（江蘇專用）2023年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)微考點24硅的制取及應(yīng)用

PAGEPAGE1微考點24硅的制取及應(yīng)用一、單項選擇題1．以下關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的說法正確的選項是()①硅是構(gòu)成一些巖石和礦物的根本元素②水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品③高純度的硅單質(zhì)廣泛用于制作光導(dǎo)纖維④陶瓷是人類應(yīng)用很早的硅酸鹽材料A．①② B．②③C．①④ D．③④2．關(guān)于硅及其化合物的表達(dá)中，錯誤的選項是()A．硅是良好的半導(dǎo)體材料B．二氧化硅能與石灰石反響：SiO2＋CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3＋CO2↑C．可以用焦炭復(fù)原二氧化硅生產(chǎn)硅：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑D．水泥的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO23．工業(yè)上通過反響“SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑〞制取單質(zhì)硅，以下說法正確的選項是()A．自然界中硅元素均以SiO2形式存在B．硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)反響C．該反響條件下C的復(fù)原性比Si強(qiáng)D．生成4.48LCO時轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.4×6.03×1023二、不定項選擇題4．氯氣用途十分廣泛，可用于生產(chǎn)半導(dǎo)體材料硅，其生產(chǎn)的流程如下，以下說法不正確的選項是()eq\x(石英砂)eq\o(→,\s\up7(①焦炭),\s\do5(高溫))eq\x(粗硅)eq\o(→,\s\up7(②氯氣),\s\do5(加熱))eq\x(四氯化硅)eq\o(→,\s\up7(③氫氣),\s\do5(高溫))eq\x(純硅)A．①③是置換反響，②是化合反響B(tài)．高溫下，焦炭與氫氣的復(fù)原性均弱于硅的C．任一反響中，每消耗或生成28g硅，均轉(zhuǎn)移4mol電子D．高溫下將石英砂、焦炭、氯氣、氫氣按一定比例混合可得高純硅5．以下關(guān)于SiO2和CO2的表達(dá)中不正確的選項是()A．都是共價化合物B．都是酸性氧化物，都能與強(qiáng)堿溶液反響C．都能溶于水且與水反響生成相應(yīng)的酸D．SiO2可用于制光導(dǎo)纖維，干冰可用于人工降雨三、非選擇題6．硅是重要的化學(xué)元素之一，在從傳統(tǒng)材料到信息材料的開展過程中，其創(chuàng)造了一個又一個奇跡。請答復(fù)以下問題：(1)硅在元素周期表中的位置是________________。(2)工業(yè)上生產(chǎn)粗硅的反響有SiO2＋2C3273K,Si(粗硅)＋2CO↑；SiO2＋3C3273K,SiC＋2CO↑。假設(shè)產(chǎn)品中單質(zhì)硅與碳化硅的物質(zhì)的量之比為1∶1，那么參加反響的C和SiO2的質(zhì)量之比為________。(3)工業(yè)上可以通過如下圖的流程制取純硅：①假設(shè)反響Ⅰ的化學(xué)方程式為Si(粗硅)＋3HCl553～573K,SiHCl3＋H2，那么反響Ⅱ的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②整個制備過程必須嚴(yán)格控制無水、無氧。SiHCl3遇水劇烈反響生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，寫出該反響的化學(xué)方程式：______________________________________________。③假設(shè)每一輪次制備1mol純硅，且生產(chǎn)過程中硅元素沒有損失，反響Ⅰ中HCl的利用率為90%，反響Ⅱ中H2的利用率為93.75%，那么在第二輪次的生產(chǎn)中，補充投入HCl和H2的物質(zhì)的量之比是________。7．單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的根底材料。通常用碳在高溫下復(fù)原二氧化硅制得粗硅(含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì))，粗硅與氯氣反響生成四氯化硅(反響溫度450～500℃)，四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣復(fù)原可得高純硅。以下是實驗室制備四氯化硅的裝置示意圖。相關(guān)信息如下：a．四氯化硅遇水極易水解；b．硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接反響生成相應(yīng)的氯化物；c．有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見下表：物質(zhì)SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5沸點/℃57.712.8－315－熔點/℃－70.0－107.2－－－升華溫度/℃－－180300162請答復(fù)以下問題：(1)寫出裝置A中發(fā)生反響的離子方程式：___________________________________________________________________________________________________________。(2)裝置A中g(shù)管的作用是______________；裝置C中的試劑是____________；裝置E中的h瓶需要冷卻的理由是___________________________________________。(3)裝置E中h瓶收集到的粗產(chǎn)物可通過精餾(類似屢次蒸餾)得到高純度四氯化硅，精餾后的殘留物中，除鐵元素外可能還含有的雜質(zhì)元素是________(填寫元素符號)。(4)為了分析殘留物中鐵元素的含量，先將殘留物預(yù)處理，使鐵元素復(fù)原成Fe2＋，再用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液在酸性條件下進(jìn)行氧化復(fù)原滴定，反響的離子方程式為5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。①滴定前是否要滴加指示劑？________(填“是〞或“否〞)，請說明理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②某同學(xué)稱取5.000g殘留物，經(jīng)預(yù)處理后在容量瓶中配制成100mL溶液，移取25.00mL試樣溶液，用1.000×10－2mol·L－1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。到達(dá)滴定終點時，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL，那么殘留物中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是________。

答案精析1．C2.D3．C[自然界硅元素以硅酸鹽和二氧化硅兩種形式存在，A錯誤；反響SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑中C作復(fù)原劑，Si為復(fù)原產(chǎn)物，復(fù)原性：復(fù)原劑>復(fù)原產(chǎn)物，所以復(fù)原性：C>Si，C正確；沒有指明標(biāo)準(zhǔn)狀況，D錯誤。]4．BD[二氧化硅與碳反響生成硅和一氧化碳，四氯化硅與氫氣反響生成硅和氯化氫，都是置換反響，硅和氯氣反響生成四氯化硅，是化合反響，A正確；二氧化硅與碳反響生成硅和一氧化碳，四氯化硅與氫氣反響生成硅和氯化氫，根據(jù)復(fù)原劑的復(fù)原性大于復(fù)原產(chǎn)物的復(fù)原性，那么高溫下，焦炭與氫氣的復(fù)原性均強(qiáng)于硅，B錯誤；28g硅的物質(zhì)的量為1mol，每消耗或生成1個硅，化合價均變化4，即均轉(zhuǎn)移4個電子，所以每消耗或生成28g硅，均轉(zhuǎn)移4mol電子，C正確；在高溫下將石英砂、焦炭、氯氣、氫氣按一定比例混合，那么石英砂與焦炭反響，氯氣與氫氣反響，就不再按照題干的流程進(jìn)行，不會得到高純硅，D錯誤。]5．C[二氧化硅不溶于水，硅酸是利用可溶性硅酸鹽與酸反響制得的。]6．(1)第三周期ⅣA族(2)1∶2(3)①SiHCl3＋H21373～1453K,Si(純硅)＋3HCl②SiHCl3＋3H2O,H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑③5∶1解析(1)根據(jù)硅的原子序數(shù)為14，可知其在元素周期表中位于第三周期ⅣA族。(2)根據(jù)產(chǎn)品中單質(zhì)硅與碳化硅的物質(zhì)的量之比為1∶1，再利用方程式計算。假設(shè)參加反響的C為5mol，SiO2為2mol，那么二者的質(zhì)量之比為(5mol×12g·mol－1)∶(2mol×60g·mol－1)＝1∶2。(3)①根據(jù)流程圖中的信息知，反響Ⅱ的反響物有SiHCl3和H2，生成物有Si(純硅)和HCl，利用觀察法將其配平。②由于SiHCl3中Si為＋4價、H為－1價、Cl為－1價，SiHCl3與H2O發(fā)生了氧化復(fù)原反響(歸中反響)，其氧化產(chǎn)物和復(fù)原產(chǎn)物均為H2，最后利用觀察法將其配平。③據(jù)題意：綜合以上各反響的數(shù)據(jù)可知，在第二輪次的生產(chǎn)中補充投入HCl的物質(zhì)的量為(eq\f(3,90%)－3)mol，投入H2的物質(zhì)的量為(eq\f(1,93.75%)－1)mol，二者的比值為5∶1。7．(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(2)平衡氣壓濃H2SO4SiCl4沸點較低，用冷卻液可得到液態(tài)SiCl4(3)Al、Cl、P(4)①否MnOeq\o\al(－,4)有顏色，故不需其他指示劑②4.48%解析A為Cl2的發(fā)生裝置，B、C為Cl2的凈化裝置，D中發(fā)生2Cl2＋Sieq\o(=,\s\up7(△))SiCl4，生成物SiCl4用E收集，B中為飽和食鹽水將氯化氫氣體除去，C中應(yīng)為濃H2SO4除水；SiCl4沸點較低，E中用冷卻液可得到液態(tài)SiCl4；由題中信息粗硅含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì)，即可輕松完成(3)問。(4)①因