)物中有氣體放出,平衡正向移動,促使反應(yīng)能夠順利進行,故不能通過此反應(yīng)判斷H2CO3與H2SiO3的酸性強弱,A錯誤;CO2和SiO2的物理性質(zhì)差異較大,B錯誤;SiO2與氫氟酸的反應(yīng)不屬于酸性氧化物與一般酸的反應(yīng),在此反應(yīng)中SiO2并沒有表現(xiàn)出堿性氧化物的性質(zhì),C錯誤。]
4.(2019·合肥模擬)《天工
4、開物》記載:“凡埏泥造瓦,掘地二尺余,擇取無沙粘(通‘黏’)土而為之”“凡坯既成,干燥之后,則堆積窯中燃薪舉火”“澆水轉(zhuǎn)釉(主要為青色),與造磚同法”。下列說法錯誤的是( )
A.沙子和黏土主要成分為硅酸鹽
B.“燃薪舉火”使黏土發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化
C.燒制后自然冷卻成紅瓦,澆水冷卻成青瓦
D.黏土是制作磚瓦和陶瓷等的主要原料
A [沙子主要成分為SiO2氧化物,A錯誤。]
5.在“南澳一號”考古直播過程中,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________________
5、__________________________。
(2)在以上流程中,要將洗凈的石英砂研磨成粉末,目的是____________
___________________________________________________________________。
(3)工業(yè)上常用純凈石英砂與C在高溫下發(fā)生反應(yīng)制造粗硅,粗硅中含有SiC,其中Si和SiC的物質(zhì)的量之比為1∶1。下列說法正確的是________(填選項字母)。
A.SiC性質(zhì)穩(wěn)定,能用于制造抗高溫水泥
B.制造粗硅時的反應(yīng)為2SiO2+5CSi+SiC+4CO↑
C.在以上流程中,將鹽酸改為NaOH溶液,也可
6、達到目的
D.純凈的SiO2只能用于制造光導(dǎo)纖維
[答案] (1)洗去石英砂中可溶的NaCl雜質(zhì)
(2)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
(3)B
[教師用書獨具]
(2019·鄂豫晉冀陜五省聯(lián)考)某實驗小組設(shè)計了如圖裝置對焦炭還原二氧化硅的氣體產(chǎn)物的成分進行探究。
已知:PdCl2溶液可用于檢驗CO,反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO+PdCl2+H2O===CO2+2HCl+Pd↓(產(chǎn)生黑色金屬鈀粉末,使溶液變渾濁)。
(1)實驗時要通入足夠長時間的N2,其原因是__________________________
______________________
7、_______________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)裝置B的作用是_______________________________________________。
(3)裝置C、D中所盛試劑分別為____________________________________、
________,若裝置C、D中溶液均變渾濁,且經(jīng)檢測兩氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量相等,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________
8、_____________________________
___________________________________________________________________。
(4)該裝置的缺點是_______________________________________________。
(5)資料表明,上述反應(yīng)在焦炭過量時會生成副產(chǎn)物SiC。取18 g SiO2和8.4 g焦炭充分反應(yīng)后收集到標準狀況下的氣體13.44 L,假定氣體產(chǎn)物只有CO,固體產(chǎn)物只有Si和SiC,則Si和SiC的物質(zhì)的量之比為________。
[解析] (1)用N2排出裝置中的空氣
9、防止焦炭與O2反應(yīng)。
(2)A裝置高溫加熱時,后面的溶液易倒吸進入A裝置中,中間加B裝置的作用是作安全瓶,防倒吸。
(3)C、D是檢驗CO2和CO,防止CO的干擾,應(yīng)先檢驗CO2,再檢驗CO。
(4)CO為大氣污染物,應(yīng)加一尾氣吸收裝置。
(5)n(SiO2)=0.3 mol,n(C)=0.7 mol,n(CO)=0.6 mol,故n(SiC)=0.1 mol,n(Si)=0.3 mol-0.1 mol=0.2 mol。
[答案] (1)將裝置中的空氣排盡,避免空氣中的氧氣、二氧化碳、水蒸氣對實驗產(chǎn)生干擾 (2)作安全瓶,防止倒吸 (3)澄清石灰水 PdCl2溶液 3SiO2+4C2
10、CO2↑+2CO↑+3Si (4)缺少尾氣吸收裝置 (5)2∶1
6.實驗室用H2還原SiHCl3(沸點:31.85 ℃)制備純硅的裝置如圖所示(夾持裝置和尾氣處理裝置略去),下列說法正確的是( )
A.裝置Ⅱ、Ⅲ中依次盛裝的是濃硫酸、冰水
B.實驗時,應(yīng)先加熱管式爐,再打開活塞K
C.為鑒定制得的硅中是否含有微量鐵單質(zhì),需要用到的試劑為鹽酸、雙氧水、KSCN溶液
D.該實驗中制備氫氣的裝置也可用于Na2O2與H2O制O2
C [A項,Ⅲ中應(yīng)裝熱水,使SiHCl3揮發(fā),錯誤;B項,應(yīng)該先打開活塞K讓H2先排空,再加熱管式爐,錯誤;D項,Na2O2溶于水,無法控制,D錯誤。
11、]
7.二氯二氫硅(SiH2Cl2)常用作外延法工藝中重要的硅源。易燃、有毒,與水接觸易水解,沸點為8.2 ℃。在銅催化作用下,HCl與硅在250~260 ℃反應(yīng)可以制得SiH2Cl2。
A B C D
(1)利用濃硫酸、濃鹽酸為原料,選用A裝置制取HCl,利用了濃硫酸的________性。
(2)D裝置中生成二氯二氫硅的化學(xué)方程式為___________________________
___________________________________________________________________。
(3)按照氣體從左到右的方向,制
12、取SiH2Cl2的裝置(h處用止水夾夾好)連接順序為a→( )→( )→( )→( )→( )→( )→( )(填儀器接口的字母,其中裝置C用到2次)。
(4)按從左到右的順序,前面裝置C中裝的藥品為______________________,
后面裝置C的作用為___________________________________________________
___________________________________________________________________。
(5)反應(yīng)除生成二氯二氫硅之外,還會生成H2和_________
13、______________、
________等。
(6)制取SiH2Cl2的新方法是:往硅粉中先通入Cl2,在300~350 ℃反應(yīng)生成SiCl4,然后再與HCl在250~260 ℃反應(yīng),可以大大提高產(chǎn)率。如果通入氣體順序相反,結(jié)果會_______________________________________________________
_________________________________________________(用化學(xué)方程式表示)。
[解析] (1)濃硫酸具有吸水性,可以使?jié)恹}酸揮發(fā)出HCl氣體。
(3)SiH2Cl2與H2O接觸易水解,故D裝置(制SiH2Cl2)的前后應(yīng)有干燥裝置。
[答案] (1)吸水 (2)Si+2HClSiH2Cl2
(3)d e f g b c d
(4)P2O5(或無水CaCl2) 尾氣處理和防止空氣中的水進入B中
(5)SiCl4 SiHCl3 (6)SiH2Cl2+2Cl2SiCl4+2HCl(或SiH2Cl2+Cl2SiHCl3+HCl)