一、碳、硅及其氧化物性质比较
1．下列关于C、Si两种非金属元素的说法中，正确的是( ) A．两者结合形成的化合物是共价化合物 B．在自然界中都能以游离态存在 C．氢化物的热稳定性比较：CH4 2．下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是( ) A．CO2、SiO2分别是碳酸和硅酸的酸酐 B．CO2和SiO2与水反应分别生成相应的酸 C．CO2是酸性氧化物，SiO2是两性氧化物 D．CO2和SiO2都是由相应的分子组成的 解析：CO2、SiO2分别是碳酸和硅酸的酸酐，二者均是酸性氧化物，但SiO2不与水反应，且其结构中不含有分子，而是由原子组成的。 答案：A 二、硅及其化合物的性质 3．下列有关硅材料的说法正确的是( ) A．光纤的主要成分是高纯度的单质硅 B．玛瑙的主要成分是硅酸盐 教育学习+K12 教育学习+K12 C．28 g硅含有6.02×1023个电子 D．28Si、29Si、30Si是不同的核素 解析：光纤的主要成分为高纯度的二氧化硅，A错；玛瑙的主要成分为二氧化硅，B错；1个硅原子中含有14个电子，因此28 g硅28 g－123 含有电子的数目为＝8.428×1024，－1×14×6.02×10 mol28 g·molC错。 答案：D 4．下列有关说法正确的是( ) A．硅相对于氢气便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是有开发价值的燃料 B．硅在地壳中含量居第二位，在地球上有丰富的硅资源，如石英、水晶、玛瑙的主要成分都是单质硅 C．存放NaOH溶液的试剂瓶应用玻璃塞 D．二氧化硅是一种良好的半导体材料 答案：A 5．下列说法正确的是( ) ＋O2＋H2O＋NaOH或HCl A．单质――→氧化物――→酸或碱――→盐，碳或硅单质可以按上述关系进行转化 B．若a、b、c分别为Si、SiO2、H2SiO3，则可以通过一步反应实现转化：b c―→a C．太阳能电池板中的硅在元素周期表中处于金属元素与非金属元素的交界位置 D．单质硅常用于制造光导纤维 解析：A项，SiO2不与H2O反应；B项，b―→c，c―→a均不 教育学习+K12 教育学习+K12 能通过一步反应实现转化；D项，用于制造光导纤维的是SiO2，而非单质硅。 答案：C 6．在①浓HNO3 ②水 ③浓H2SO4 ④氢氟酸 ⑤NaOH溶液中，能与单质硅起化学反应的是( ) A．①② C．④⑤ B．②④ D．③④ 解析：Si与水、浓H2SO4、浓HNO3均不发生反应，但Si能与氢氟酸、NaOH溶液反应放出H2。 答案：C 7．二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用途。a～e是对①～⑤反应中SiO2所表现的化学性质或作用进行判断，其中正确的是( ) ①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O 高温 ②SiO2＋2C=====Si＋2CO↑ ③SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 高温 ④Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑ 高温 ⑤SiO2＋3C=====SiC＋2CO↑ a．反应①中SiO2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃 b．反应②中SiO2表现出氧化性 c．反应③中SiO2表现了酸性氧化物的通性 d．反应④符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性酸酐的道理 e．反应⑤中SiO2未参加氧化还原反应 A．a、c、e 教育学习+K12 B．b、d、e 教育学习+K12 C．c、d、e D．a、b 解析：通常用氢氟酸来刻蚀玻璃，与之对应的反应是③，因此a、c判断错误；反应②是一个置换反应，其中SiO2被还原，表现出氧化性，b判断正确；反应④是一个复分解反应，用难挥发的SiO2制取易挥发的CO2，d判断正确；反应⑤中碳的化合价由0价变为－4价和＋2价，硅的化合价和氧的化合价都没有改变，因此SiO2没有参加氧化还原反应，e判断也正确。 答案：B 8．如何用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)。将所选答案的编号填入下表相应的空格内(如果不需要外加试剂，则对应答案栏可不填写)。 可供选择的试剂：A.盐酸 B．NaOH溶液 C．氧气 D．水 E．二氧化碳 可选用的操作：①水洗；②加热；③高温灼烧；④过滤；⑤结晶。 (1) (2) (3) (4) 粉末状混合物 CaCO3(SiO2) SiO2(NaHCO3) SiO2(Fe2O3) SiO2(H2SiO3) 选择的试剂 选用的操作 解析：(1)SiO2与NaOH溶液反应生成可溶性的Na2SiO3，而CaCO3与NaOH溶液不反应，加入NaOH溶液后过滤可得CaCO3。(2)NaHCO3溶于水而SiO2不溶，加水后过滤可除去SiO2中的NaHCO3。(3)Fe2O3能溶于盐酸而SiO2不溶，用盐酸溶解后过滤可得SiO2。(4)H2SiO3加强热能分解为SiO2。 答案：(1)B ④ (2)D ④ (3)A ④ (4)③ 三、硅的制备 教育学习+K12 教育学习+K12 9．半导体工业中，有一句行话：“从沙滩到用户”，即由SiO2 制取Si。制取过程中不涉及的化学反应是( ) 高温 A．2C＋SiO2=====Si＋2CO↑ B．SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O △ C．Si＋2Cl2=====SiCl4 高温 D．SiCl4＋2H2=====Si＋4HCl CCl2 解析：工业制取纯硅的工艺流程为：SiO2――→粗硅――→H2 SiCl4――→纯硅，该工艺流程中不涉及SiO2与NaOH溶液的反应。 答案：B 10．硅在地壳中的含量较高。硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。回答下列问题： (1)1810年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时，得到一种“金属”。这种“金属”可能是________。 (2)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。其中，生产普通玻璃的主要原料有________。 (3)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下： 教育学习+K12 教育学习+K12 ①用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反应的化学方程式为________；碳化硅又称________，其晶体结构与________相似。 ②在流化床反应的产物中，SiHCl3大约占85%，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有关物质的沸点数据如下表，提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和________。 物质 沸点/℃ Si 2 355 SiCl4 SiHCl3 SiH2Cl2 SiH3Cl 57.6 31.8 8.2 －30.4 HCl －84.9 SiH4 －111.9 ③SiHCl3极易水解，其完全水解的产物为________。 解析：(3)比较SiHCl3、SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl的沸点，可得常温下SiHCl3、SiCl4为液体，SiH2Cl2、SiH3Cl为气体，沉降、冷凝得到SiHCl3、SiCl4的混合液体，用蒸馏可分离二者。SiHCl3中，把硅考虑为＋4价，则氢为－1价，氯是－1价，SiHCl3水解时，－1价氢还原水中＋1价的氢，生成氢气。 教育学习+K12 教育学习+K12 答案：(1)含有硅、碳的铁合金(或硅铁) (2)石英砂、纯碱和石灰石 高温 (3)①SiO2＋3C=====SiC＋2CO↑ 金刚砂 金刚石(或单晶硅) ②精馏(或蒸馏) ③H2SiO3(或H4SiO4)、H2、HCl 教育学习+K12 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容