内容正文:
训练(十七) 碳、硅及其重要化合物
1.(2021·湖北沙市中学检测)改革开放40多年以来,我国的“科学技术”取得了令人瞩目的成就。下列有关材料的说法不正确的是( )
A.5G芯片“巴龙5000”的主要材料是SiO2
B.“玉兔二号”的太阳能电池帆板的材料是高纯硅
C.光导纤维传导光的能力很强,是非常好的通信材料
D.碳化硅陶瓷耐高温且不易传热,可用于制造柴油机
A [5G芯片“巴龙5000”的主要材料是Si,A项错误;太阳能电池帆板的主要材料是高纯硅,B项正确;光导纤维的主要成分是SiO2,传导光的能力很强,是非常好的通信材料,C项正确;碳化硅陶瓷耐高温且不易传热,可作耐高温材料,用于制造柴油机等,D项正确。]
2.(2021·四川雅安高三调研)科技的进步为二氧化碳资源化利用提供了广阔的前景。下列说法错误的是( )
A.CO2是自然界碳循环中的重要物质
B.CO2加氢转化为乙烯,CO2被还原
C.CO2电催化时,在阳极转化为燃料
D.CO2与环氧丙烷可合成可降解塑料
C [CO2电催化时,在阴极发生还原反应转化为燃料,C项错误。]
3.(2021·安徽阜阳检测)高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料,又称“半导体”材料,它的发现和使用曾引起计算机的一场 “革命”。它可以按下列方法制备:
SiO2Si(纯)SiHCl3Si(粗)
下列说法正确的是( )
A.步骤①的化学方程式为SiO2+CSi+CO2↑
B.灼烧熔融的Na2CO3固体,可用石英坩埚
C.二氧化硅能与氢氟酸反应,而硅不能与氢氟酸反应
D.反应①③中硅元素均被还原
D [步骤①中焦炭过量,反应生成Si和CO,A项错误;石英坩埚中含有SiO2,高温熔融Na2CO3固体时反应生成Na2SiO3,B项错误;硅、二氧化硅都能与氢氟酸反应生成SiF4气体,C项错误;反应①、③中Si均由+4价降低到0价,硅元素均被还原,D项正确。]
4.(2021·湖南五市十校联考)下图是部分矿物资源的利用及产品流程,有关说法错误的是( )
A.粗铜电解精炼时,粗铜作阳极
B.生产铝、铜、高纯硅及玻璃过程中都涉及氧化还原反应
C.黄铜矿冶铜时,副产物SO2可用于生产硫酸,FeO可用作冶铁的原料
D.粗硅制高纯硅时,提纯四氯化硅可用多次分馏的方法
B [生产玻璃使用的原料是SiO2、纯碱和石灰石,高温下发生复杂反应,生成Na2SiO3、CaSiO3和CO2,不涉及氧化还原反应,B项错误。]
5.(2021·湖南衡阳检测)灼热的焦炭与水蒸气反应所得产物为H2、CO和少量CO2,为了检验产物中的H2和CO(设气体均被充分吸收),设计如下实验装置,下列有关说法错误的是( )
A.为了实验安全,应先点燃①处酒精灯,后点燃④处酒精灯
B.②③⑤中依次盛装氢氧化钠溶液、浓硫酸和澄清石灰水
C.④中黑色固体变红色,即可证明产物中一定含有H2和CO中的一种或两种
D.若用碱石灰替换无水硫酸铜,也可以达到检验H2和CO的目的
D [由图可知,①中C与水蒸气反应生成H2、CO和少量CO2,实验目的为检验产物中的H2和CO,则②中NaOH溶液可除去CO2,③中浓硫酸干燥气体,④中H2和CO均还原CuO,若无水硫酸铜变蓝,则检验出含有氢气,⑤中澄清石灰水变浑浊可检验出含有CO,最后处理尾气。]
6.(2021·云南玉溪检测)晶体硅是一种重要的非金属材料,制备高纯硅的主要步骤如下:
①高温下用炭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+3HClSiHCl3+H2;
③SiHCl3与过量H2在1 000~1 100℃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:
(1)第①步制备粗硅的化学方程式为_____________________________________。
(2)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____________。
(3)用SiHCl3与过量的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__________________