碳族元素的高考模拟题.docx
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碳族元素的高考模拟题
碳族元素的高考模拟题
一、选择题
1.（2012·武汉模拟）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。
假如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，你认为不妥的是（）
A．便于运输、储存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料
B．自然界的含硅化合物易开采
C．硅燃烧放出的热量大，燃烧产物对环境污染程度低且容易有效控制
D．自然界中存在大量单质硅
2.（2012·潍坊模拟）下列说法正确的是（）
A.CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在
B.检验红砖中的氧化铁成分，向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴即可
C.在粗硅的制取中，2C+SiO2
Si+2CO↑硅被还原，所以硅的非金属性比碳强
D.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
3.下图的实验装置用来分离CO2和CO气体并干燥。
图中a为止水夹，b为分液漏斗的活塞，通过Y型管和止水夹分别接c、d两球胆，现装置内的空气已排尽。
为使实验成功，甲、乙、丙分别盛放的溶液是（）
A.NaHCO3饱和溶液12mol·L－1盐酸18.4mol·L－1H2SO4
B.Na2CO3饱和溶液2mol·L－1H2SO4NaOH饱和溶液
C.NaOH饱和溶液2mol·L－1H2SO418.4mol·L－1H2SO4
D.18.4mol·L－1H2SO4NaOH饱和溶液18.4mol·L－1H2SO4
4.半导体工业中，有一句行话：
“从沙滩到用户”，即由SiO2制取Si。
制取过程中不涉及的化学反应是（）
A.2C+SiO2
Si+2CO↑
B.SiO2＋2NaOH====Na2SiO3＋H2O
C.Si＋2Cl2
SiCl4
D.SiCl4＋2H2
Si＋4HCl
5.“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。
如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，其基本过程如图所示（部分条件及物质未标出）。
下列有关该方法的叙述中不正确的是（）
A.能耗大是该方法的一大缺点
B.整个过程中，可以循环利用的物质是CaO和NaOH
C.“反应、分离”环节中，分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤
D.该方法可减少碳排放，捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品
6.下列离子方程式书写正确的是（）
A.往澄清石灰水中通入过量的二氧化碳：
Ca2++2OH-+CO2====CaCO3↓+H2O
B.往碳酸钠溶液中加入二氧化硅：
CO32-+SiO2====SiO32-+CO2↑
C.二氧化硅与烧碱溶液反应：
SiO2+2OH-====SiO32-+H2↑
D.硅酸与烧碱溶液中和：
H2SiO3+2OH-====SiO32-+2H2O
7.下列说法正确的是（）
A．工业制水泥、玻璃、陶瓷都要用到石灰石
B．刚玉、红宝石、蓝宝石主要成分是氧化铝
C．石英、硅石、水晶、珍珠、玛瑙主要成分都是SiO2
D．二氧化硅是酸性氧化物，能抗浓硫酸、浓硝酸的腐蚀，故能抗氢卤酸（HX）的腐蚀
8．（2012·南通模拟）白云石的化学式是xCaCO3·yMgCO3，可用于制备耐火材料等，优质的白云石粉可作昂贵的二氧化钛填料的替代品。
现称取27.6g白云石，加热到质量不再变化，收集到CO2为6.72L（已换算成标准状况）。
下列有关说法正确的是（ ）
A．白云石的化学式为CaCO3·MgCO3
B．残留固体质量为14.4g
C．取13.8g该白云石与足量盐酸完全反应，最多收集到标准状况下的CO22.24L
D．27.6g白云石与过量盐酸完全反应，可消耗HCl0.3mol
9．（2012·北师附中模拟）下列有关物质组成、性质和用途的说法中，正确的是（ ）
A．合金的熔点一般比组成合金的各成分金属的高
B．氮化硅、光导纤维、氧化铝陶瓷等属于新型无机非金属材料
C．水泥、玻璃和水晶都是硅酸盐产品
D．光导纤维的主要成分是硅，可广泛用于通信和医疗领域
10.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体积的关系可表示为
11．硅及其化合物的应用范围很广。
下列说法正确的是（ ）
A．硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料
B．粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
C．反应：
Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑中，Si为还原剂，NaOH和H2O为氧化剂
D．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
12.有一粗硅，含杂质铁，取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中，放出等量的H2，则该粗硅中铁和硅的关系正确的是（提示：
Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑）（ ）
A．物质的量之比为1∶1
B．物质的量之比为1∶2
C．质量之比为4∶1
D．质量之比为2∶1
13．（2012·广安调研）硅及其化合物的应用范围很广。
下列说法正确的是（ ）
A．硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料
B．粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
C．反应：
Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑中，Si为还原剂，NaOH和H2O为氧化剂
D．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
14.（2012·山东师大附中模拟）下列各物质中，不能按
（“→”表示一步完成）关系相互转化的是（ ）
选项
a
b
c
A
Fe
FeCl3
FeCl2
B
Cl2
NaClO
NaCl
C
Si
SiO2
Na
2SiO3
D
HNO3
NO
NO2
15.过量的CO2通入下列溶液中，最终出现浑浊的是（ ）
A．氯化钙溶液B．石灰水
C．饱和亚硫酸钠溶液D．水玻璃
1、（2012·江苏高考·13）下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项
实验操作
实验现象
结论
A
向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl溶液和CuSO4溶液
均有固体析出
蛋白质均发生变性
B
向溶液中先滴加稀硝酸，再滴加Ba（NO3）2溶液
出现白色沉淀
溶液X中一定含有SO42－
C
向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体
出现白色沉淀
H2SiO3的酸性比H2CO3强
D
向浓度均为0.1mol·L－1NaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液
出现黄色沉淀
Ksp（AgCl）＞Ksp（AgI）
【参考答案】D
【分析】本题属于常规实验与基本实验考查范畴。
A.向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl溶液和CuSO4溶液，虽然实验现象均有固体析出，但一是盐析，一是变性；一是可逆变化，一是不可逆变化。
B.向溶液中先滴加稀硝酸，再滴加Ba（NO3）2溶液，出现白色沉淀就得出溶液X中一定含有SO42－是不合理的，若溶液中有SO32－也出现白色沉淀。
C.向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体，出现白色沉淀，结论应为H2CO3的酸性比H2SiO3强。
D.向浓度均为0.1mol·L－1NaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液，出现黄色沉淀，说明沉淀向着溶解度更小的方向转化，结论应该是Ksp（AgCl）＞Ksp（AgI）。
【备考提示】常见物质的制备、分离提纯、除杂和离子检验等都是学生必备的基本实验技能，我们要在教学中不断强化，反复训练，形成能力。
【解题指南】解答本题时应注意盐析和变性的区别、硫酸根的检验方法、强酸制弱酸和沉淀溶解平衡的有关原理，并应用相关原理来分析具体问题。
【解析】选D。
选项
具体分析
结论
A
蛋白质中加入轻金属盐发生盐析，加入重金属盐发生变性
错误
B
若溶液中含有SO2—3（不含SO2—4），加入稀硝酸SO2—3被氧化为SO2—4，也会产生硫酸钡白色沉淀
错误
C
硅酸钠溶液中通二氧化碳产生的白色沉淀为硅酸，根据强酸制弱酸，说明碳酸的酸性比硅酸强
错误
D
Cl—、I—物质的量浓度相同，氯化银、碘化银为同类型化合物，出现的黄色沉淀为碘化银，说明碘化银溶度积小
正确
2、（2012·海南高考·1）化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是
A．CO2属于大气污染物
B．酸雨是pH小于7的雨水
C．CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成
D．大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧
【解析】CO2不属于大气污染物，酸雨pH<5.6。
【答案】D
3、（2012·上海高考·22）PbO2是褐色固体，受热分解为Pb的+4和+2价的混合氧化物，+4价的Pb能氧化浓盐酸生成Cl2；现将1molPbO2加热分解得到O2，向剩余固体中加入足量的浓盐酸得到Cl2，O2和Cl2的物质的量之比为3：
2，则剩余固体的组成及物质的量比是
A．1：
1混合的Pb3O4、PbOB．1：
2混合的PbO2、Pb3O4
C．1：
4：
1混合的PbO2、Pb3O4、PbOD．1：
1：
4混合的PbO2、Pb3O4、PbO
AD【解析】本题通过元素化合物转化考查考生计算、分析推理能力。
PbO2受热分解得到氧气和铅的氧化物的混合物（Pb为+4、+2价），铅的氧化物的混合物再与盐酸作用时，+4价Pb还原为+2价，Cl-被氧化为Cl2，此时得到溶液为PbCl2溶液，利用“电荷守恒”知1molPbO2在上述转化过程中共转移2mole-。
设该过程得到O2的物质的量为3xmol，则Cl2的物质的量为2xmol，利用电荷守恒可得：
3x×4+2x×2＝2，解得x＝0.125，故知1molPbO2在受热分解过程中产生0.375molO2，利用原子守恒可知受热后的剩余固体中n（Pb）:
n（O）＝4:
5，结合选项可知只有A、D项满足n（Pb）:
n（O）＝4:
5，故答案为：
AD。
4、（2012·天津高考·2）下列单质或化合物性质的描述正确的是（）
A．NaHSO4水溶液显中性B．SiO2与酸、碱均不反应
C．NO2溶于水时发生氧化还原反应D．Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3
【解题指南】解答本题时应注意物质的特殊性质，如硫酸氢钠属于盐但溶液呈酸性，二氧化硅和一般物质不反应但和二氧化碳反应，铁和氯气反应生成氯化铁。
【解析】选C。
选项
具体分析
结论
A
硫酸氢钠溶于水电离出钠离子，氢离子和硫酸根离子，使溶液呈酸性。
错误
B
二氧化硅能和氢氧化钠反应。
错误
C
二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，化合价由+4价变为+2价和+5价，是氧化还原反应。
正确
D
铁和氯气反应只生成氯化铁。
错误
二、非选择题
16.（14分）根据要求完成下列各小题实验目的。
（a、b为弹簧夹，加热及固定装置已略去）
（1）验证碳、硅非金属性的相对强弱。
（已知酸性：
亚硫酸>碳酸）
①连接仪器、、加药品后，打开a关闭b，然后滴入浓硫酸，加热。
②铜与浓硫酸反应的化学方程式是。
装置A中试剂是。
③能说明碳的非金属性比硅强的实验现象是。
（2）验证SO2的氧化性、还原性和酸性氧化物的通性。
①在
（1）①操作后打开b，关闭a。
②H2S溶液中有浅黄色浑浊出现，化学方程式是。
③BaCl2溶液中无明显现象，将其分成两份，分别滴加下列溶液，将产生的沉淀的化学式填入下表相应位置。
滴加的溶液
氯水
氨水
沉淀的化学式
写出其中SO2显示还原性生成沉淀的离子方程式。
17.（12分）（2012·济南模拟）为了证明一氧化碳具有还原性，有人设计了下列实验：
（1）装置B中最适宜的试剂是___________________________________________。
（2）装置D中发生反应的化学方程式是___________________________________。
（3）必须用装置C吸收除去气体中水蒸气的理由是_________________________。
（4）若根据F中石灰水变浑浊的现象也能确定CO具有还原性，应在上图中装置______与______之间连接下列装置中的______（填序号）。
18．（2012·广州模拟）世博会中国馆——“东方之冠”由钢筋混凝土、7000多块红色铝板和1200多块玻璃等建成。
（1）铝________（填“是”或“不是”）红色的，铝板和玻璃均易被烧碱腐蚀，原因为_______________________________________________________。
（用化学方程式表示）
（2）生产硅酸盐水泥和普通玻璃都需要用到的主要原料是________。
（3）石英玻璃化学稳定性强、膨胀系数小，是一种特殊玻璃，石英玻璃的主要成分是________；有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）实际上不是硅酸盐材料，而是一种______（选填“橡胶”、“纤维”或“塑料”），有机玻璃是由甲基丙烯酸甲酯在一定条件下通过________反应合成的有机高分子材料。
（4）要将NaOH高温熔化，下列坩埚中可选用的是____。
A．普通玻璃坩埚B．石英玻璃坩埚
C．氧化铝坩埚D．铁坩埚
12、（2012·重庆高考·26）（15分）（15分）金刚石、SiC具有优良的耐磨、耐腐蚀特性，应用广泛。
（1）碳与周期元素Q的单质化合仅能生成两种常见气态化合物，其中一种化合物H为非极性分子，碳元素在周期表中的位置是，Q是，R的电子式为。
（2）一定条件下，Na还原CCl4可制备金刚石，反应结束冷却至室温后，回收中CCl4的实验操作名称为，除去粗产品中少量钠的试剂为.
（3）碳还原SiO2制SiC，其粗产品中杂质为Si和SiO2。
先将20.0gSiC粗产品加入到过量的NaOH溶液中充分反应，收集到0.1mol氢气，过滤得SiC固体11.4g，滤液稀释到1L。
生成氢气的离子方程式为，硅盐酸的物质量浓度为。
【解题指南】解答本题时应注意以下四点：
（1）钠与水或乙醇反应；
（2）硅与二氧化硅都能与氢氧化钠溶液反应；
（3）分子晶体和原子晶体的微粒间的作用力不同；
【答案及解析】
一、选择题
1.【解析】选D。
硅是固体，便于运输、储存；硅常温下性质稳定，是非常安全的；硅在自然界存在广泛，硅化合物易开采，其燃烧产物为SiO2，对环境污染程度低；自然界没有游离态的硅，因此，D是错误的。
2.【解析】选D。
A选项中NO易被空气氧化，A错误；B选项中KSCN溶液变红色只能说明红砖中含有+3价的铁，并不能说明铁以氧化铁形式存在，B错误；C选项中通过该反应可判断还原性C>Si,但实际上非金属性：
C>Si,C错误；D选项正确。
3.【答案】C
4.【答案】选B。
【解析】由SiO2制取Si时要先制得粗硅，反应为：
2C+SiO2
Si+2CO↑，然后再进行提纯，反应依次为Si＋2Cl2
SiCl4、SiCl4＋2H2
Si＋4HCl。
5.【解题指南】解答本题注意以下两点：
（1）注意各物质的流向，明确各装置中发生的反应。
（2）联系反应条件和实验操作综合分析。
【解析】选C。
将流程图细化为下图，问题可迎刃而解。
碳酸钙需要高温才能分解，故A正确；循环利用的应该有CaO和NaOH两种物质，故B正确；“反应、分离”环节中，分离的是NaOH溶液和碳酸钙沉淀的混合物，只需过滤即可，用不到蒸发结晶，故C错误；D选项中工业上可用CO2制备甲醇，故D正确。
6.【答案】选D。
【解析】A项生成Ca（HCO3）2，B项不反应，C项生成H2O而不会生成H2。
7.【答案】选B。
【解析】A项，工业制水泥的原料为石灰石和黏土，制玻璃的原料为纯碱、石灰石和石英，制陶瓷是以黏土为原料，不用石灰石；B项，刚玉的主要成分是氧化铝，红宝石、蓝宝石是含少量不同金属氧化物的优质刚玉；C项，石英、硅石、水晶、玛瑙主要成分都是SiO2，珍珠的主要成分是碳酸钙；D项，二氧化硅是酸性氧化物，能抗盐酸、浓硫酸、浓硝酸的腐蚀，但不能抗氢氟酸的腐蚀。
8.解析：
A项，CO2为0.3mol则每摩尔碳对应固体摩尔质量为27.6g/0.3mol＝92g/mol，当CaCO3、MgCO3物质的量之比为1∶1时满足要求，所以白云石化学式为CaCO3·MgCO3；B项，残留固体质量为27.6g－0.3mol×44g/mol＝14.4g；C项，所取固体质量为27.6g的一半，最多收集到标准状况下CO2为3.36L；D项，由CO2为0.3mol推出Ca2＋、Mg2＋共0.3mol，对应Cl－为0.6mol，所以27.6g白云石完全反应需盐酸0.6mol。
答案：
AB
9.解析：
合金的熔点一般比组成合金的各成分金属的低，A错误；水晶的主要成分是SiO2，不是硅酸盐，C错误；光导纤维的主要成分是SiO2而不是Si，D错误。
答案：
B
10.【答案】C
11.【答案】A
【解析】粗硅提纯涉及的反应：
Si＋2Cl2
SiCl4、SiCl4＋2H2
Si＋4HCl都是氧化还原反应，故B错；硅与氢氧化钠溶液反应实际分两步：
①Si＋3H2O===H2SiO3＋2H2↑，②H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O，其中反应①为氧化还原反应，反应②为非氧化还原反应，因此NaOH既不是氧化剂，也不是还原剂，只是反应物，起氧化作用的只是水，故C错；硅能与氢氟酸反应，但不能与盐酸反应，故D错。
12.C
13.解析：
粗硅提纯涉及的反应：
Si＋2Cl2
SiCl4、SiCl4＋2H2
Si＋4HCl都是氧化还原反应，B错误；硅与氢氧化钠溶液反中NaOH既不是氧化剂，也不是还原剂，只是反应物，起氧化作用的只是水，C错误；硅能与氢氟酸反应，但不能与盐酸反应，D错误。
答案：
A
14.解析：
Fe在Cl2中燃烧生成FeCl3，FeCl3溶液与铁粉反应生成FeCl2，铝能从FeCl2溶液中置换出铁单质，A项可以；Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO，NaClO溶液与SO2反应可生成NaCl，电解NaCl溶液可生成氯气，B项可以；铜与稀硝酸反应可生成NO，NO与O2反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3，D项可以；C项Na2SiO3无法直接生成Si，C项错误。
答案：
C
15.解析：
CaCl2、Na2SO3均属比碳酸酸性强的酸的盐，不能与H2CO3（CO2＋H2O）反应生成新盐和新酸；CO2与石灰水最终生成可溶性Ca（HCO3）2；Na2SiO3为比碳酸酸性更弱的酸的盐，故可反应生成H2SiO3沉淀。
【答案】 D
二、非选择题
16【答案】（14分）
（1）①检验装置气密性
②Cu+2H2SO4（浓）△CuSO4+SO2↑+2H2O
KMnO4溶液
③A中KMnO4溶液没有完全褪色，盛有Na2SiO3溶液的试管中出现白色沉淀
（2）2H2S+SO2=3S↓+2H2O
BaSO4
BaSO3
Ba2++SO2+Cl2+2H2O==BaSO4↓+4H++2Cl-
17.13.【解题指南】解答本题注意以下两点：
（1）该实验的原理：
先制取纯净、干燥的CO2，再用C将CO2还原为CO，利用CO的还原性来检验CO的存在。
（2）注意排除水蒸气对实验的干扰。
【解析】
（1）装置B用来除去HCl，最适宜的试剂是饱和NaHCO3溶液。
（2）装置D中发生反应的化学方程式是
CO2+C
2CO。
（3）水蒸气进入D中在高温下能跟碳反应产生H2，H2也能使CuO还原，故不能证明CO具有还原性，所以必须用装置C除去气体中的水蒸气。
（4）若根据F中石灰水变浑浊的现象也能确定CO具有还原性，应在上图中装置D与E之间连接装置④，以除去其中的CO2。
答案:
（1）饱和NaHCO3溶液
（2）CO2+C
2CO
（3）水蒸气进入D中在高温下能跟碳反应产生H2，H2也能使CuO还原，不能证明CO具有还原性
（4）DE④
【方法技巧】验证CO具有还原性的常用实验方法是CO还原氧化铜的实验，通过黑色固体变红色，产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊来说明。
除去尾气中的CO的常用方法是点燃法。
解析：
（1）铝是银白色金属，而红色铝板是添加红色物质所致，Al、玻璃中的SiO2均能与NaOH发生反应而易被腐蚀，化学反应式分别为：
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。
（2）生产水泥与玻璃的主要原料为CaCO3。
（3）石英玻璃主要成分为SiO2，有机玻璃不是硅酸盐材料，而是由甲基丙烯酸甲酯在一定条件下通过加聚反应合成，因此，有机玻璃属于塑料。
（4）SiO2、Al2O3与NaOH反应。
答案：
（1）不是
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
（2）CaCO3 （3）SiO2 塑料 加聚 （4）D
【解析】
（1）能与碳生成两种气态化合物的元素为氧，两种产物是一氧化碳和二氧化碳，其中二氧化碳是非极性分子，根据元素的原子结构示意图可以确定元素在周期表中的位置。
（2）根据信息判断两者反应后的产物为氯化钠和金刚石，均不溶于四氯化碳，因此要将四氯化碳从反应体系中分离，应该用过滤的方法；金刚石的性质较为稳定，而金属钠能与水或者乙醇反应，因此加入水或者是乙醇就能将金刚石中的金属钠除去。
（3）产物中能与氢氧化钠反应是硅和二氧化硅，产物都有硅酸钠，而硅和氢氧化钠反应还有氢气生成，由生成氢气的量和固体物质减少的量可以确定原混合物中硅和二氧化硅的量，
根据硅元素守恒可以确定稀释后硅酸钠的浓度。
【答案】
（1）第二周期第ⅦA族，氧（或O）
（2）过滤，水（或乙醇）
（3）Si+2OH-=SiO32-+2H2↑,0.17mol·L-1
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