非金属碳、硅及其化合物 突破训练（二）.doc

非金属碳、硅及其化合物 突破训练（二）‎ ‎1．从石英砂制取高纯硅的主要化学反应如下：‎ ‎①SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑‎ ‎②Si(粗)＋2Cl2SiCl4‎ ‎③SiCl4＋2H2Si(纯)＋4HCl 关于上述反应的叙述不正确的是(　　)‎ A．①③是置换反应，②是化合反应 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．高温下在炉子里将石英砂、焦炭、氯气、氢气按比例混合就能得到高纯硅 解析：选D　在氧化还原反应中，还原剂的还原性比还原产物的强，B正确；根据元素化合价的变化，每消耗或生成28 g (1 mol)硅，均转移4 mol电子，C正确；题中的三个反应是在三个不同反应器中发生，D错误。‎ ‎2．水玻璃(Na2SiO3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域，是一种重要的工业原料。如图是用稻壳灰(SiO2：65%～70%、C：30%～35%)制取水玻璃的工艺流程：‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．原材料稻壳灰价格低廉，且副产品活性炭有较高的经济价值 B．操作A与操作B完全相同 C．该流程中硅元素的化合价发生改变 D．反应器中发生的复分解反应为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O 解析：选A　A项，稻壳灰来源广泛、价格低廉，活性炭具有吸附性，有较高的经济价值，正确；B项，操作A为过滤，操作B为蒸发浓缩，是两种不同的操作，错误；C项，SiO2中硅元素的化合价是＋4价，Na2SiO3中硅元素的化合价是＋4价，所以该流程中硅元素的化合价没有发生改变，错误；D项，由复分解反应的概念可知，SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O不属于复分解反应，错误。‎ ‎3.大气中CO2含量的增加会加剧“温室效应”。下列活动会导致大气中CO2含量增加的是(　　)‎ A．燃烧煤炭供热　　　　　　 B．利用风力发电 C．增加植被面积 D．节约用水用电 解析：选A　燃烧煤炭供热会产生CO2，A正确；利用风力发电不会产生CO2，B错误；增加植被面积，会增加植物的光合作用，减少大气中CO2的含量，C错误；节水节电不会增加CO2的排放，D错误。‎ ‎4．《本草衍义》中有如下叙述：“嘉州峨眉山有燕萨石，形六棱而锐首，色莹白明澈。”这里“燕萨石”的主要成分可能是(　　)‎ A．CaO　　　　　　　 B．SiO2‎ C．石墨 D．NaCl 解析：选B　由题意知“燕萨石”为无色透明的晶体，NaCl和CaO的形状不符合，石墨是黑色，颜色不符合，只有SiO2晶体符合。‎ ‎5.平昌冬奥会“北京8分钟”主创团队用石墨烯制作了－20 ℃能发热4 h的智能服饰；用铝合金管材和碳纤维制作了高2.35 m、重量仅为10 kg的熊猫木偶，向世界展现了新时代的中国形象。下列说法中，不正确的是(　　)‎ A．石墨烯是能导热的金属材料 B．铝合金是密度较小的金属材料 C．碳纤维是耐低温的无机非金属材料 D．新型材料种类多、用途广 解析：选A　石墨烯是无机非金属材料，A错误；铝合金是密度较小的金属材料，B正确；石墨烯可制作－20 ℃能发热4 h的服饰，能耐低温，C正确；新型材料种类多、用途广，D正确。‎ ‎6．下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是(　　)‎ A．CO2、SiO2都能与碱及碱性氧化物反应 B．CO2和SiO2与水反应分别生成相应的酸 C．SiO2可用来制作干燥剂，因SiO2可与水反应 D．CO2和SiO2都是由相应的分子构成的 解析：选A　CO2、SiO2都是酸性氧化物，都能与碱及碱性氧化物反应，故A正确；SiO2不溶于水，也不能和水反应生成硅酸，B不正确；硅胶可用作干燥剂，但SiO2不与水反应，C不正确；CO2是由分子构成的，SiO2是由Si、O原子直接构成的，D不正确。‎ ‎7．气凝胶是一种世界上最轻的固体，也被称为“固态烟”，非常坚固耐用，它可以承受相当于自身重量几千倍的压力，最高能承受1 400摄氏度的高温，绝热性能十分优越，其主要成分是二氧化硅等。下列说法正确的是(　　)‎ A．该材料具有良好的导电性 B．二氧化硅可用于制作光导纤维 C．二氧化硅耐所有的酸或碱 D．水泥的主要成分是二氧化硅 解析：气凝胶的主要成分是二氧化硅，二氧化硅不导电，A项不正确；二氧化硅可溶于强碱和氢氟酸，C项不正确；水泥的主要成分是硅酸盐，D项不正确。‎ ‎8.如何解决好碳排放问题是关系到人类可持续发展的重大课题之一。目前，采用较多的方法是对二氧化碳进行搏集封存和富集再利用。下列与二氧化碳有关的叙述正确的是(　　)‎ A．CO2是形成酸雨的主要物质 B．CO2导致温室效应，是一种大气污染物 C．CO2(g)＋C(s)2CO(g)　ΔH>0，高温有利于该反应自发进行 D．实验室常用大理石与稀盐酸或稀硫酸反应制取二氧化碳 解析：硫的氧化物和氮的氧化物是形成酸雨的主要物质，A项错误；CO2不属于大气污染物，B项错误；CO2(g)＋C(s)2CO(g)为熵增的吸热反应，当ΔT＝ΔH－TΔS0，所以热化学方程式为C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1。‎ ‎(2)因为初级石墨中含有Al2O3、Fe2O3和MgO等，通入Cl2后生成金属氯化物，所以80 ℃冷凝的目的是将MgCl2、FeCl3、AlCl3等金属氯化物冷凝为固体，从而与SiCl4分开，提高产物的纯度；活性炭和Cl2及SiO2反应生成CO气体和SiCl4，化学方程式为2C＋SiO2＋2Cl2SiCl4＋2CO。‎ ‎(3)固体Ⅲ中含有MgCl2、FeCl3和AlCl3，当加入过量的NaOH溶液时，Mg2＋和Fe3＋分别与NaOH溶液反应生成Mg(OH)2和Fe(OH)3沉淀，Al3＋与过量OH－反应生成AlO，过滤后得到的溶液Ⅳ中溶质为NaAlO2，则离子方程式为Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O。‎ ‎(4)因为溶液Ⅳ中含有AlO，水解生成Al(OH)3，溶液显碱性，乙酸乙酯会消耗OH－促进AlO继续水解，另外通过加热也会促进AlO水解，加快反应的速率；沉淀Ⅴ为Al(OH)3,1 kg初级石墨中含Al2O3的质量为51 g，物质的量为0.5 mol，含有的Al为1 mol，所以沉淀Ⅴ为1 mol的Al(OH)3，质量为0.078 kg。‎ 答案：(1)C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1‎ ‎(2)将MgCl2、FeCl3、AlCl3等金属氯化物冷凝为固体，从而与SiCl4分开　2C＋SiO2＋2Cl2SiCl4＋2CO ‎(3)Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O ‎(4)溶液Ⅳ中NaAlO2水解显碱性，乙酸乙酯消耗NaAlO2水解生成的OH－，促进NaAlO2的水解；加热促进水解，加快反应的速率　0.078‎ ‎16.CO2是燃烧和代谢的最终产物,也是造成温室效应的废气,但CO2作为一种资源,开发和利用的前景十分诱人。‎ Ⅰ.利用太阳能,以CO2为原料制取炭黑的流程如上图所示,过程2的化学方程式为  ‎ ‎ 　。 ‎ Ⅱ.近年科学家提出“绿色自由”构想。把含有大量CO2的空气吹入K2CO3溶液中,再把CO2从溶液中提取出来,并使之与H2反应生成。其工艺流程如图所示:‎ 由吸收池导入分解池中的主要物质的化学式是　　 　　。上述流程中　　　 　(填化学式)可循环使用,体现了该流程的“绿色”。 ‎ Ⅲ.某矿石含碳酸镁和石英,制备高纯硅和硅胶的工艺流程如下:‎ ‎(1)“硅胶”常用作　 　　　,也可以用作　 　　　的载体。A的结构式为　　 　　。 ‎ ‎(2)制备粗硅的方程式为　 。 ‎ ‎(3)操作Ⅰ为　　　 　,操作Ⅱ为　 。 ‎ ‎(4)操作Ⅲ,需要在氯化氢气流中加热脱水的原因是 ‎ 　。 ‎ ‎(5)溶液G用E酸化的方程式为  ‎ ‎ 　。 ‎ 解析:Ⅰ.过程2的化学方程式为6FeO+CO2C+2Fe3O4。‎ Ⅱ.分解池中产生CO2,由吸收池导入分解池中的主要物质的化学式是KHCO3。上述流程中KHCO3分解产生K2CO3,所以K2CO3可循环使用,该流程体现了“绿色化学”理念。‎ Ⅲ.(1)“硅胶”多孔,常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂,也可以用作催化剂的载体。二氧化碳的结构式为OCO。‎ ‎(2)工业制取纯硅的工艺流程为SiO2粗硅SiCl4纯硅,用焦炭还原SiO2,产物是CO而不是CO2。‎ ‎(3)操作Ⅰ为过滤,操作Ⅱ为蒸发结晶。‎ ‎(4)MgCl2·6H2O加热脱水制得MgCl2,要在氯化氢气流中进行,氯化氢氛围是防止镁离子水解。‎ ‎(5)Na2SiO3与HCl反应生成NaCl和H2SiO3。‎ 答案:Ⅰ.6FeO+CO2C+2Fe3O4‎ Ⅱ.KHCO3　K2CO3‎ Ⅲ.(1)干燥剂　催化剂　OCO ‎(2)SiO2+2CSi+2CO↑‎ ‎(3)过滤　蒸发浓缩、冷却结晶 ‎(4)防止镁离子水解 ‎(5)Na2SiO3+2HCl2NaCl+H2SiO3↓‎