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教材母题VS高考
1.(RJ必修1·P80改编题)下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是( )
①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 ②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品 ③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 ④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
【解析】选C。水泥、玻璃是硅酸盐制品,水晶的主要成分是二氧化硅,②错;光导纤维的主要成分是二氧化硅,③错。
2.(RJ必修1·P81改编题)单晶硅是制作电子集成电路的基础材料,对硅的纯度要求很高。用化学方法可制得高纯度硅,其化学方程式为①SiO2+2CSi+
2CO↑
②Si+2Cl2SiCl4 ③SiCl4+2H2Si+4HCl。
下列对上述三个反应的叙述不正确的是( )
A.①③为置换反应
B.②为化合反应
C.①②③均为氧化还原反应
D.三个反应的反应物中硅元素均被还原
【解析】选D。反应①③为置换反应,反应②为化合反应,三个反应均有元素化合价变化,均属于氧化还原反应,其中反应①和③中硅元
素被还原,反应②中硅元素被氧化。
【加固训练】
(RJ必修1·P81改编题)坩埚是实验室用于灼烧或熔融固体物质的常用仪器,材质种类很多,实验时应根据物质的性质加以选择。熔融烧碱时,应选用下列哪种材质的坩埚( )
A.玻璃坩埚 B.石英坩埚
C.陶瓷坩埚 D.铁坩埚
【解析】选D。二氧化硅能与氢氧化钠反应,因此熔融烧碱的坩埚中不能含有二氧化硅,A、B、C中都含有二氧化硅。
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3.下列说法不正确的是( )
A.Si是半导体材料,则Ge也是半导体材料
B.用SiO2制取硅酸,应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应,然后通CO2
C.二氧化硅不与任何酸反应,可用石英制造耐酸容器
D.精炼粗铝时要清除坩埚表面的石英砂,铝与石英砂反应的化学方程式为3SiO2+4Al3Si+2Al2O3
【解析】选C。Si、Ge均位于金属与非金属元素分界线附近,均可作半导体材料,A正确;硅酸不能用SiO2与水反应直接得到,可由可溶性硅酸盐与酸反应制得,B正确;SiO2能与氢氟酸反应,C错误;铝属于活泼金属,还原性大于硅,D正确。
4.下列不能说明碳元素的非金属性比硅元素强的是( )
世纪金榜导学号30682048
A.甲烷比硅化氢稳定
B.硅酸钠溶液的碱性比碳酸钠溶液的碱性强
C.碳酸与硅酸钠溶液反应生成硅酸
D.高温下SiO2和Na2CO3反应
【解析】选D。D项SiO2和Na2CO3在高温下反应生成CO2并不能说明碳的非金属性比硅强。
5.某实验小组设计了如图装置对焦炭还原二氧化硅的气体产物的成分进行探究。
已知:PdCl2溶液可用于检验CO,反应的化学方程式为CO+PdCl2 +H2OCO2+2HCl+Pd↓(产生黑色金属钯粉末,使溶液变浑浊)。
世纪金榜导学号30682049
(1)实验时要通入足够长时间的N2,其原因是
__________________________________________________________________。
(2)装置B的作用是____________________________________________。
(3)装置C、D中所盛试剂分别为_____________________________________、
________________,若装置C、D中溶液均变浑浊,且经检测两气体产物的物质的量相等,则该反应的化学方程式为________________________________。
(4)该装置的缺点是_______________________________________________。
(5)资料表明,上述反应在焦炭过量时会生成副产物SiC。取18 g SiO2和8.4 g焦炭充分反应后收集到标准状况下的气体13.44 L,假定气体产物只有CO,固体产物只有Si和SiC,则Si和SiC的物质的量之比为________。
(6)设计实验证明碳酸的酸性比硅酸的强:
_________________________________________________________________。
【解析】(1)碳与二氧化硅反应要在高温下进行,而高温下碳与空气中的氧气反应,所以实验前要通入足够长时间的N2将装置中的空气排尽。(2)根据装置图可知,B装置作安全瓶,防止倒吸。(3)根据元素守恒,碳与二氧化硅反应可能生成CO也可能生成CO2,所以C装置用来检验CO2,D装置用来检验CO,所以C、D装置中所盛试剂分别为澄清石灰水、PdCl2溶液;若装置C、D中溶液均变浑浊,说明既有CO2又有CO。由于两气体产物的物 质的量相等,根据元素守恒可知化学方程式为3SiO2+4C2CO2↑+2CO↑+3Si。(4)CO有毒,不能排放到空气中,而该装置缺少尾气吸收装置吸收未反应的CO。(5)18 g SiO2物质的量n(SiO2)==0.3 mol,8.4 g焦炭物质的量n(C)=
=0.7 mol,充分反应后收集到标准状况下的气体13.44 L,其物质的量==0.6 mol,假定气体产物只有CO,固体产物只有Si和SiC,则有
SiO2 + 2C 2CO↑ + Si
0.3 mol 0.6 mol 0.6 mol 0.3 mol
Si + C SiC
1 1 1
0.1 mol 0.1 mol 0.1 mol
故Si和SiC的物质的量之比为0.2 mol∶0.1 mol=2∶1。(6)验证碳酸、硅酸的酸性强弱,将CO2气体通入硅酸钠溶液发生反应CO2+H2O+Na2SiO3Na2CO3+
H2SiO3↓,溶液变浑浊,说明酸性H2CO3>H2SiO3。
答案:(1)将装置中的空气排尽,避免空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气对实验产生干扰 (2)作安全瓶,防止倒吸
(3)澄清石灰水 PdCl2溶液 3SiO2+4C2CO2↑+2CO↑+3Si
(4)缺少尾气吸收装置 (5)2∶1
(6)向硅酸钠溶液中通入二氧化碳气体,溶液变浑浊,证明碳酸酸性大于硅酸