练习2 硅及其化合物
1. (2023·连云港一调)晶体硅在信息技术产业中有重要应用。下列关于晶体硅说法错误的是( )
A. 可制半导体芯片 B. 可制光导纤维
C. 属于无机非金属材料 D. 属于共价晶体
2. (2024·南通二模)下列中国古代文物中，主要由硅酸盐材料制成的是( )
A. 青花碗 B. 铜奔马
C. 纱襌衣 D. 竹简牍
3. (2024·宿迁二模)材料是人类生存和发展的物质基础。下列属于新型无机非金属材料的是( )
A. 普通玻璃 B. 氮化硅陶瓷
C. 硬铝 D. 酚醛树脂
4. (2023·扬州期中)下列说法错误的是( )
A. Si晶体属于单质
B. SiO2属于氧化物
C. Si晶体属于共价晶体
D. SiO2属于半导体
5. (2023·南京期初)第19届亚运会秉持“绿色、智能、节俭、文明”的办会理念。下列说法错误的是( )
A. 会场“莲花碗”采取自然采光方式有利于实现“碳中和”
B. 火炬“薪火”使用的1070铝合金具有硬度高、耐高温的特点
C. 吉祥物“江南忆”机器人所采用芯片的主要成分为二氧化硅
D. 特许商品“亚运莲花尊”的艺术载体青瓷属于无机非金属材料
6. (2022·河北卷)定窑是宋代五大名窑之一，其生产的白瓷闻名于世。下列说法正确的是( )
A. 传统陶瓷是典型的绝缘材料
B. 陶瓷主要成分为SiO2和MgO
C. 陶瓷烧制的过程为物理变化
D. 白瓷的白色是因铁含量较高
7. 陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是( )
A. “雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁
B. 闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成
C. 陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐
D. 陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点
8. (2024·江苏各地模拟重组)下列物质的性质与用途对应关系正确的是( )
A. 氢氟酸具有弱酸性，可用于雕刻玻璃
B. C60熔点低，可用作超导体
C. Mg2Si3O8·nH2O能与酸反应，可用于制胃酸中和剂
D. 石英坩埚耐高温，可用来加热熔化烧碱、纯碱等固体
9. 高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它可以按下列方法制备：SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯)。下列说法正确的是( )
A. 步骤①的化学方程式为SiO2＋CSi＋CO2↑
B. 步骤②③中每生成或反应1 mol Si，转移2 mol 电子
C. SiO2能与氢氟酸反应，硅不能与氢氟酸反应
D. SiHCl3(沸点为33.0 ℃)中含有少量的SiCl4(沸点为67.6 ℃)，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl3
10. 下列关于C、Si及其化合物结构与性质的论述错误的是( )
A. 键能：C—C>Si—Si、C—H>Si—H，因此C2H6稳定性大于Si2H6
B. 立方型SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体，因此具有很高的硬度
C. SiH4中Si的化合价为＋4，CH4中C的化合价为－4，因此SiH4还原性小于CH4
D. Si原子间难形成双键而C原子间可以，是因为Si的原子半径大于C，难形成p-p π键
11. (2024·如皋适应性二)工业上以粉煤灰(主要含SiO2和3Al2O3·2SiO2，还含有少量CaO、Fe2O3和有机物)为原料制取某种沸石分子筛(Na12Al12Si12O48·27H2O)的过程如下：
粉煤灰―→―→―→滤渣―→―→―→沸石分子筛
已知：粉煤灰中的硅、铝化合物煅烧时不发生反应，且难溶于酸。
(1) 将粉煤灰在空气中煅烧的目的是______________________________。
(2) “酸浸”的操作是向“煅烧”后的固体混合物中加入足量的盐酸，充分搅拌后过滤。检验“酸浸”操作是否达到目的的方法是___________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________。
(3) “碱熔”时，将“酸浸”后所得滤渣与NaOH固体在高温下混合熔融，可生成易溶于水的Na[Al(OH)4]和Na2SiO3。“水热合成”时，加入水和一定量的Na[Al(OH)4]或Na2SiO3溶液，在90 ℃条件下反应一段时间，可以得到Na12Al12Si12O48·27H2O晶体。写出“水热合成”时反应的化学方程式：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4) 沸石分子筛的结构为相邻的硅氧四面体和铝氧四面体相互连接形成的笼状结构，沸石分子筛的结构示意图及部分平面结构分别如图1、图2所示。沸石分子筛中存在一定大小的空隙，其中的Na＋可与其他阳离子发生交换。
图1 图2 图3
① 沸石分子筛可以用于去除废水中NH3和NH，原理是_______________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
② 沸石分子筛对Cu2＋去除率随溶液pH的关系如图3所示。pH越大，Cu2＋去除率越高的原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
练习2 硅及其化合物
1. (2023·连云港一调)晶体硅在信息技术产业中有重要应用。下列关于晶体硅说法错误的是(B)
A. 可制半导体芯片 B. 可制光导纤维
C. 属于无机非金属材料 D. 属于共价晶体
2. (2024·南通二模)下列中国古代文物中，主要由硅酸盐材料制成的是(A)
A. 青花碗 B. 铜奔马
C. 纱襌衣 D. 竹简牍
【解析】 铜奔马的主要成分为金属铜，B错误；纱襌衣的主要成分是蛋白质，C错误；竹简牍的主要成分是纤维素，D错误。
3. (2024·宿迁二模)材料是人类生存和发展的物质基础。下列属于新型无机非金属材料的是(B)
A. 普通玻璃 B. 氮化硅陶瓷
C. 硬铝 D. 酚醛树脂
【解析】 普通玻璃是传统无机非金属材料，A错误；硬铝是金属材料，C错误；酚醛树脂是有机高分子材料，D错误。
4. (2023·扬州期中)下列说法错误的是(D)
A. Si晶体属于单质
B. SiO2属于氧化物
C. Si晶体属于共价晶体
D. SiO2属于半导体
5. (2023·南京期初)第19届亚运会秉持“绿色、智能、节俭、文明”的办会理念。下列说法错误的是(C)
A. 会场“莲花碗”采取自然采光方式有利于实现“碳中和”
B. 火炬“薪火”使用的1070铝合金具有硬度高、耐高温的特点
C. 吉祥物“江南忆”机器人所采用芯片的主要成分为二氧化硅
D. 特许商品“亚运莲花尊”的艺术载体青瓷属于无机非金属材料
6. (2022·河北卷)定窑是宋代五大名窑之一，其生产的白瓷闻名于世。下列说法正确的是(A)
A. 传统陶瓷是典型的绝缘材料
B. 陶瓷主要成分为SiO2和MgO
C. 陶瓷烧制的过程为物理变化
D. 白瓷的白色是因铁含量较高
【解析】 陶瓷是良好的绝缘体，A正确；陶瓷主要成分为硅酸盐，B错误；陶瓷烧制过程发生复杂的化学反应，C错误；白瓷的白色是因为铁含量较低甚至几乎不含，D错误。
7. 陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是(A)
A. “雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁
B. 闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成
C. 陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐
D. 陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点
【解析】 Fe2O3呈红棕色，不呈青色，A错误。
8. (2024·江苏各地模拟重组)下列物质的性质与用途对应关系正确的是(C)
A. 氢氟酸具有弱酸性，可用于雕刻玻璃
B. C60熔点低，可用作超导体
C. Mg2Si3O8·nH2O能与酸反应，可用于制胃酸中和剂
D. 石英坩埚耐高温，可用来加热熔化烧碱、纯碱等固体
【解析】 氢氟酸能与玻璃中的SiO2反应，与其弱酸性无关，A错误；C60用作超导体与其熔点无关，B错误；高温条件下，SiO2能与NaOH、Na2CO3反应，故不能用石英坩埚加热熔化烧碱、纯碱等固体，D错误。
9. 高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它可以按下列方法制备：SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯)。下列说法正确的是(D)
A. 步骤①的化学方程式为SiO2＋CSi＋CO2↑
B. 步骤②③中每生成或反应1 mol Si，转移2 mol 电子
C. SiO2能与氢氟酸反应，硅不能与氢氟酸反应
D. SiHCl3(沸点为33.0 ℃)中含有少量的SiCl4(沸点为67.6 ℃)，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl3
【解析】 SiO2与C在高温下反应生成的气体是CO，A错误；SiHCl3中Si元素的化合价为＋4，步骤②③中每生成或反应1 mol Si，转移4 mol电子，B错误；SiO2、Si均能与氢氟酸反应，C错误。
10. 下列关于C、Si及其化合物结构与性质的论述错误的是(C)
A. 键能：C—C>Si—Si、C—H>Si—H，因此C2H6稳定性大于Si2H6
B. 立方型SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体，因此具有很高的硬度
C. SiH4中Si的化合价为＋4，CH4中C的化合价为－4，因此SiH4还原性小于CH4
D. Si原子间难形成双键而C原子间可以，是因为Si的原子半径大于C，难形成p-p π键
【解析】 键能越大，该物质越稳定，A正确；SiC与金刚石均为共价晶体，均具有很高的硬度，B正确；非金属性：C＞Si，还原性：SiH4＞CH4，C错误；原子半径：Si＞C，Si原子间难形成p-p π键，D正确。
11. (2024·如皋适应性二)工业上以粉煤灰(主要含SiO2和3Al2O3·2SiO2，还含有少量CaO、Fe2O3和有机物)为原料制取某种沸石分子筛(Na12Al12Si12O48·27H2O)的过程如下：
粉煤灰―→―→―→滤渣―→―→―→沸石分子筛
已知：粉煤灰中的硅、铝化合物煅烧时不发生反应，且难溶于酸。
(1) 将粉煤灰在空气中煅烧的目的是除去粉煤灰中的有机物。
(2) “酸浸”的操作是向“煅烧”后的固体混合物中加入足量的盐酸，充分搅拌后过滤。检验“酸浸”操作是否达到目的的方法是取少量过滤后的固体，加入适量盐酸，充分搅拌后滴加几滴KSCN溶液，无红色现象，则说明“酸浸”操作已达到目的。
(3) “碱熔”时，将“酸浸”后所得滤渣与NaOH固体在高温下混合熔融，可生成易溶于水的Na[Al(OH)4]和Na2SiO3。“水热合成”时，加入水和一定量的Na[Al(OH)4]或Na2SiO3溶液，在90 ℃条件下反应一段时间，可以得到Na12Al12Si12O48·27H2O晶体。写出“水热合成”时反应的化学方程式：12Na[Al(OH)4]＋12Na2SiO3＋15H2ONa12Al12Si12O48·27H2O↓＋24NaOH。
(4) 沸石分子筛的结构为相邻的硅氧四面体和铝氧四面体相互连接形成的笼状结构，沸石分子筛的结构示意图及部分平面结构分别如图1、图2所示。沸石分子筛中存在一定大小的空隙，其中的Na＋可与其他阳离子发生交换。
图1 图2 图3
① 沸石分子筛可以用于去除废水中NH3和NH，原理是NH3分子直径小于沸石分子筛中的空隙，沸石分子筛通过吸附去除废水中NH3；废水中的NH可以与沸石分子筛中Na＋发生离子交换而去除。
② 沸石分子筛对Cu2＋去除率随溶液pH的关系如图3所示。pH越大，Cu2＋去除率越高的原因是H＋与Cu2＋均可与沸石分子筛中的Na＋进行交换，pH较小时，H＋浓度较高，与Na＋交换的Cu2＋较少；随着pH升高，溶液中的Cu2＋会生成Cu(OH)2沉淀，Cu2＋去除率增大。
【解析】 (2) “酸浸”后固体中没有氧化铁，代表酸浸完成，可通过检验Fe3＋来实现。第13讲 碳、硅及其化合物
练习1 碳及其化合物
1. (2023·江苏卷)我国提出2060年实现“碳中和”的目标，体现了大国担当。“碳中和”中的碳是指( )
A. 碳原子 B. 二氧化碳
C. 碳元素 D. 含碳物质
2. (2024·扬州期末)近日，科学家研制出了由石墨烯材料制成的功能性半导体。这主要是利用了石墨烯的( )
A．导电性 B. 导热性
C. 高熔点 D. 高沸点
3. (2023·镇江期初)我国提出2030年“碳达峰”、2060年“碳中和”的目标。下列关于CO2的说法错误的是( )
A. CO2固体易升华 B. CO2是酸性氧化物
C. CO2为极性分子 D. CO2属于非电解质
4. (2021·湖北卷)“碳中和”有利于全球气候改善。下列有关CO2的说法错误的是( )
A. CO2是V形的极性分子
B. CO2可催化还原为甲酸
C. CO2晶体可用于人工增雨
D. CO2是侯氏制碱法的原料之一
5. (2024·江苏各地模拟重组)(1) 在海洋碳循环中，通过图所示的途径固碳。写出钙化作用的离子方程式：___________________________________________________________________________。
(2) 根据图示：，写出沉钴的离子方程式：___________________________________ ___________________________________________。
(3) 以粉煤灰(主要成分为Al2O3、SiO2，还含少量Fe2O3等)为原料制取氧化铝的部分工艺流程如下：
写出“除铁”生成Fe(OH)3的离子方程式：
________________________________________________________________________
6. (2024·江苏各地模拟重组)燃煤烟气中CO2的捕集可通过如下所示的物质转化实现。
(1) 途径Ⅰ：
吸收剂X能吸收CO2的原因是_____________________________________________；“解吸”的条件是_______________。
(2) 途径Ⅱ：
“碳化”的温度不能过高的原因是_________________________________________________________ ________________________________________________________________________；“脱碳”反应的化学方程式为______________________________________________________________。
第13讲 碳、硅及其化合物
练习1 碳及其化合物
1. (2023·江苏卷)我国提出2060年实现“碳中和”的目标，体现了大国担当。“碳中和”中的碳是指(B)
A. 碳原子 B. 二氧化碳
C. 碳元素 D. 含碳物质
2. (2024·扬州期末)近日，科学家研制出了由石墨烯材料制成的功能性半导体。这主要是利用了石墨烯的(A)
A．导电性 B. 导热性
C. 高熔点 D. 高沸点
【解析】 石墨烯制备半导体，利用了石墨烯的导电性，A正确。
3. (2023·镇江期初)我国提出2030年“碳达峰”、2060年“碳中和”的目标。下列关于CO2的说法错误的是(C)
A. CO2固体易升华 B. CO2是酸性氧化物
C. CO2为极性分子 D. CO2属于非电解质
【解析】 CO2结构式为O==C==O，CO2是直线形结构，正、负电荷中心重合，为非极性分子，C错误。
4. (2021·湖北卷)“碳中和”有利于全球气候改善。下列有关CO2的说法错误的是(A)
A. CO2是V形的极性分子
B. CO2可催化还原为甲酸
C. CO2晶体可用于人工增雨
D. CO2是侯氏制碱法的原料之一
【解析】 CO2为直线形非极性分子，A错误；CO2→HCOOH，C元素化合价降低，理论上可被还原为HCOOH，B正确；干冰汽化时吸热，可用于人工降雨，C正确；侯氏制碱法原理之一为NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl，CO2是生产原料之一，D正确。
5. (2024·江苏各地模拟重组)(1) 在海洋碳循环中，通过图所示的途径固碳。写出钙化作用的离子方程式：Ca2＋＋2HCO===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O。
(2) 根据图示：，写出沉钴的离子方程式：Co2＋＋2HCO===CoCO3↓＋CO2↑＋ H2O。
(3) 以粉煤灰(主要成分为Al2O3、SiO2，还含少量Fe2O3等)为原料制取氧化铝的部分工艺流程如下：
写出“除铁”生成Fe(OH)3的离子方程式：
Fe3＋＋3HCO===Fe(OH)3↓＋3CO2↑
6. (2024·江苏各地模拟重组)燃煤烟气中CO2的捕集可通过如下所示的物质转化实现。
(1) 途径Ⅰ：
吸收剂X能吸收CO2的原因是HOCH2CH2NH2具有碱性；“解吸”的条件是高温、低压。
(2) 途径Ⅱ：
“碳化”的温度不能过高的原因是温度升高，CO2的溶解度下降，转化率降低；温度升高，LiHCO3易分解生成Li2CO3；“脱碳”反应的化学方程式为2LiHCO3Li2CO3＋CO2↑＋H2O。
【解析】 (1) 根据转化关系，推出吸收剂X为HOCH2CH2NH2，其中—NH2显碱性，CO2属于酸性氧化物，因此吸收剂X能吸收CO2。“解吸”发生反应：HOCH2CH2NHCOO－??HOCH2CH2NH2＋CO2↑，依据勒夏特列原理，推测“解吸”的条件是高温、低压。
