跟蹤檢測（十）碳、硅及其化合物1．硅及其化合物是帶來人類文明的重要物質(zhì)。下列說法正確的是()A．陶瓷、水晶、水泥、玻璃都屬于硅酸鹽產(chǎn)品B．水玻璃是純凈物，可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑C．某硅酸鹽的化學(xué)式為KAlSi3O8，可用K2O·Al2O3·6SiO2表示D．高純硅可用于制造光導(dǎo)纖維，高純二氧化硅可用于制造太陽能電池解析：選C水晶的主要成分為SiO2，不屬于硅酸鹽產(chǎn)品，A錯誤；水玻璃是Na2SiO3的水溶液，屬于混合物，B錯誤；用于制造光導(dǎo)纖維的是二氧化硅，用于制造太陽能電池的是高純硅，D錯誤。2．大多數(shù)物質(zhì)的俗名是根據(jù)其特殊的物理性質(zhì)或用途得來的。下列物質(zhì)的俗名與化學(xué)式或用途不相符的一項是()選項俗名主要成分(化學(xué)式)用途A石英SiO2集成電路B純堿Na2CO3制備玻璃C水玻璃Na2SiO3制備硅膠D鐵紅Fe2O3用作油漆和涂料解析：選A石英主要用于生產(chǎn)玻璃和光導(dǎo)纖維等，晶體硅才用于制作集成電路。3．我國科學(xué)家制得了SiO2超分子納米管。下列敘述正確的是()A．SiO2與干冰的物理性質(zhì)相似B．SiO2耐腐蝕，不與任何酸反應(yīng)C．工業(yè)上用SiO2制備粗硅D．光導(dǎo)纖維主要成分是SiO2，具有導(dǎo)電性解析：選CA項，SiO2熔、沸點高，干冰的熔、沸點低，兩者物理性質(zhì)不相似；B項，SiO2能與氫氟酸反應(yīng)；C項，工業(yè)上用SiO2制粗硅：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑；D項，光導(dǎo)纖維主要成分是SiO2，能傳導(dǎo)光，但是不導(dǎo)電。4．工業(yè)制粗硅的反應(yīng)為2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑。下列說法正確的是()A．SiO2為分子晶體，Si為原子晶體B．Si是光導(dǎo)纖維的主要成分C．在該反應(yīng)條件下，C的氧化性強于Si的氧化性D．每生成1molSi理論上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目約為4×6.02×1023解析：選DA項，SiO2、Si晶體類型均為原子晶體，錯誤；B項，SiO2是光導(dǎo)纖維的主要成分，錯誤；C項，在該反應(yīng)條件下，C的還原性強于Si的還原性，錯誤；D項，在反應(yīng)中每有1molSi生成，理論上轉(zhuǎn)移的電子為4mol，即約為4×6.02×1023，正確。5．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BA項，SiO2、Al2O3均能與NaOH溶液反應(yīng)，錯誤；C項，應(yīng)通過盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶，錯誤；D項，引入NaHCO3雜質(zhì)，錯誤。6．水玻璃(Na2SiO3溶液)廣泛應(yīng)用于耐火材料、洗滌劑生產(chǎn)等領(lǐng)域，是一種重要的工業(yè)原料。如圖是用稻殼灰(SiO2：65%～70%、C：30%～35%)制取水玻璃的工藝流程：下列說法正確的是()A．原材料稻殼灰價格低廉，且副產(chǎn)品活性炭有較高的經(jīng)濟(jì)價值B．操作A與操作B完全相同C．該流程中硅元素的化合價發(fā)生改變D．反應(yīng)器中發(fā)生的復(fù)分解反應(yīng)為SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O解析：選AA項，稻殼灰來源廣泛、價格低廉，活性炭具有吸附性，有較高的經(jīng)濟(jì)價值，正確；B項，操作A為過濾，操作B為蒸發(fā)濃縮，是兩種不同的操作，錯誤；C項，SiO2中硅元素的化合價是＋4價，Na2SiO3中硅元素的化合價是＋4價，所以該流程中硅元素的化合價沒有發(fā)生改變，錯誤；D項，由復(fù)分解反應(yīng)的概念可知，SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O不屬于復(fù)分解反應(yīng)，錯誤。7．甲氣體可發(fā)生如下變化：甲氣體eq\o(→,\s\up7(通過灼熱的炭層))乙氣體eq\o(→,\s\up7(通過灼熱的炭層))丙氣體eq\o(→,\s\up7(通過灼熱的CuO))乙氣體eq\o(→,\s\up7(通過澄清石灰水))丁固體。則甲、乙、丙、丁分別為()A．CO2、CO、O2、CaO B．O2、CO、CO2、CaCO3C．O2、CO2、CO、CaCO3 D．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(yīng)生成固體，說明乙是CO2，則丙是CO，甲是O2，丁是CaCO3。8．蛇紋石由MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3組成。現(xiàn)取一份蛇紋石試樣進(jìn)行實驗，首先將其溶于過量的鹽酸，過濾后，在所得的沉淀X和溶液Y中分別加入NaOH溶液至過量。下列敘述不正確的是()A．沉淀X的成分是SiO2B．將蛇紋石試樣直接溶于過量的NaOH溶液后過濾，可得到紅色顏料Fe2O3C．在溶液Y中加入過量的NaOH溶液，過濾得到的沉淀的主要成分是Fe(OH)3和Mg(OH)2D．溶液Y中的陽離子主要是Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、H＋解析：選B向蛇紋石試樣中加入過量的鹽酸，其中的MgO、Al2O3、Fe2O3溶解形成含Mg2＋、Al3＋、Fe3＋和H＋的溶液Y，而SiO2不溶解形成沉淀X，溶液Y中加入過量NaOH溶液，將得到Fe(OH)3和Mg(OH)2沉淀，A、C、D正確；將蛇紋石試樣直接溶于過量的NaOH溶液，其中的Al2O3和SiO2溶解形成AlOeq\o\al(－,2)和SiOeq\o\al(2－,3)，而MgO和Fe2O3不溶解形成沉淀，B錯誤。9．下列說法中正確的是()A．單質(zhì)eq\o(→,\s\up7(O2))氧化物eq\o(→,\s\up7(H2O))酸或堿eq\o(→,\s\up7(NaOH或HCl))鹽，硅單質(zhì)可以按上述關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)化B．若a、b、c分別為Si、SiO2、H2SiO3，則可以通過一步反應(yīng)實現(xiàn)如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系C．二氧化碳和二氧化硅都可溶解在NaOH溶液中D．青花瓷胎體的原料為高嶺土[Al2Si2O5(OH)4]，若以氧化物形式可表示為Al2O3·SiO2·H2O解析：選CA項，Si與O2反應(yīng)生成SiO2，SiO2不與H2O反應(yīng)，“氧化物eq\o(→,\s\up7(H2O))酸或堿”不能實現(xiàn)，錯誤；B項，b→c，c→a均不能通過一步反應(yīng)實現(xiàn)，錯誤；C項，二氧化碳和二氧化硅都屬于酸性氧化物，都能與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽和水，正確；D項，硅酸鹽可以用鹽的形式或氧化物的形式表示，[Al2Si2O5(OH)4]可表示為Al2O3·2SiO2·2H2O，錯誤。10．硅及其化合物已被廣泛用于生產(chǎn)生活中，下列說法不正確的是()A．圖1是常見于汽車中的小擺件“蘋果花”，它的動力源于以Si為原料的太陽能電池B．互聯(lián)網(wǎng)通過光纖交換信息，光纖的主要原料是SiO2C．硅酸鈉溶液的俗名是水玻璃，常用作木材的阻燃劑D．圖2中這幅玻璃上的精美刻花，是工藝師用鹽酸刻蝕玻璃形成的解析：選D工藝師用氫氟酸刻蝕玻璃，D錯誤。11．(2019·南京模擬)單質(zhì)Z是一種常見的半導(dǎo)體材料，可由X通過如圖所示的路線制備。其中X為Z的氧化物；Y為氫化物，分子結(jié)構(gòu)與甲烷相似。回答下列問題：(1)能與X發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸是__________；由X制備Mg2Z的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。(2)由Mg2Z生成Y的化學(xué)方程式為__________________________________________，Y分子的電子式為___________________________________。解析：常見的半導(dǎo)體材料為Si，X為Z的氧化物，那么X為二氧化硅；Y為氫化物，且分子結(jié)構(gòu)與甲烷相似，那么Y為硅烷，結(jié)構(gòu)簡式為SiH4。(1)二氧化硅為酸性氧化物，不溶于一般的酸，但是能溶于氫氟酸，此性質(zhì)常用于腐蝕玻璃，由流程可知，二氧化硅與金屬鎂反應(yīng)生成硅化鎂，化學(xué)反應(yīng)方程式為SiO2＋2Mgeq\o(=,\s\up7(△))O2↑＋Mg2Si。(2)硅化鎂與鹽酸反應(yīng)生成硅烷，化學(xué)反應(yīng)方程式為Mg2Si＋4HCl=2MgCl2＋SiH4，硅烷類似于甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)，電子式為答案：(1)氫氟酸SiO2＋2Mgeq\o(=,\s\up7(△))O2↑＋Mg2Si(2)Mg2Si＋4HCl=2MgCl2＋SiH412．某礦石含碳酸鎂和石英，制備高純硅和硅膠的工藝流程如下：(1)“硅膠”常用作________，也可以用作________的載體。A的結(jié)構(gòu)式為____________。(2)制備粗硅的方程式為__________________________________________。(3)操作Ⅰ為________，操作Ⅱ為______________________________________________。(4)操作Ⅲ需要在氯化氫氣流中加熱脫水的原因是________________________。(5)溶液G用E酸化的方程式為__________________________________________。解析：(1)“硅膠”多孔，常用作實驗室和袋裝食品、瓶裝藥品等的干燥劑，也可以用作催化劑的載體。二氧化碳的結(jié)構(gòu)式為O=C=O。(2)工業(yè)制取純硅的工藝流程為SiO2eq\o(→,\s\up7(C))粗硅eq\o(→,\s\up7(Cl2))SiCl4eq\o(→,\s\up7(H2))純硅，用焦炭還原SiO2，產(chǎn)物是CO而不是CO2。(3)操作Ⅰ為過濾，操作Ⅱ為蒸發(fā)結(jié)晶。(4)MgCl2·6H2O加熱脫水制得MgCl2，要在氯化氫氣流中進(jìn)行，氯化氫氛圍是防止鎂離子水解。(5)Na2SiO3與HCl反應(yīng)，生成NaCl和H2SiO3。答案：(1)干燥劑催化劑O=C=O(2)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO(3)過濾蒸發(fā)結(jié)晶或蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶(4)防止鎂離子水解(5)Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓13．未來的交通工具將采用新一代無機非金屬材料制成的無水冷發(fā)動機。這類材料中研究較多的是化合物G。(1)化合物G的相對分子質(zhì)量為140，G中硅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%，另有元素Y。G可以由化合物E(含兩種元素)與NH3反應(yīng)而生成，同時產(chǎn)生HCl氣體。請推斷：①化合物G的化學(xué)式為____________。②1molNH3和0.75molE恰好完全反應(yīng)生成G和HCl，則化合物E的分子式為____________。(2)粉末狀G能夠與空氣中的氧氣和水作用，所得產(chǎn)物中都有一種酸性氧化物，它是工業(yè)上生產(chǎn)玻璃的主要原料。與氧氣反應(yīng)所得的產(chǎn)物還有一種單質(zhì)，與水反應(yīng)生成的另一種產(chǎn)物是該種單質(zhì)元素的氫化物。請寫出化合物G與水反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________。(3)為了使化合物G能成為新一代汽車發(fā)動機材料，現(xiàn)采用常壓下在G中添加氧化鋁，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)制成一種高強度、超硬度、耐磨損、抗腐蝕的陶瓷材料，它的商品名叫“賽倫”，化學(xué)通式可表示為Si6－xAlxOxY8－x。在接近于1700℃時x的極限值約為4.0，在1400℃時x為2.0，以保持整個化合物呈電中性。試問：賽倫中Y元素的化合價為________。解析：(1)1個G