竞赛班《碳族元素》题型归纳.docx
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竞赛班《碳族元素》题型归纳
《碳族元素》题目归纳
【碳的单质】
1.石墨炸弹爆炸时能在方圆几百米范围内撒下大量石墨纤维，造成输电线路、电力设备的损坏，这是由于石墨（ ）
A．有放射性B．易燃、易爆C．能导电D．有剧毒
2.近年来，科学家们研究得到一种新的分子，它具有空心的类似足球状结构，化学式为
，下列说法正确的是（ ）
A．
是一种新型化合物B．
和石墨都是碳的同素异形体
C．
在纯氧中燃烧只生成唯一产物
D．
的摩尔质量为
3.最近，科学家研制出一种新分子C60，它具有空心足球状结构，下列说法正确的是（ ）
A．C60是一种新型的化合物B．C60的熔点高于石墨
C．C60和石墨都是碳的同素异形体D．C60的摩尔质量为720
4.目前科学界拟合成一种“二重结构”的球形分子，即把足球型C60分子容纳在足球型Si60分子中，外面的硅原子与里面的碳原子以共价键相结合，关于该分子的叙述不正确的是（ ）
A．是两种单质组成的混合物B．相对分子质量为2400
C．是一种新型化合物D．其晶体中存在单个的分子
5.2006年9月21日，美国亚特兰蒂斯号航天飞机在爱德华空军基地安全着落，航天飞机表层的防热瓦曾成为航天飞机能否安全着落的制约因素。
防热瓦是以石墨材料为主要成分的非常疏松的泡沫陶瓷。
下列有关说法合理的是（ ）
A．石墨成为该泡沫陶瓷主要成分的主要原因是石墨是原子晶体
B．石墨成为该泡沫陶瓷主要成分的主要原因是石墨熔点很高
C．石墨中碳碳键之间的夹角为109°28′D．C60也可代替石墨用作航天飞机表层的防热瓦材料
6.将石墨置于熔融的钾或气态钾中，石墨会吸收钾而形成称为钾石墨的物质，其组成是C8K、C24K、C36K、C48K和C60K。
在钾石墨中，钾原子把价电子交给石墨层，但在遇到与金属钾易反应的其他物质时还会收回。
在钾石墨中，钾元素处于石墨层中间，因而石墨层之间被胀大，层间的距离增加。
下列对钾石墨的叙述中正确的是（ ）
A．钾石墨是一类离子化合物B．钾石墨导电性比石墨弱
C．钾石墨与水相遇不发生任何反应D．题干中的5种钾石墨属于同素异形体
7.C60、金刚石和石墨的结构模型如下图所示（石墨仅表示出其中的一层结构）：
⑴．C60、金刚石和石墨三者的关系互为__________________________________。
A.同分异构体B.同素异形体C.同系物D.同位素
⑵．固态时，C60属于______晶体（填“离子”、“原子”或“分子”），C60分子中含有双键的数目是_____。
⑶．硅晶体的结构跟金刚石相似，1mol硅晶体中含有硅硅单键的数目约是__________NA个。
二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅硅单键之间插入1个氧原子。
二氧化硅的空间网状结构中，硅、氧原子形成的最小环上氧原子数目是__________。
⑷．石墨层状结构中，平均每个正六边形占有的碳原子数是__________。
【碳的氧化物】
8.将过量的CO2通入下列溶液中，最终出现浑浊的是（ ）
①CaCl2溶液；②石灰水；③饱和Na2CO3溶液；④水玻璃；
A．①②③④B．②③④C．③④D．②④
9.将足量的CO2不断通入KOH、Ba（OH）2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀与通入CO2的量的关系可表示为
（ ）
10.能证明碳酸比硅酸的酸性强的实验事实是（ ）
A．CO2通入Na2SiO3溶液中有胶状沉淀生成
B．CO2（干冰）是分子晶体，而SiO2却是原子晶体
C．高温下能发生反应：
Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑
D．CO2溶于水生成碳酸，而SiO2却不溶于水
11.超临界流体（SupercriticalFluid）是物质介于气态和液态之间的一种新的状态。
超临界二氧化碳可作为溶剂、发泡剂取代某些有机溶剂、氟利昂等。
下列有关说法中不正确的是（ ）
A．超临界二氧化碳与其气态或液态之间的转化是物理变化
B．超临界二氧化碳的形成，引起二氧化碳化学性质的改变
C．用超临界二氧化碳替代氟利昂可减轻对臭氧层的破坏
D．超临界二氧化碳可用于中药、香料中有效成分的提取
【碳酸及其盐】
12.怎样鉴别在碳酸钠晶体中，含有少量的碳酸氢钠晶体（ ）
A．加热B．加入少量氢氧化钠
C．加热并将产生的气体通入澄清石灰水D．加热并观察是否有水生成
13.除去碳酸氢钠晶体中混有的碳酸钠固体，可采用的方法是（ ）
A．加热
B．配成溶液后，再加入足量CaCl2，过滤，蒸发结晶
C．溶于水，通入足量的CO2，在低温下蒸发结晶
D．溶于水后，再加入少量的盐酸溶液
14.向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2，结果有晶体析出，对析出晶体的原因分析不正确的是（ ）
A．相同温度下，Na2CO3的溶解度大于NaHCO3B．溶液中溶剂减少了
C．溶质质量增加了D．反应过程放热
15.有两瓶失去标签的无色溶液，已知一瓶是盐酸，另一瓶是碳酸钠溶液.欲将其鉴别出来,所用试剂最经济的方法是（ ）
A．加入BaCl2溶液B．加入石蕊试液
C．加入NaOH溶液和酚酞的混合溶液D．无需如何试剂
16.a克纯净的碳酸钠和ag碳酸钠与碳酸氢钠的混合物相比,下列各种情况的描述正确的（ ）
A．分别和盐酸反应时，混合物的耗酸量大B．分别和足量酸反应时，混合物放出的CO2多
C．分别配制成等体积的溶液，混合物与纯净物消耗盐酸的量一样多
D．分别配制成等体积溶液，混合物的Na+的物质的量浓度大
17.⑴．钟乳石和石笋的主要成分是碳酸钙，其形成过程如下图所示。
随着旅游人数的增加，潮湿溶洞中的钟乳石和石笋受到二氧化碳侵蚀，其化学方程式为：
__________________________________。
⑵．某学生提出一个修复溶洞底部受损石笋的研究方案，由以下五步组成，正确的实验步骤依次是____________________。
①将盛有碱溶液的容器置于石笋的上部②配制一定浓度的碱溶液③选择合适的碱④调节碱溶液下滴的速度⑤观察石笋表面复原情况
【硅的单质】
18.常温下能与硅发生反应的气体是（ ）
A．O2B．H2C．F2D．Cl2
19.工业上由粗硅制纯硅采取如下方法：
①Si（s）+3HCl（g）
SiHCl3+H2（g）（正反应为放热反应）
②SiHCl3+H2（g）
Si（s）+3HCl（g）
关于上述反应的说法中不正确的是（ ）
A．均为置换反应或氧化还原反应B．反应①②互为可逆反应
C．由于反应①放热则反应②一定吸热D．不能判断H、Si非金属性的强弱
20.关于硅的下列叙述中，正确的是（ ）
A．晶体硅与石墨结构相类似B．硅酸盐都不溶于水
C．硅与酸、碱都不能发生反应D．原硅酸和硅酸对应的酸酐都是二氧化硅
21.下列关于硅的叙述不正确的是（ ）
A．硅是非金属元素，但是它的单质是灰黑色有金属光泽的固体
B．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料
C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应
D．当加热到一定温度时，硅能与氧气、氢气等非金属单质反应
22.有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”的观点。
假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不妥的是（ ）
A．硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料
B．自然界中存在大量的单质硅
C．硅燃烧放出的热量多，且燃烧产物对环境污染程度低，容易有效控制
D．自然界的硅易开采，且可再生
23.将某铝硅合金分成质量相等的两份，分别与足量的盐酸和NaOH溶液充分反应，放出H2的体积（在相同温度和压强下）的关系正确的是（ ）
A．一样多B．前者多C．后者多D．无法确定
【硅的氧化物】
24.下列有关SiO2的叙述错误的是（ ）
A．SiO2是制造光导纤维的重要原料B．石英玻璃可用来制造耐高温的化学仪器
C．硅藻土既可作吸附剂又可作保温材料D．水晶可用于制光学仪器，也可作催化剂的载体
25.下列说法正确的是（ ）
A．SiO2晶体易溶于水，水溶液呈现酸性B．硅酸的酸性比碳酸强
C．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸
D．高温SiO2和Na2CO3反应放出CO2，是制造玻璃的反应之一，生成的Na2SiO3是玻璃成分之一
26.素有“水晶之乡”美称的江苏东海县盛产水晶，现存于国家地质博物馆的水晶大王就出自东海县。
水晶是较纯净的透明的石英晶体，石英的主要成分是SiO2。
下列有关石英的叙述不正确的是（ ）
A．石英不一定是透明的晶体，可以做装饰品
B．石英可以用来生产玻璃，也可以生产水泥
C．石英晶体硬度最高，可以制取金刚砂
D．石英可以用来制取高纯硅，也可以制光导纤维
27.2008年8月1日京津城际铁路通车，天津到北京只需要29分钟。
高速列车使用太阳能电池板，硅和二氧化硅都是制造太阳能电池的重要物质。
下列有关说法不正确的是（ ）
A．硅和二氧化硅晶体类型相同
B．硅是半导体材料，二氧化硅是制造光导纤维的原料
C．使用电池板有利于节能减排
D．工业冶炼粗硅的原理：
SiO2+C
Si+CO2↑
28.现有下列五个转化，其中不可能通过一步反应实现的是（ ）
①SiO2→Na2SiO3②CuSO4→CuCl2③SiO2→H2SiO3④CuO→Cu（OH）2⑤Na2O2→NaOH
A．①②B．③④C．②③④D．②③④⑤
29.对于化学方程式SiO2+3C
SiC+2CO↑,有关叙述正确的是（ ）
A．反应中SiO2是氧化剂，C是还原剂B．硅元素被还原了，碳元素被氧化了
C．在反应中C既是氧化剂又是还原剂D．反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
【硅的含氧酸及其盐】
30.原硅酸分子结构如图，两个原硅酸分子之间可以相互作用，脱去1个水分子，其反应式为：
2H4SiO4=H6Si2O7+H2O，所得H6Si2O7分子中Si—O键的数目是（ ）
A．4B．8C．7D．6
31.下列物质中，既可与盐酸反应，又可与氢氧化钠溶液反应的是（ ）
①Na2SiO3；②AlCl3；③NH4HCO3；④Al2O3；⑤NaHSO4
A．③④B．②③⑤C．②③D．①②④
32.下列关于硅及硅的化合物的叙述不正确的是（ ）
①硅的晶体结构和金刚石相似，熔点高、硬度大②硅是地壳中含量最多的非金属元素
③晶体硅是良好的半导体材料④SiO2是制造光导纤维的重要原料
⑤SiO2的摩尔质量是60⑥SiO2是酸性氧化物，不溶于任何酸
A．①⑤⑥B．②③⑤C．③⑤⑥D．②⑤⑥
33.下列有关水玻璃的性质和用途的叙述中，错误的是（ ）
A．它是一种矿物胶，既不能燃烧也不受腐蚀
B．在建筑工业上可用作粘合剂、耐酸水泥掺料
C．木材浸过水玻璃后，具有防腐蚀性能且不易着火
D．水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质
34.分析某硅酸盐得如下结果：
SiO245.7%、Al2O338.41%、K2O12.1%、H2O4.42%，该盐的化学式为（ ）
A．K2O·Al2O3·2SiO2·2H2OB．K2O·Al2O3·4SiO2·H2O
C．K2O·2Al2O3·5SiO2·2H2OD．K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O
35.北京2008年奥运金牌“金镶玉”环形玉壁由昆仑玉制成，昆仑玉的成分可简单看成是Ca2Mg5Si8O22（OH）2，则其用二氧化硅和金属氧化物的形式可表示为（ ）
A．CaO·MgO·SiO2·H2OB．2CaO·5MgO·8SiO2·H2O
C．2CaO·MgO·SiO2·2H2OD．5CaO·2MgO·8SiO2·H2O
36.下列关于硅酸盐的叙述中，正确的是（ ）
①硅酸盐很多都难溶于水②硅酸盐是构成地壳岩石的最主要成分③硅酸盐中最常见的是Na2SiO3，它的水溶液俗称水玻璃
A．只有①②B．只有②③C．只有③D．有①②③
37.汉代器物上的颜料“汉紫”至今尚没有发现其自然存在的记载。
20世纪80年代科学家进行超导材料研究时，偶然发现其成分为紫色的硅酸铜钡（化学式：
BaCuSi2Ox,Cu为+2价），下列有关“汉紫”的说法中不正确的是（ ）
A．用盐的形式表示：
BaSiO3·CuSiO3B．用氧化物形式表示；BaO·CuO·2SiO2
C．易溶于强酸、强碱D．性质稳定，不易褪色
38.在如下图所示结构中，
表示硅氧四面体，则该结构式的通式为（ ）
A．（Si2O5）
B．（SiO3）
C．（Si6O17）
D．（Si6O19）
39.硅酸盐与二氧化硅一样，都是以硅氧四面体作为基本结构单元。
硅氧四面体通过不同方式的连接可以组成各种不同的硅酸根离子。
试确定在无限长单链阴离子中（见下图），硅原子与氧原子的个数之比为（ ）
A．1∶2B．1∶3C．2∶5D．2∶7
40.硅氧四面体可以用下图甲表示，图乙、丙是硅氧四面体结合成环状结构的两个例子。
请回答下列问题：
⑴．若在环状结构中硅的原子个数为n，写出环状结构中硅酸根离子的通式
__________________________________。
⑵．已知绿柱石是由环状硅氧四面体构成的硅酸盐，它是含有铍、铝两种元素的复盐，酸根中含有6个硅原子。
写出绿柱石的化学式，并在此基础上写出氧化物结构的形式。
41.2008年4月20日中国新闻网报道，文物界专家认为，“南海一号”价值不亚于兵马俑。
从宋代商船“南海一号”中打捞出的金、银、铜、铁、瓷类文物共4000余件。
下列有关说法不正确的是（ ）
A.出水的大量瓷器为传统的硅酸盐产品B.除去瓷类器件表面污垢可以选用热烧碱溶液
C.随船沉浸在海水中的铜、银等古钱币和铁制品，以铁制品被腐蚀的最厉害
D.金、银、铜、铁都能溶于硝酸
42.2008年5月12日下午2点28分，四川省发生里氏8.0级强烈地震。
地震是由于地下深处岩石破裂、错动把长期积累起来的能量急剧释放出来，以地震波的形式向四面八方传播出去，传到地面会引起房摇地动，再引起一系列的变化从而造成破坏性的自然灾害。
地球的表层大多是岩石，而大多数岩石的主要成分都是硅酸盐，下面用盐或氧化物的形式表示岩石的组成，其中不正确的是（ ）
A．钙沸石Ca（Al2Si3O10）·3H2O表示为：
CaO·Al2O3·3SiO2·3H2O
B．镁橄榄石Mg2SiO4可表示为：
2MgO·SiO2
C．北京奥运会奖牌所用玉的主要成分透闪石［Ca2Mg5Si8O22（OH）2］表示为：
2CaSiO3·5MgSiO3·H2O
D．高岭石Al2（Si2O5）（OH）4可表示为：
Al2O3·2SiO2·2H2O
43.下列溶液可以盛放在玻璃试剂瓶中但不能用磨口玻璃塞的是（ ）
A．硅酸钠溶液B．氢氟酸C．氢氧化钠溶液D．氯化钠溶液
44.1798年法国化学家对绿柱石和祖母绿进行化学分析发现了铍。
已知绿柱石是一种呈绿色的硅酸盐，可表示为BexAly［SimOn］（x、y、m、n均为自然数），其中阴离子部分结构如图所示（已知
表示硅酸根离子SiO
）。
下列说法不正确的是（ ）
A．阴离子化学式为：
Si6O
B．绿柱石可用氧化物形式表示为：
3BeO·Al2O3·6SiO2
C．绿柱石可表示为Be3Al2［Si3O12］D．绿柱石可溶于强碱和氢氟酸
45.2008年10月，“神七”顺利升空，“神七”携带3名航天员，翟志刚成为中华民族太空漫步的第一人，航天飞机在进入大气层时，表面最高温度可达1500℃。
根据不同部位的工作条件，航天飞机使用四种防热材料：
①头锥和机翼前缘受气动摩擦最大，使用表面涂硅的碳-碳复合材料；②机身和机翼下表面使用高温陶瓷瓦；③机身侧面和机翼上表面使用低温陶瓷瓦；④货舱门、尾段、机身等采用聚芳酰胺纤维材料制造的毡瓦。
下列对新型陶瓷材料的有关叙述中不正确的是（ ）
A．高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料，可以作为高级耐火材料
B．氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料，它是高温结构材料
C．氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，可用于制造陶瓷柴油机的受热面
D．新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的缺点，但是强度比较差
46.新型无机材料碳化钛（TiC）、碳化硼（B4C3）、氮化硅（Si3N4）等称为非氧化物陶瓷，合成这些物质需在高温条件下进行，在合成工艺中必须注意（ ）
A．通入充足的氧气B．避免与氧气接触C．在氮气气氛中合成D．通入少量氧气
【碳族元素实验题】
47.实验室保存下列试剂的方法有错误的是（ ）
A．水玻璃保存在有橡皮塞的试剂瓶中B．氢氟酸保存在磨口试剂瓶中
C．固体烧碱放在广口试剂瓶中
D．液溴密封盛放在棕色瓶中，液面放一些水
48.将固体烧碱熔化，应选择的坩埚是（ ）
A．石英坩埚B．瓷坩埚C．铁坩埚D．玻璃坩埚
49.下列溶液可用有玻璃塞的试剂瓶贮存的是（ ）
A．浓H2SO4B．NaOHC．HFD．Na2SiO3
50.为了干燥CO2并除去混有的少量SO2，混和气应依次通过（ ）
A．碱石灰，浓H2SO4B．烧碱，浓H2SO4
C．饱和小苏打溶液，浓H2SO4D．碳酸钠溶液，浓H2SO4
51.晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3:
Si+3HCl
SiHCl3+H2
③SiHCl3与过量H2在1000～1100℃反应制得纯硅
已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。
请回答下列问题：
⑴．第①步制备粗硅的化学反应方程式为__________________________________________。
⑵．粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3（沸点33.0℃）中含有少量SiCl4（沸点57.6℃）和HCl（沸点-84.7℃）,提纯SiHCl3采用的方法为__________________________________________。
⑶．用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下（热源及夹持装置略去）：
①装置B中的试剂是__________________________________________。
装置C中的烧瓶需要加热，其目的是__________________________________________。
②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是__________________________________________，装置D不能采用普通玻璃管的原因是__________________________________________，装置D中发生反应的化学方程式为__________________________________________。
③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及
______________________________________。
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂（填写字母代号）是______________。
a.碘水b.氯水c.NaOH溶液d.KSCN溶液e.Na2SO3溶液
52.（2008·广东，23）硅单质及其化合物应用范围很广。
请回答下列问题：
⑴．制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。
三氯甲硅烷（SiHCl3）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：
①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式__________________________________。
②整个制备过程必须严格控制无水无氧。
SiHCl3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__________________________________；
H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是__________________________________。
⑵．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.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维
D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高
E.盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
⑶．硅酸钠水溶液俗称水玻璃。
取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。
写出实验现象并给予解释__________________________________。
53.水蒸气通过灼热的焦炭后，流出气体的主要成分是CO和H2，还有CO2和水蒸气等。
请用下图中提供的仪器，选择必要的试剂，设计一个实验，证明上述混合气中有CO和H2（加热装置和导管等在图中略去）。
回答下列问题：
⑴．盛浓H2SO4的装置用途是___________________，盛NaOH溶液的装置用途是_________________。
⑵．仪器B中需加入试剂的名称（或化学式）是：
_____，所发生反应的化学方程式是___________。
⑶．仪器C中需加入试剂的名称（或化学式）是：
_________，其目的是_______________________。
⑷．按气流方向连接各仪器，用字母表示接口的连接顺序：
g-ab-___________________________。
⑸．能证明混合气中含有CO的实验依据是__________________________________________。
⑹．能证明混合气中含有H2的实验依据是__________________________________________。
【碳族元素推断题】
54.据报道，科学家们已经发现的114号元素具有稳定的同位素，关于它的结构和性质预测，错误的是
（ ）
A．它的原子最外层上有4个电子B．它的主要化合价有+2和+4，且+4价最稳定
C．它没有稳定的气态氢化物D．它的金属性比铅强
55.某无色混合气体可能含有CO2、CO、H2O（g）、H2中的一种或几种，依次进行
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