2022高考化学一轮复习题组训练4.3含硅矿物与信息材料1含解析

含硅矿物与信息材料

碳、硅单质的性质及应用

1.对于化学方程式SiO2+3CSiC+2CO↑,有关叙述正确的是 (　　)

A.反应中SiO2是氧化剂,C是还原剂

B.硅元素被还原了,碳元素被氧化了

C.在反应中C只作还原剂

D.在反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2

【解析】选D。双线桥法表示反应中电子转移的方向及数目如下: ,反应中只有C元素化合价改变,因此C在反应中既是氧化剂,又是还原剂,且n(氧化剂)∶n(还原剂)=1∶2。

2.(1)下列物质能与单质硅起化学反应的是_______________。 

①浓HNO3　②水　③浓H2SO4　④氢氟酸

⑤NaOH溶液　⑥氟气　⑦氯气

(2)下列事实能说明非金属性:C>Si的是_______________。 

①硬度:金刚石>晶体硅

②熔、沸点:SiO2>CO2

③酸性:H2CO3>H2SiO3

④稳定性:CH4>SiH4

⑤CO2通入Na2SiO3溶液中产生白色沉淀

⑥高温下,SiO2与Na2CO3反应

⑦相同条件下,碱性:Na2SiO3(aq)>Na2CO3(aq)

【解析】(1)硅单质不能溶于水,不与强酸反应。

(2)硬度、熔沸点与空间结构有关,高温下SiO2与Na2CO3反应是利用了熵增原理,与非金属性强弱无关。

答案:(1)④⑤⑥⑦　(2) ③④⑤⑦

【归纳提升】

硅的四点特性

(1)碳族元素的主要化合价一般是+2、+4价,而硅常见的是+4价。

(2)硅的还原性比碳强,而碳在高温下却能从SiO2中还原出硅。

(3)非金属单质与强碱反应一般不生成氢气,而硅却能与强碱溶液反应产生氢气。

(4)非金属单质一般不与非氧化性酸反应,而硅不但能与氢氟酸反应,而且还有H2生成(类似于较活泼金属与酸的置换反应),Si+4HFSiF4↑+2H2↑。

碳、硅氧化物的性质及应用

3.现有下列五个转化,其中不可能通过一步反应实现的是 (　　)

①SiO2Na2SiO3　②CuSO4CuCl2

③SiO2H2SiO3　④CuOCu(OH)2

⑤Na2O2NaOH

A.①②　　B.③④　　C.②③④　　D.②③④⑤

【解析】选B。①SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O;②CuSO4+BaCl2BaSO4↓+CuCl2;⑤2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,SiO2和CuO均不溶于水,因此SiO2、CuO不可能通过一步反应分别生成H2SiO3、Cu(OH)2。

4.用四种溶液进行实验,下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系正确的是

 (　　)

【解析】选D。A项,向饱和Na2CO3溶液中通入CO2,会发生反应生成碳酸氢钠,相同温度下碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠,所以会析出碳酸氢钠晶体,继续通入CO2气体,浑浊不消失,故错误;B项,向Na2SiO3溶液中通入CO2,会产生硅酸,硅酸是不溶于水的白色沉淀,溶液变浑浊,继续通入CO2至过量,浑浊不会消失,故错误;C项,向Ca(ClO)2溶液中通入CO2,会生成碳酸钙和次氯酸,溶液变浑浊,碳酸钙与H2O和过量的CO2反应会转化为碳酸氢钙,浑浊消失,次氯酸具有强氧化性,可使品红溶液褪色,故错误;D项,向氢氧化钙溶液中通入CO2会生成碳酸钙沉淀,溶液变浑浊,继续通入CO2气体,碳酸钙转化为碳酸氢钙,浑浊消失,加入NaOH溶液后,碳酸氢钙和氢氧化钠反应会生成碳酸钙,溶液又变浑浊,故正确。

【归纳提升】

SiO2的两个特性

(1)酸性氧化物一般能与水反应生成相应的酸,但SiO2不溶于H2O,不能直接与H2O反应生成H2SiO3。

(2)酸性氧化物一般不与酸反应,但SiO2可以与氢氟酸反应:SiO2+4HFSiF4↑+2H2O,SiF4不是盐。

高纯硅的提取

5.晶体硅是一种重要的非金属材料,制备纯硅的主要步骤如下:

二氧化硅粗硅SiHCl3纯硅

关于上述反应的分析不正确的是 (　　)

A.3个反应都是置换反应

B.高温下,焦炭与氢气的还原性均强于硅

C.任一反应中,每消耗或生成28 g硅,均转移4 mol电子

D.提纯SiHCl3采用的方法是分液

【解析】选D。高温下焦炭能将SiO2还原为Si, H2能将SiHCl3还原为Si,表明B项正确;硅在化合物中显+4价,消耗或生成1 mol Si,则转移4 mol电子;SiHCl3中含有少量的SiCl4(和HCl),它们的沸点有明显差异,用蒸馏(或分馏)的方法提纯。

【归纳提升】

在设计制备纯硅的实验题中,常遇到的知识点

(1)粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3:

Si(粗)+3HClSiHCl3+H2

(2)SiHCl3与过量H2在高温下反应制得纯硅:

SiHCl3+H2Si(纯)+3HCl

(3)SiO2+2Mg2MgO+Si

(4)SiHCl3、SiCl4能与水发生反应:

SiHCl3+3H2OH2SiO3↓+3HCl+H2↑

SiCl4+3H2OH2SiO3↓+4HCl

(5)SiH4在空气中易自燃:

SiH4+2O2SiO2+2H2O