跟蹤檢測(十二)碳、硅及無機非金屬材料

1．下列關于 SiO2和CO2的說法中正確的是 ( )A．CO2、SiO2都能與堿及堿性氧化物反應B．CO2和SiO2與水反應分別生成相應的酸C．SiO2可用來制作干燥劑，因SiO2可與水反應D．CO2和SiO2都是由相應的分子構(gòu)成的解析：選ACO2、SiO2都是酸性氧化物，都能與堿及堿性氧化物反應，故A正確；SiO2不溶于水，也不能和水反應生成硅酸，B不正確；硅膠可用作干燥劑，但SiO2不與水反應，C不正確；CO2是由分子構(gòu)成的，SiO2是由Si、O原子直接構(gòu)成的，D不正確。2．二氧化硅廣泛存在于自然界中，在日常生活、生產(chǎn)、科研及新型材料等方面有著重要的用途。a～e是對①～⑤反應中 SiO2所表現(xiàn)的化學性質(zhì)或作用進行的判斷，其中正確的是( )SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O高溫②SiO2＋2C=====Si＋2CO↑③SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O高溫Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑高溫⑤SiO2＋3C=====SiC＋2CO↑a．反應①中 SiO2作為玻璃的成分被消耗，用于刻蝕玻璃b．反應②中 SiO2表現(xiàn)出氧化性c．反應③中 SiO2表現(xiàn)了酸性氧化物的通性d．反應④符合用難揮發(fā)性的酸酐制取易揮發(fā)性的酸酐的道理e．反應⑤中 SiO2未參加氧化還原反應A．a(chǎn)ce B．bdeC．cde D．a(chǎn)b解析：選B 通常用氫氟酸來刻蝕玻璃，與之對應的反應是 ③，因此a、c判斷錯誤；反應②是一個置換反應，其中 SiO2被還原，表現(xiàn)出氧化性， b判斷正確；反應 ④是一個復分解反應，用難揮發(fā)的 SiO2制取易揮發(fā)的 CO2，d判斷正確；反應 ⑤中碳的化合價由 0價變?yōu)椋?和＋2價，硅的化合價和氧的化合價都沒有改變， 因此SiO2沒有參加氧化還原反應，e判斷正確。3．由下列實驗事實得出的結(jié)論正確的是 ( )A．由SiO2不能與水反應生成 H2SiO3，可知SiO2不是酸性氧化物高溫B．由SiO2＋2C=====Si＋2CO↑，可知碳的非金屬性大于硅C．CO2通入Na2SiO3溶液產(chǎn)生白色沉淀，可知酸性 H2CO3>H2SiO3D．SiO2可與NaOH溶液反應，也可與氫氟酸反應，可知 SiO2為兩性氧化物解析：選C 由Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，可知酸性：H2CO3>H2SiO3(強酸制弱酸

)。4．(2018

·臺質(zhì)檢邢

)將足量

CO2氣體通入水玻璃中，

然后加熱蒸干，再在高溫下充分灼燒，最后得到的固體物質(zhì)是

(

)A．Na2SiO3

B．Na2CO3、Na2SiO3C．Na2CO3、SiO2

D．SiO2解析：選A將足量CO2氣體通入水玻璃中，發(fā)生反應：2CO2＋Na2SiO3＋2H2O===H2SiO3↓＋2NaHCO△3，然后加熱蒸干，高溫灼燒時發(fā)生反應：H2SiO3=====H2O＋2、2NaHCO3△3＋CO2↑＋H2和2高溫23＋CO2↑，所SiOCOSiO=====NaCOONa=====Na以最后所得固體物質(zhì)是 Na2SiO3。5．(2018·州模擬漳)C、Si、S都是自然界中含量豐富的非金屬元素，下列有關說法中正確的是( )A．三種元素在自然界中既有游離態(tài)又有化合態(tài)B．元素的＋4價氧化物都屬于酸性氧化物，都能與堿反應而不能與任何酸反應C．最低價的氣態(tài)氫化物都具有還原性，易與 O2發(fā)生反應D．其最高價氧化物對應的水化物的酸性強弱： H2SO4>H2SiO3>H2CO3解析：選CA項，硅元素在自然界中無游離態(tài)，錯誤；B項，SiO2能與氫氟酸反應，錯誤；C項，C、Si、S三種元素低價態(tài)氣態(tài)氫化物分別為CH4、SiH4、H2S，都具有還原性，易與O2發(fā)生反應，正確；D項，酸性強弱順序為：H24232SiO3，錯誤。SO>HCO>H6．月球的礦產(chǎn)資源極為豐富，僅月球表層5cm厚的沙土就含鐵單質(zhì)有上億噸，月球上的主要礦物有輝石CaMgSi2O6、斜長石KAlSi3O8和橄欖石(Mg或Fe)2SiO4等，下列說法或分析不正確的是()A．輝石、斜長石及橄欖石均屬于硅酸鹽礦B．斜長石的氧化物形式可表示為 K2O·Al2O3·3SiO2C．月球表層沙土中有游離態(tài)鐵是因為月球的表面幾乎沒有氧氣D．橄欖石中鐵為＋ 2價解析：選B斜長石的氧化物形式應為K2O·Al2O3·6SiO2。7．(2018宿·州模擬)下列敘述中正確的是()高溫A．因為Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸強B．碳和硅都是第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．高純度的硅單質(zhì)廣泛用于制作光導纖維D．SiO2和CO2都是酸性氧化物，但 SiO2不能與水反應生成硅酸解析：選

D

A項，該反應在高溫下進行，

且反應生成的產(chǎn)物中有氣體，

反應正向移動，促使反應能夠順利進行，故不能通過此反應判斷

H2CO3與

H2SiO3的酸性強弱，錯誤；

CO2和SiO2的物理性質(zhì)差異較大，

B錯誤；光導纖維的主要成分是

SiO2，C

錯誤；

SiO2和

CO2都是酸性氧化物，

SiO2不溶于水，所以不能與水反應生成硅酸，

D正確。8．已知：碳、硅、鍺、錫、鉛為第Ⅳ A族元素，其原子序數(shù)依次增大，碳、硅、鍺、錫的＋4價化合物是穩(wěn)定的，而鉛的＋ 2價化合物是穩(wěn)定的。根據(jù)元素周期律的知識分析下列關于鍺、錫、鉛的推斷不正確的是()A．SnCl2具有較強的還原性，PbO2具有較強的氧化性B．若鍺、錫在空氣中不反應，鉛有可能與氧氣反應C．若鍺與鹽酸不反應，錫、鉛也不能與鹽酸反應D．三種元素的＋4價氫氧化物的堿性由弱到強的順序：Ge(OH)4<Sn(OH)4<Pb(OH)4解析：選C根據(jù)題給信息，錫的＋4價化合物是穩(wěn)定的，鉛的＋2價化合物是穩(wěn)定的，可知A項正確；根據(jù)元素周期律可知鉛的金屬性最強，它有可能與氧氣反應，B項正確；錫、鉛在金屬活動性順序表中排在氫前，能與鹽酸反應，C項錯誤；根據(jù)金屬性的強弱關系，三種元素的＋4價氫氧化物的堿性由弱到強的順序為Ge(OH)4<Sn(OH)4<Pb(OH)4，D項正確。9．(2018·陽質(zhì)檢綿)下列除雜方法正確的是()A．SiO2中含Al2O3雜質(zhì)，可以加入足量NaOH溶液，然后過濾除去B．CO2中含有CO雜質(zhì)，可以通入盛有CuO的玻璃管且加熱C．CO2中含有HCl雜質(zhì)，可以通過盛有飽和Na2CO3溶液的洗氣瓶D．Na2CO3溶液中含有Na2SiO3雜質(zhì)，可以通入足量的CO2，然后過濾解析：選BSiO2、Al2O3均能與NaOH溶液反應，A項錯誤；在加熱的條件下，CO與CuO反應產(chǎn)生雜質(zhì)，D項錯誤。

CO2，B

項正確；

Na2CO3溶液也能吸收

CO2，C

項錯誤；引入

NaHCO

310．(2018銀·川模擬)科學家最新研制的利用氯化氫和氫氣生產(chǎn)高純硅的工藝流程如圖所示：容器Ⅰ中進行的反應為Si(粗)＋3HCl(g)===SiHCl3(l)＋H2(g)；容器Ⅱ中進行的反應為SiHCl3＋H2===Si(純)＋3HCl。下列說法正確的是 ( )A．該工藝流程的優(yōu)點是部分反應物可循環(huán)使用B．最好用分液的方法分離 Si和SiHCl3C．反應①和②中 HCl均作氧化劑D．反應①和②屬于可逆反應解析：選A 該工藝流程中 HCl和H2兩種氣體可循環(huán)使用；分離 Si與SiHCl3可用過濾的方法；反應 ②中HCl是生成物，是氧化產(chǎn)物；反應 ①、②都不在同一條件下進行，不是可逆反應。11．甲氣體可發(fā)生如下變化：通過灼熱的炭層通過灼熱的炭層通過灼熱的CuO甲氣體――――――――→乙氣體――――――――→丙氣體――――――→乙氣體通過澄清石灰水)―――――――→丁固體。則甲、乙、丙、丁分別為(A．CO2、CO、O2、CaOB．O2、CO、CO2、CaCO3C．O2、CO2、CO、CaCO3D．CO、CO2、O2、Ca(OH)2解析：選C以丙氣體為突破口，丙通過灼熱的CuO后，生成的乙氣體可與澄清石灰水反應生成固體，說明乙是CO2，則丙是CO，甲是O2，丁是CaCO3。12．“天宮二號”空間實驗室已于2016年9月15日22時04分在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功。請回答下列問題：耐輻照石英玻璃是航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)的核心元件。石英玻璃的成分是________________(填化學式 )，該物質(zhì)的類別屬于 ______________(填“堿性氧化物”或“酸性氧化物”)，實驗室中不能用玻璃塞試劑瓶盛放 KOH 溶液，原因是__________________________(用離子方程式表示 )。太陽能電池帆板是“天宮二號”空間運行的動力源泉，其性能直接影響到“天宮二號”的運行壽命和可靠性。“天宮二號”使用光太陽能電池，該電池的核心材料是______，其能量轉(zhuǎn)化方式為__________________。解析：(1)石英的主要成分為二氧化硅，其化學式為SiO2，它是玻璃工業(yè)和陶瓷工業(yè)的原料、冶金工業(yè)的助熔劑、石英玻璃的主要成分；SiO2能與強堿溶液反應生成硅酸鹽和水，所以SiO2屬于酸性氧化物；常溫下，KOH與玻璃塞中的SiO2發(fā)生反應生成K2SiO3(具有黏性)和H2O，反應的離子方程式為SiO2＋2OH－===SiO32－＋H2。O(2)太陽能電池的核心材料是晶體硅，其能量轉(zhuǎn)化方式是太陽能轉(zhuǎn)化為電能。答案：(1)SiO2 酸性氧化物SiO2＋2OH－===SiO23－＋H2O(2)Si(或晶體硅) 太陽能轉(zhuǎn)化為電能13．二氯二氫硅 (SiH2Cl2)常用于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℃反應可以制得 SiH2Cl2。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方程式為 ___________________________________。按照氣體從左到右的方向，制取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)。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________________________________________________________________________。反應除生成二氯二氫硅之外，還會生成H2和______、________等。(6)新的制取SiH2Cl2的方法是：往硅粉中先通入Cl2，在300～350℃反應生成SiCl4，然后再與HCl在250～260℃反應，可以大大提高產(chǎn)率。如果通入氣體順序相反，結(jié)果會__________________________(用化學方程式表示)。解析：(1)濃硫酸有吸水性，使?jié)恹}酸更易揮發(fā)出HCl。(2)利用原子守恒法配平。(3)A裝置制取 HCl，連接C裝置干燥，從 f進入D中反應，SiH2Cl2從g處揮發(fā)，在 B裝置中收集，SiH2Cl2的密度比空氣大，導氣管應長進短出，為防止空氣中的水進入 B中，則應在 B后接干燥管。(4)前面的裝置 C是用來干燥氯化氫氣體的，應選用 P2O5或無水CaCl2，后面裝置C的作用為尾氣處理和防止空氣中的水進入 B中，應選堿石灰。 (6)如果通入氣體順序相反，SiH2Cl2會與Cl2繼續(xù)反應，生成 SiCl4、SiHCl3。答案：(1)吸水250～260℃(2)Si＋2HCl========SiH2Cl2銅(3)defgbcd(4)P2O5或無水CaCl2尾氣處理和防止空氣中的水進入B中(5)SiCl4SiHCl3△△(6)SiH2Cl2＋2Cl2=====SiCl4＋2HCl(或SiH2Cl2＋Cl2=====SiHCl3＋HCl)14．錫(Sn)是一種重要的金屬，純錫可用于制作超導材料、半導體材料。錫元素位于元素周期表第五周期第Ⅳ A族。錫在化合物中常見的化合價有兩種：＋2和________。錫既能與鹽酸反應也能與NaOH溶液反應，生成的鹽中錫都顯＋2價，寫出錫與NaOH 溶 液 反 應 的 離 子 方 程 式 ：________________________________________________________。如圖是工業(yè)冶煉錫的基本流程：①煉前處理包含錫精礦(主要含錫、鐵、銅、鉛的硫化物和砷化物)在空氣中焙燒等流程，使硫和砷元素轉(zhuǎn)化為易揮發(fā)的SO2和As2O3，請寫出砷磁黃鐵礦(FeAsS2)焙燒生成紅棕色固體的化學方程式：_______________________________________________，生成的氣體用過量的NaOH溶液吸收，則溶液中濃度最大的含氧酸根離子是________。②還原熔煉的反應原理為SnO2(s)＋2CO(g)Sn(s)＋2CO2(g)，一定溫度下，在固定容積的密閉容器中，SnO2與CO反應，平衡后容器內(nèi)氣體的平均摩爾質(zhì)量為37.6gmol·－1，該溫度下的平衡常數(shù)K＝________。③粗錫中主要含有Fe、Cu、Pb、Sb金屬，常采用電解精煉方法獲得精錫。其中SnSO4溶液作電解液，精錫連接電源的________極，檢測可知電解后陽極泥中含有Sb、Cu、PbSO4等，則電解過程中陽極電極反應式為_____________________________________。④精煉后產(chǎn)生的渣及還原熔煉產(chǎn)生的硬頭中一定含有的元素是________。解析：(1)錫元素位于元素周期表第五周期第ⅣA族，則化合物中錫有＋2和＋4兩種常見的化合價。(2)錫有類似

Al

的兩性性質(zhì)，既能與鹽酸反應也能與

NaOH

溶液反應，生成的鹽中錫都顯＋2

價，其中錫與

NaOH

溶液反應生成氫氣和

Na2SnO2

的離子方程式為

Sn＋2OH－===SnO22－＋H2↑。(3)①FeAsS2在空氣中焙燒生成 SO2、As2O3和紅棕色固體 Fe2O3，根據(jù)氧化還原反應中△得失電子守恒及原子守恒可知此反應的化學方程式為2FeAsS2＋7O2=====Fe2O3＋As2O3＋4SO2；生成的SO2用過量的NaOH溶液吸收得Na23溶液，SO23－在溶液中水解，但只是SO少部分水解，則溶液中的濃度最大的含氧酸根離子仍是 SO23－。②混合氣體為CO和CO，平均摩爾質(zhì)量為－1，設CO的物質(zhì)的量為xmol，237.6gmolCO2的物質(zhì)的量為ymol，則·－1×xmol＋44g·mol－1×ymol＝37.6g·mol－1×(x＋28gmoly)mol，解得x∶y＝2∶3，平衡后容器內(nèi)氣體在該溫度下的平衡常數(shù)c2CO232＝2.25。2③粗錫精煉時，精錫作陰極，連接電源的負極，檢測可知電解后陽極泥中含有Sb、Cu、PbSO4等，說明Fe、Sn、Pb均在陽極發(fā)生氧化反應，Sb、Cu未氧化，電解過程中陽極電極反應式為Fe－2e－===Fe2＋、Sn－2e－===Sn2＋、Pb＋SO42－－2e－===PbSO4。④由題圖可知，精煉后產(chǎn)生的渣及還原熔煉產(chǎn)生的硬頭會重新還原熔煉，說明其中一定仍含有Sn元素。答案：(1)＋4(2)Sn＋2OH－===SnO22－＋H2↑△SO32－②2.25③負Fe－2e