1、课时跟踪训练(十)A 级(基础达标)一、选择题1据参考消息报道，有科学家提出硅是“21 世纪的能源” “未来的石油”的观点。若硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，下列关于其有利因素的说法中，你认为不正确的是( )A硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料B自然界中存在大量单质硅C硅燃烧放出的热量大，且燃烧产物对环境污染程度低，容易有效控制D自然界中硅的贮量丰富解析 由于硅的亲氧性，自然界中的硅都以二氧化硅或硅酸盐的形式存在，无单质硅。答案 B2水泥路 门窗玻璃 水晶镜片 石英钟表 玛瑙手镯 硅太阳能电池 光导纤维 计算机芯片，所用材料为 SiO2或要用到 SiO2的是( )A BC
2、 D全部解析 中直接用到 SiO2，而中使用的是 Si，而不是 SiO2。答案 C3下列离子方程式不正确的是( )A石英与烧碱溶液反应：SiO 22OH =SiO H 2O23B硅与烧碱溶液反应：Si2OH H 2O=SiO 2H 223C向小苏打溶液中加入过量的石灰水：2HCO Ca 2 2OH =CaCO32H 2OCO 3 23D往水玻璃中加入盐酸：2H SiO =H2SiO323解析 选项 C 中，当石灰水过量时，NaHCO 3中的 HCO 一定会完全反应转化为 CO 3，CO 再结合 Ca2 生成 CaCO3沉淀，正确的离子方程式应为23 23HCO OH Ca 2 =H2OCaCO
3、 3。 3答案 C4青石棉是一种致癌物质，是鹿特丹公约中受限制的 46 种化学品之一，其化学式为 Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸溶液处理时，还原产物只有 NO，下列说法不正确的是( )A青石棉属于硅酸盐原料B青石棉中含有大量的石英晶体C青石棉的化学组成可表示为 Na2O3FeOFe2O38SiO2H2OD1 mol 青石棉能还原 1 mol HNO3解析 C 项，先依据钠原子数、硅原子数、氢原子数，把它们改写成氧化物形式，后余下 Fe5O6，再根据铁元素的化合价，将其改写成 3FeOFe2O3；D 项，根据 C 项的氧化物形式，可知 1 mol 青石棉发生氧化反应时，失去
4、3 mol 电子，1 mol HNO3被还原为 1 mol NO，得到 3 mol 电子，二者的物质的量之比为 11。答案 B5下列事实中能证明碳的非金属性比硅强的是( )往 Na2SiO3溶液中通入 CO2，产生白色沉淀 石墨是导体，晶体硅是半导体 制玻璃过程中发生反应：Na 2CO3SiO 2 Na2SiO3CO 2 CH 4比 SiH4稳定= = = = =高 温 A BC D解析 比较非金属性的强弱可通过比较气态氢化物的稳定性或最高价氧化物对应水化物的酸性强弱，所以与符合题意。答案 A6在 CO2中，Mg 燃烧生成 MgO 和 C。下列说法正确的是( )A元素 C 的单质只存在金刚石和
5、石墨两种同素异形体BMg、MgO 中镁元素微粒的半径： r(Mg2 )r(Mg)C在该反应条件下，Mg 的还原性强于 C 的还原性D该反应中化学能全部转化为热能解析 本题考查化学基本概念，意在考查考生对相关知识的理解和应用能力。C 还存在 C60等同素异形体，A 项错误；Mg 的电子层数比 Mg2 多，所以半径： r(Mg)r(Mg2 )，B 项错误；反应方程式为 2MgCO 2 2MgOC，还原剂为 Mg，还原产物为= = = = =点 燃 C，根据还原剂的还原性强于还原产物的还原性知，Mg 的还原性强于 C 的还原性，C 项正确；燃烧过程中化学能除转化为热能外，还转化为光能等其他能量，D
6、项错误。答案 C7将足量 CO2气体通入水玻璃(Na 2SiO3溶液)中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后得到的固体物质是( )ANa 2SiO3 BNa 2CO3、Na 2SiO3CNa 2CO3、SiO 2 DSiO 2解析 将足量 CO2气体通入水玻璃中，发生反应：2CO2Na 2SiO32H 2O=H2SiO32NaHCO 3；加热蒸干高温灼烧时发生反应：H 2SiO3H2OSiO 2；2NaHCO 3 Na2CO3CO 2H 2O；SiO 2Na 2CO3= = = = = = = = = = Na2SiO3CO 2，各反应物存在如下关系，= = = = =高 温 H2SiO3
7、2NaHCO 3，H 2SiO3SiO 2,2NaHCO3Na 2CO3SiO 2，由上述关系可知，最后所得固体物质是 Na2SiO3，故选 A 项。答案 A二、填空题8硅及其化合物对人类现代文明具有特殊贡献。请回答下列有关问题：(1)硅原子的结构示意图_。(2)下列物品或设备所用材料属于硅酸盐的是_；长江三峡水泥大坝 光导纤维 陶瓷坩埚 普通玻璃 硅太阳能电池A BC D(3)常温下，SiCl 4为液态，沸点为 57.6，在空气中冒白雾。制备高纯度硅的中间产物 SiCl4中溶有液态杂质，若要得到髙纯度 SiCl4，应釆用的方法是_；用化学方程式及必要文字解释 SiCl4在空气中冒白雾的原因：
8、_。解析 (1)硅的原子序数为 14，原子结构示意图为14 284。(2)水泥是硅酸盐，光导纤维是 SiO2，普通玻璃是硅酸盐，硅太阳能电池是晶体硅。(3)SiCl 4是低沸点液体物质，应用蒸馏进行分离除杂。SiCl 4在空气中水解SiCl44H 2O=H4SiO44HCl。答案 (1) 14 284(2)D(3)干燥条件下蒸馏 SiCl 44H 2O=H4SiO44HCl HCl 遇水蒸气产生白雾9氮化硅可用作高温陶瓷复合材料，在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。由石英砂合成氮化硅粉末的路线如下图所示：其中NH 2中各元素的化合价与 NH3相同。请回答下列问题：(1)石英砂不能
9、与碱性物质共同存放，以 NaOH 为例，用化学反应方程式表示其原因：_。(2)图示的变化中，属于氧化还原反应的是_。(3)SiCl4在潮湿的空气中剧烈水解，产生白雾，军事工业中用于制造烟雾剂。SiCl 4水解的化学反应方程式为_。(4)在反应中，3 mol Si(NH 2)4在高温下加热可得 1 mol 氮化硅粉末和 8 mol A 气体，则氮化硅的化学式为_。(5)在高温下将 SiCl4在 B 和 C 两种气体的气氛中，也能反应生成氮化硅，B 和 C 两种气体在一定条件下化合生成 A。写出 SiCl4与 B 和 C 两种气体反应的化学方程式_。解析 石英砂不能与碱性物质共同存放的实质是 Si
10、O2与碱性物质可以发生反应。反应是石英砂与焦炭发生氧化还原反应，反应是硅单质与 Cl2反应，也是氧化还原反应。SiCl4水解可以看作 Si 结合四个 OH 生成 H4SiO4，H 4SiO4不稳定失水生成 H2SiO3，Cl 结合H 生成 HCl。氮化硅的化学式可通过题目信息运用质量守恒求得。结合题给信息，SiCl 4与 N2、H 2反应可得到 Si3N4和 HCl。答案 (1)SiO 22NaOH= =Na2SiO3H 2O (2)(3)SiCl43H 2O=4HClH 2SiO3(4)Si3N4 (5)3SiCl 42N 26H 2 Si3N412HCl= = = = =高 温 B 级(能
11、力提升)一、选择题1(2016陕西西安铁一中模拟)东汉著名的炼丹理论家魏伯阳所著的周易参同契提出：“胡粉投火中，色坏还为铅” ，已知胡粉主要成分是 2PbCO3Pb(OH)2。下列有关说法正确的是( )A胡粉中的 Pb 显4 价B这里的“火”中含有炭C此过程中可能发生了化合反应D在元素周期表中铅与碳都位于第A 族解析 根据胡粉的主要成分的化学式可判断其中的 Pb 显2 价，A 错误；高温下碳具有还原性，因此这里的“火”中含有炭，B 正确；“胡粉投火中，色坏还为铅” ，即发生氧化还原反应，其中 Pb 的化合价降低，C 的化合价升高，则该反应的化学方程式为22PbCO3Pb(OH)23C 6Pb7
12、CO 22H 2O，因此该反应不是化合反应，= = = = =高 温 C 错误；在元素周期表中铅与碳都位于第A 族，D 错误。答案 B2氮化硅是新型无机非金属材料，广泛应用于航空领域。下列是制备氮化硅的简易流程：石英砂 粗硅 SiCl4 Si3N4 焦 炭 高 温 Cl2 高 温 NH3 高 温下列说法不正确的是( )A制备粗硅时的氧化产物为 COB控制石英砂和焦炭的比例，可减少 SiC 的生成CSiCl 4与 NH3反应的化学方程式为 3SiCl44NH 3 Si3N412HCl= = = = =高 温 D上述工艺的各步骤中，硅元素都被氧化解析 A 项，SiO 22C Si2CO，不符合题意
13、。B 项，若焦炭量过= = = = =高 温 多，会发生反应 SiC SiC(金刚砂)，不符合题意。D 项，整个工艺流程中，= = = = =高 温 硅的变化过程为 SiO2SiSiCl 4Si 3N4，既有硅元素被氧化的过程，又有硅元素被还原的过程，符合题意。答案 D3向含有 0.2 mol NaOH 和 0.1 mol Ba(OH)2的溶液中持续稳定地通入 CO2气体，当通入气体 8.96 L(0 ，1.0110 5 Pa)时立即停止，则这一过程中，溶液中离子的总物质的量与通入 CO2气体的体积关系图像正确的是(气体的溶解和离子的水解忽略不计)( )解析 当未通入 CO2气体时，溶液中的离
14、子为 0.2 mol Na 、0.1 mol Ba2 、0.4 mol OH ；当通入 2.24 L CO2气体时，发生反应Ba 2 CO 22OH =BaCO3H 2O，此时溶液中的离子为 0.2 mol Na 、0.2 mol OH ；当通入 4.48 L CO2时，发生反应2OH CO 2=CO H 2O，此时溶液中的离子为 0.2 mol Na 、0.1 mol CO ；当通入23 236.72 L CO2时，发生反应 CO CO 2H 2O=2HCO ，此时溶液中的离子为 0.2 mol 23 3Na 、0.2 mol HCO ；当通入 8.96 L CO2时，发生反应BaCO 3C
15、O 2H 2O=Ba(HCO3)2， 3此时溶液中的离子为 0.2 mol Na 、0.1 mol Ba2 、0.4 mol HCO 。对比图像可知选项 C 3正确。答案 C二、综合题4(2017福建厦门外国语学校月考)硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl 3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：写出由纯 SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式： _。整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl 3遇水剧烈反应生成 H2SiO3、HCl 和另一种物质，写出配平的化学反应方程式：_；H 2还原 SiHCl3
16、过程中若混有 O2，可能引起的后果是_。(2)下列有关硅材料的说法正确的是_(填字母)。A碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥B氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承C普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高D盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅E高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通信材料光导纤维(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐渐加入饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象并给予解释：_。(4)化学研究性学习小组在探究硅的制取方法时，从资料查阅到下列信息：Mg 在高温条件下可与 SiO2反应；金属硅化物与稀 H2SO4反应生成硫酸盐和 SiH4
17、；SiH 4在空气中自燃。他们根据信息进行实验，当用足量稀 H2SO4溶解第步实验获得的固体产物时，发现有爆鸣声和火花；然后过滤、洗涤、干燥；最后称量、计算，测得其产率只有预期值的 63%左右。第步实验发生反应的化学方程式是_。用稀 H2SO4溶解第步实验获得固体产物时，产生爆鸣声和火花的原因是_。解析 (1)在 SiHCl3中，把硅考虑为4 价，则氢为1 价，氯是1 价，SiHCl 3水解时，1 价氢还原水中1 价的氢 ，生成氢气。(2)碳化硅主要用作耐磨材料(如砂纸)，普通玻璃没有固定熔点，硅与盐酸不反应，所以 A、C、D 三项说法错误。答案 (1)SiHCl 3H 2 Si3HCl= =
18、 = = =1357K SiHCl 33H 2O=H2SiO3H 23HCl高温下，H 2遇 O2发生爆炸(2)BE(3)生成白色絮状沉淀，有刺激性气味的气体生成：SiO 与 NH 发生互促双水解反23 4应：SiO 2NH 2H 2O=2NH32H 2OH 2SiO323 4(4)MgSiO 2 2MgOSi、2MgSi Mg2Si= = = = =高 温 = = = = =高 温 硅化镁与稀硫酸反应生成的 SiH4可自燃，即发生反应Mg2Si2H 2SO4=2MgSO4SiH 4，SiH 42O 2=SiO22H 2O5(2015北京卷节选)研究 CO2在海洋中的转移和归缩，是当今海洋科学
19、研究的前沿领域。(1)溶于海水的 CO2主要以 4 种无机碳形式存在，其中 HCO 占 95%。写出 CO2溶于水 3产生 HCO 的方程式：_。 3(2)在海洋碳循环中，通过如图所示的途径固碳。写出钙化作用的离子方程式：_。同位素示踪法证实光合作用释放出的 O2只来自 H2O。用 18O 标记物质的光合作用的化学方程式如下，将其补充完整：_ (CH2O)x x18O2 xH2O= = = = =光 能 叶 绿 体(3)海水中溶解无机碳占海水总碳的 95%以上，其准确测量是研究海洋碳循环的基础。测量溶解无机碳，可采用如下方法：气提、吸收 CO2。用 N2从酸化后的海水中吹出 CO2并用碱液吸收
20、(装置示意图如下)。将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。滴定。将吸收液吸收的无机碳转化为 NaHCO3，再用 x molL1 HCl 溶液滴定，消耗 y mL HCl 溶液。海水中溶解无机碳的浓度_molL 1 。解析 本题考查了 CO2的相关知识，意在考查考生的综合分析能力和对相关知识的掌握情况。(1)CO 2溶于水产生 HCO 的方程式为 3CO2H 2OH 2CO3、H 2CO3H HCO 。(2)根据题图找出钙化作用的反应物和生成物， 3可知发生反应的离子方程式为 Ca2 2HCO =CaCO3CO 2H 2O。根据题图中光合 3作用及元素守恒可配平，注意 18O 的标记。(3)酸化海水不能用挥发性的酸，因为要用NaOH 溶液吸收 CO2，故选用 H2SO4溶液酸化。NaHCO 3HCl，海水中溶解无机碳的浓度为 molL1 。x molL 1y10 3 Lz10 3L xyz答案 (1)CO 2H 2OH 2CO3、H 2CO3H HCO 3(2)2HCO Ca 2 =CaCO3CO 2H 2O 3 xCO2 2 xH O182(3) xyz
