2023屆新高考化學(xué)一輪課時(shí)跟蹤練第10講硅及其重要化合物

課時(shí)跟蹤練10一、選擇題1．(2021·臨沂一中月考)據(jù)報(bào)道，科學(xué)家通過對稻殼進(jìn)行控制性焚燒熱解，從中提取一種叫做生物質(zhì)納米結(jié)構(gòu)二氧化硅的超高活性材料，將少量這種材料摻入混凝土中，即可制備出超高強(qiáng)度的高性能混凝土。下列關(guān)于二氧化硅的說法正確的是()A．二氧化硅溶于水生成硅酸，所以二氧化硅屬于酸性氧化物B．將二氧化碳通入硅酸鈉溶液中可以得到硅酸C．因?yàn)楦邷貢r(shí)二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸的強(qiáng)D．水晶是比較純凈的二氧化硅，沙子的主要成分是硅酸鹽解析：二氧化硅為酸性氧化物，但其不溶于水；硅酸的酸性比碳酸的弱；沙子的主要成分是二氧化硅。答案：B2．(2021·梅州一中月考)下列敘述正確的是()A．硅酸(H2SiO3)可由SiO2與水化合制得B．石英是良好的半導(dǎo)體，可以制成光電池C．Si和C相似，在自然界主要以單質(zhì)形式存在D．高純度的硅可以制造計(jì)算機(jī)芯片解析：二氧化硅不能溶于水，不能與水化合直接制備硅酸(H2SiO3)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；石英主要成分為二氧化硅，晶體硅是良好的半導(dǎo)體材料，可以制成光電池，將光能直接轉(zhuǎn)化成電能，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；自然界中無游離態(tài)硅，硅在自然界中主要是硅酸鹽、二氧化硅形式存在，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體與絕緣體之間，硅是優(yōu)良的半導(dǎo)體材料，高純度的硅可以用于制造計(jì)算機(jī)芯片，故D項(xiàng)正確。答案：D3．(2021·哈爾濱師大附中月考)下列說法正確的是()A．二氧化硅是酸性氧化物，它可以與水反應(yīng)生成硅酸B．二氧化硅分子由1個(gè)硅原子和2個(gè)氧原子構(gòu)成C．硅酸的酸性比碳酸的酸性強(qiáng)，且硅酸不溶于水D．CO2與SiO2均具有氧化性，可作氧化劑解析：二氧化硅不溶于水，與水不反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；二氧化硅中不存在SiO2分子，B項(xiàng)錯(cuò)誤；硅酸的酸性比碳酸弱，且不溶于水，C項(xiàng)錯(cuò)誤；CO2中C的化合價(jià)為＋4價(jià)，SiO2中＋C、2C＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO↑，D項(xiàng)正確。答案：D4．陶瓷是火與土的結(jié)晶，是中華文明的象征之一，其形成、性質(zhì)與化學(xué)有著密切的關(guān)系。下列說法錯(cuò)誤的是()A．“雨過天晴云破處”所描述的瓷器青色，來自氧化鐵B．聞名世界的秦兵馬俑是陶制品，由黏土經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成C．陶瓷是應(yīng)用較早的人造材料，主要化學(xué)成分是硅酸鹽D．陶瓷化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有耐酸堿侵蝕、抗氧化等優(yōu)點(diǎn)解析：“雨過天晴云破處”所描述的瓷器青色與氧化亞鐵有關(guān)，而氧化鐵顯紅色，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；陶瓷的傳統(tǒng)概念是指所有以黏土等無機(jī)非金屬礦物為原材料，經(jīng)過高溫?zé)贫傻漠a(chǎn)品，聞名世界的秦兵馬俑是陶制品，由黏土經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成，故B項(xiàng)正確；陶瓷由黏土經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成，主要化學(xué)成分是硅酸鹽，在新石器時(shí)代就已經(jīng)開始使用，應(yīng)用較早，故C項(xiàng)正確；硅酸鹽材料的化學(xué)性質(zhì)不活潑，具有耐酸堿腐蝕，抗氧化等有點(diǎn)，故D項(xiàng)正確。答案：A5．(2021·哈爾濱師大附中月考)下列說法正確的是()A．C60是富勒烯的代表物，與石墨烯互稱為同位素B．SiO2制備粗硅發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2＋Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋CO2C．漢代燒制出的瓷器，其主要原料為黏土D．現(xiàn)代信息社會用于傳遞信號的光導(dǎo)纖維的主要成分為硅解析：富勒烯與石墨烯互稱為同素異形體，A項(xiàng)錯(cuò)誤；SiO2制備粗硅發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO↑，B項(xiàng)錯(cuò)誤；漢代燒制出的瓷器，其主要原料為黏土，C項(xiàng)正確；光導(dǎo)纖維的主要成分為二氧化硅，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C6．(2021·佛山萌茵實(shí)驗(yàn)學(xué)校月考)下列反應(yīng)中SiO2所表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)或作用，正確的是()A．SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O作為玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蝕B．SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO↑氧化性C．SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up17(高溫))Na2SiO3＋CO2↑酸性氧化物的通性D．SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up17(高溫))SiC＋2CO↑氧化性解析：SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O表現(xiàn)的是酸性氧化物的性質(zhì)，反應(yīng)生成的硅酸鈉為礦物膠可以覆蓋在玻璃表面，防止玻璃被腐蝕，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；硅的化合價(jià)降低，體現(xiàn)SiO2的氧化性，故B項(xiàng)正確；二氧化硅是固體，二氧化碳是氣體，生成的二氧化碳?xì)怏w揮發(fā)了，從而使反應(yīng)可以正向徹底進(jìn)行，沒有體現(xiàn)二氧化硅酸性氧化物的性質(zhì)，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；SiO2中硅與氧的化合價(jià)都不變，沒有體現(xiàn)SiO2的氧化性，氧化劑和還原劑都是C，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B7．(2021·云南通海第二中學(xué)月考)二氧化硅與二氧化碳組成相似，結(jié)構(gòu)不同。下列反應(yīng)原理不同的是()A．SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO↑與NaCl＋Keq\o(=,\s\up17(高溫))KCl＋NaB．SiO2＋CaCO3eq\o(=,\s\up17(高溫))CaSiO3＋CO2↑與Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓C．SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O與CO2＋2OH－=COeq\o\al(2－,3)＋H2OD．SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO↑與SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up17(高溫))Na2SiO3＋CO2解析：A項(xiàng)，都是高溫下同主族元素單質(zhì)間的置換反應(yīng)，生成氣體使反應(yīng)趨于完全，原理相同，故不符合題意；B項(xiàng)，前者是高溫下的固體反應(yīng)，生成的二氧化碳?xì)怏w使反應(yīng)趨于完全，后者是溶液中的強(qiáng)酸制弱酸的復(fù)分解反應(yīng)，原理不同，故符合題意；C項(xiàng)，二者都是酸性氧化物與堿的反應(yīng)，原理相同，故不符合題意；D項(xiàng)，前者是氧化還原反應(yīng)，后者是非氧化還原反應(yīng)，但本質(zhì)上兩個(gè)反應(yīng)都是高溫固相反應(yīng)，生成氣體使反應(yīng)趨于完全，原理相同，故不符合題意。答案：B8．(2021·天津?qū)嶒?yàn)中學(xué)濱海學(xué)校月考)Ca3SiO5是硅酸鹽水泥的重要成分之一，其相關(guān)性質(zhì)的說法不正確的是()A．可發(fā)生反應(yīng)：Ca3SiO5＋4NH4Cleq\o(=,\s\up17(△))CaSiO3＋2CaCl2＋4NH3↑＋2H2OB．具有吸水性，需要密封保存C．能與SO2反應(yīng)生成新鹽D．與足量鹽酸作用，所得固體產(chǎn)物主要為SiO2↑＋2H2O，A項(xiàng)正確；CaO能與水反應(yīng)，所以需要密封保存，B項(xiàng)正確；亞硫酸的酸性比硅酸強(qiáng)，當(dāng)二氧化硫通入Ca3SiO5溶液時(shí)，發(fā)生反應(yīng)3SO2＋H2O＋Ca3SiO5=3CaSO3＋H2SiO3，C項(xiàng)正確；鹽酸的酸性比硅酸強(qiáng)，當(dāng)鹽酸與Ca3SiO5反應(yīng)時(shí)，發(fā)生反應(yīng)6HCl＋Ca3SiO5=3CaCl2＋H2SiO3＋2H2O，D項(xiàng)不正確。答案：D9．(2021·莆田八中月考)從石英砂制取并獲得高純硅的主要化學(xué)反應(yīng)如下。關(guān)于下列反應(yīng)的分析不正確的是()①SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si(粗)＋2CO↑②Si(粗)＋2Cl2eq\o(=,\s\up17(加熱))SiCl4③SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up17(高溫))Si(純)＋4HClA．①、③是置換反應(yīng)，②是化合反應(yīng)B．任一反應(yīng)中，每消耗或生成28g硅，均轉(zhuǎn)移4mol電子C．高溫下，焦炭與氫氣的還原性均強(qiáng)于硅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解析：在這三個(gè)反應(yīng)中，①、③是置換反應(yīng)，②是化合反應(yīng)，故A項(xiàng)正確；這三個(gè)反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)，其中硅的化合價(jià)都變化了4價(jià)，所以每消耗或生成28g硅即1mol，都轉(zhuǎn)移4mol電子，故B項(xiàng)正確；在氧化還原反應(yīng)中，還原劑的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物的還原性，在反應(yīng)①中，C是還原劑，Si是還原產(chǎn)物，在反應(yīng)③中，H2是還原劑，Si是還原產(chǎn)物，所以在高溫下，焦炭與氫氣的還原性均強(qiáng)于硅，故C項(xiàng)正確；反應(yīng)①、②和③并不是混合在一起同時(shí)進(jìn)行的，所以高溫下把石英砂、焦炭、氯氣、氫氣按一定比例混合得不到高純硅，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D10．(2021·東莞六中月考)硅是制造芯片的基礎(chǔ)材料。工業(yè)制備高純硅的流程如下圖所示。下列說法不正確的是()eq\x(石英砂)eq\o(→,\s\up17(焦炭),\s\do20(1800～2000℃))eq\x(粗硅)eq\o(→,\s\up17(HCl),\s\do20(300℃))eq\x(SiHCl3)eq\o(→,\s\up17(H2),\s\do20(1100℃))eq\x(高純硅)A．上述制備工藝能耗高污染重B．C和H2的還原性一定比Si強(qiáng)C．流程主要反應(yīng)均屬于置換反應(yīng)D．第2、3步的目的是提純產(chǎn)品解析：制備流程需要高溫，能耗高，SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO↑，產(chǎn)物有污染，A項(xiàng)正確；＋2Ceq\o(=,\s\up17(1800～2000℃),\s\do20())Si＋2CO↑、Si＋3HCleq\o(=,\s\up17(300℃),\s\do20())SiHCl3＋H2、SiHCl3＋2H2eq\o(=,\s\up17(1100℃),\s\do20())Si＋3HCl，均屬于置換反應(yīng)，C項(xiàng)正確；焦炭還原SiO2得到粗硅，第2、3步的目的是提純產(chǎn)品，D項(xiàng)正確。答案：B11．(2021·六安一中月考)已知X是一種晶體，在一定條件下可發(fā)生如圖所示的變化。下列敘述正確的是()①X可能是鋁或硅②X可能是共價(jià)晶體或金屬晶體③W一定是兩性物質(zhì)④W晶體的熔點(diǎn)很高A．①②③ B．①②④C．只有③ D．③④解析：①如果X是鋁或硅，X與強(qiáng)堿(如氫氧化鈉)溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉或硅酸鈉和氫氣；偏鋁酸鈉或硅酸鈉溶液中通入二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁或硅酸膠狀沉淀，氫氧化鋁和硅酸煅燒生成氧化鋁和二氧化硅，二氧化硅在高溫下與碳發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硅；電解熔融的氧化鋁生成鋁，故①正確；②根據(jù)①的分析，X可能是硅，硅是共價(jià)晶體，X可能是鋁，鋁是金屬晶體，故②正確；③根據(jù)上述分析，W可能是二氧化硅或氧化鋁，二氧化硅屬于酸性氧化物，不是兩性物質(zhì)，故③錯(cuò)誤；④無論W是二氧化硅還是氧化鋁，晶體的熔點(diǎn)都很高，故④正確。答案：B12．(2021·蘄春第四高級中學(xué)月考)由Li、Al、Si構(gòu)成的某三元化合物固態(tài)晶體結(jié)構(gòu)如圖，下列說法正確的是()A．晶體中Al和Si構(gòu)成二氧化硅型骨架B．晶體中Li、Al、Si三種微粒的比例為2∶2∶1C．Si原子從1s22s22p63s23peq\o\al(1,x)3peq\o\al(1,y)轉(zhuǎn)變?yōu)?s22s22p63s23peq\o\al(1,y)3peq\o\al(1,z)會吸收能量，產(chǎn)生吸收光譜D．晶體中與每個(gè)Al緊鄰的Si有4個(gè)解析：二氧化硅型骨架：，晶體中Al和Si在頂角處有硅與鋁原子＝4，Si＝4，三種微粒的比例為1∶1∶1，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；Si原子從1s22s22p63s23peq\o\al(1,x)3peq\o\al(1,y)轉(zhuǎn)變?yōu)?s22s22p63s23peq\o\al(1,y)3peq\o\al(1,z)能量不改變，不產(chǎn)生吸收光譜，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；由題圖中晶胞可知，觀察頂角的Al原子，晶體中與每個(gè)Al緊鄰的Si有4個(gè)，故D項(xiàng)正確。答案：D二、非選擇題13．(2021·臨清三中月考)晶體硅是一種重要的非金屬材料，制備純硅的主要步驟如下：①高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅；②粗硅與干燥HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3：Si＋3HCleq\o(=,\s\up17(300℃))SiHCl3＋H2；③SiHCl3與過量H2在1100℃反應(yīng)制得純硅，已知SiHCl3能與H2O強(qiáng)烈反應(yīng)，在空氣中易自燃。請回答下列問題：(1)第①步制備粗硅的化學(xué)反應(yīng)方程式為________________________________________________________________________________________________________________。(2)粗硅與HCl反應(yīng)完全后，經(jīng)冷凝得到的SiHCl3(沸點(diǎn)33.0℃)中含有少量SiCl4(沸點(diǎn)57.6℃)和HCl(沸點(diǎn)－84.7℃)，提純SiHCl3采用的方法為__________________________________。(3)用SiHCl3與過量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如圖(熱源及夾持裝置略去)：①裝置B中的試劑是________，裝置C中的燒瓶需要加熱，其目的是__________________。②反應(yīng)一段時(shí)間后，裝置D中觀察到的現(xiàn)象是___________________________________________________________________________________________________________，裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________________________________________________________________________________________。③為保證制備純硅實(shí)驗(yàn)的成功，操作的關(guān)鍵是檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性，控制好反應(yīng)溫度以及________________________________________________________________________________________________________________________________________________。④為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì)，將試樣用稀鹽酸溶解，取上層清液后需再加入的試劑是________(填字母)。a．碘水b．氯水c．NaOH溶液d．KSCN溶液e．Na2SO3溶液解析：本實(shí)驗(yàn)是利用SiHCl3和氫氣反應(yīng)制取純硅，首先在裝置A利用稀硫酸和鋅粒反應(yīng)制取氫氣，SiHCl3能與H2O強(qiáng)烈反應(yīng)、在空氣中易自燃，所以需要裝置B中盛放濃硫酸將生成的氫氣進(jìn)行干燥、并用氫氣排盡裝置中的空氣；水浴加熱裝置C，使SiHCl3揮發(fā)，和氫氣一同進(jìn)入石英管中在高溫條件下反應(yīng)制取純硅。據(jù)此分析解答。(1)高溫下，SiO2和C反應(yīng)生成Si和CO，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO↑。(2)沸點(diǎn)不同的液體混合物可以采用蒸餾的方法分離，這幾種物質(zhì)沸點(diǎn)不同，所以采用蒸餾的方法分離。(3)①為防止SiHCl3與H2O強(qiáng)烈反應(yīng)，需要干燥劑干燥氫氣，濃硫酸具有吸水性且不和氫氣反應(yīng)，所以裝置B中可以盛放濃硫酸；加熱裝置C中燒瓶，升高溫度能使SiHCl3氣化，從而使SiHCl3和氫氣在D中反應(yīng)。②D中發(fā)生反應(yīng)：SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋3HCl，Si為固態(tài)，所以看到的現(xiàn)象是有固體物質(zhì)生成。③SiHCl3能與H2O強(qiáng)烈反應(yīng)、在空氣中易自燃，且Si是親氧元素，為防止SiHCl3自燃和Si被氧化，需要排盡裝置中的空氣。④若含鐵單質(zhì)，加入稀鹽酸后溶液中應(yīng)含F(xiàn)e2＋；檢驗(yàn)Fe2＋先加入KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，再加入氯水溶液變紅色即可，故選bd。答案：(1)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO↑(2)蒸餾(3)①濃硫酸使滴入燒瓶中的SiHCl3氣化②有固體物質(zhì)生成SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋3HCl③排盡裝置中的空氣④bd14．(2021·隨州曾都一中月考)半導(dǎo)體工業(yè)需要高純硅，粗硅中含有SiO2、Fe2O3、CuO、C等雜質(zhì)，提純硅的方法比較多，其中三氯氫硅(有一定毒性)氫還原法和四氯化硅氫還原法應(yīng)用較為廣泛，下面是實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)上三氯氫硅氫還原法的基本原理：已知：①Si＋3HClSiHCl3＋H2(主要反應(yīng))，Si＋4HClSiCl4＋2H2(次要反應(yīng))，2NaCl＋H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up17(△))Na2SO4＋2HCl↑。②典型硅的重要化合物的部分性質(zhì)如下表：項(xiàng)目熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃溶解性SiHCl3－12733易溶于多數(shù)有機(jī)溶劑SiCl4－2357.6易溶于多數(shù)有機(jī)溶劑(1)粗硅在提純前，需要進(jìn)行酸、堿預(yù)處理，其目的是____________________________________________________________________________________________________。(2)下列裝置在實(shí)驗(yàn)室可用于制備HCl氣體的是________(填字母)。(3)在1100～1200℃條件下，利用圖B在石英管中可以獲得硅，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________；其燒杯中水的作用是____________________________________________________；該裝置使用石英管而不是普通玻璃管的原因是_________________________________________________________________________________________________________。(4)三氯氫硅氫還原法用SiHCl3在圖B中制硅，不足之處有________________________。(5)SiCl4與氫氣反應(yīng)也能得到硅，但反應(yīng)所需溫度不同，在工業(yè)上往往將三氯氫硅中混入的SiCl4分離后再與氫氣反應(yīng)，你認(rèn)為最好的分離方法是________________________________。(6)工業(yè)上如果用四氯化硅氫還原法制硅，其原理如下：Si、Ceq\o(→,\s\up17(氯氣/加熱),\s\do20(分離C))SiCl4eq\o(→,\s\up17(氫氣/加熱),\s\do20())Si。該方法與用三氯氫硅氫還原法比較，其缺點(diǎn)至少有兩處，分別是______________________________________________________________________________________________。解析：(1)根據(jù)題干可知，粗硅中含有的雜質(zhì)Fe2O3、CuO能與酸反應(yīng)，SiO2能與堿反應(yīng)，故答案為除去粗硅中SiO2、Fe2O3、CuO等雜質(zhì)。(2)由題干可知，實(shí)驗(yàn)室中制備HCl氣體是用固體NaCl和液體(濃硫酸)加熱的反應(yīng)，可選用裝置b，實(shí)驗(yàn)室制備HCl也可采用向濃鹽酸中滴加濃硫酸，則選用裝置a，故可選用的裝置為a、b。(3)由圖示得反應(yīng)的方程式為SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up17(1100～1200℃))Si＋3HCl;其燒杯中水的作用是加熱SiHCl3，使之變成蒸氣進(jìn)入石英管；該裝置使用石英管而不是普通玻璃管的原因是反應(yīng)溫度較高，普通玻璃不能承受該高溫。(4)由題干信息可知，三氯氫硅有毒，該裝置不足之處在于：沒有進(jìn)行尾氣處理。(5)根據(jù)題干信息三氯氫硅和SiCl4沸點(diǎn)相差較大，最好的分離方法是蒸餾。(6)由上述分析及題干信息知，該方案的不足之處在于：使用了有毒氣體；三氯氫硅氫還原法中HCl和H2可以直接循環(huán)利用，節(jié)約了成本，而四氯化硅氫還原法中沒有可循環(huán)利用的原料。＋3HCl加熱SiHCl3，使之變成蒸氣進(jìn)入石英管反應(yīng)溫度較高，普通玻璃不能承受該高溫(4)沒有進(jìn)行尾氣處理(5)蒸餾(6)使用了有毒氣體；三氯氫硅氫還原法中HCl和H2可以直接循環(huán)利用，節(jié)約了成本，而四氯化硅氫還原法中沒有可循環(huán)利用的原料15．(2021·河北棗強(qiáng)中學(xué)月考)含硅元素的化合物廣泛存在于自然界中，與其他礦物共同構(gòu)成巖石；晶體硅(熔點(diǎn)1410℃)用途廣泛，制取與提純方法有多種。(1)煉鋼開始和結(jié)束階段都可能發(fā)生反應(yīng)：Si＋2FeOeq\o(→,\s\up17(),\s\do20(高溫))2Fe＋SiO2，其目的是________(填字母)。A．得到副產(chǎn)品硅酸鹽水泥B．制取SiO2，提升鋼的硬度C．除去生鐵中過多的Si雜質(zhì)D．除過量FeO，防止鋼變脆(2)一種由粗硅制純硅過程如下：Si(粗)eq\o(→,\s\up17(Cl2),\s\do20(460℃))SiCl4eq\o(→,\s\up17(),\s\do20(蒸餾))SiCl4(純)eq\o(→,\s\up17(H2),\s\do20(1100℃))Si(純)。在上述由SiCl4制純硅的反應(yīng)中，測得每生成1.12kg純硅需吸收akJ熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。關(guān)于鈉的鹵化物(NaX)和硅的鹵化物(SiX4)，下列敘述正確的是________________(填字母)。A．NaX易水解B．SiX4是共價(jià)化合物C．NaX的熔點(diǎn)一般高于SiX4D．SiF4晶體是由共價(jià)鍵形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(3)粗硅經(jīng)系列反應(yīng)可生成硅烷(SiH4)，硅烷分解也可以生成高純硅，硅烷的熱穩(wěn)定性弱于甲烷，所以Si元素的非金屬性弱于C元素，用原子結(jié)構(gòu)解釋其原因：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)此外，還可以將粗硅轉(zhuǎn)化成三氯氫硅(SiHCl3)，通過反應(yīng)SiHCl3(g)＋H2(g)Si(s)＋3HCl(g)制得高純硅。不同溫度下，SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)物的投料比(反應(yīng)初始時(shí)，各反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比)的變化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是________(填字母)。a．該反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度升高而增大b．橫坐標(biāo)表示的投料比應(yīng)該是eq\f(n（SiHCl3）,n（H2）)c．實(shí)際生產(chǎn)中為提高SiHCl3的利用率，可適當(dāng)降低壓強(qiáng)(5)硅元素最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物是H2SiO3，室溫下，0.1mol·L－1的硅酸鈉溶液和0.1mol·L－1的碳酸鈉溶液，堿性更強(qiáng)的是____________，其原因是_________________________________________________________________________________________________。(已知：H2SiO3：Ka1＝2.0×10－10、Ka2＝1.0×10－12，H2CO3：Ka1＝4.3×10－7、Ka2＝5.6×10－11)解析：(1)煉鋼要求把生鐵中的含碳量去除到規(guī)定范圍，并使其他元素的含量減少或增加到規(guī)定范圍，簡單地說，是對生鐵降碳、去硫磷、調(diào)硅錳含量的過程，這一過程基本上是一個(gè)氧化過程，是用不同來源的氧(如空氣中的氧、純氧氣、鐵礦石中的氧)來氧化鐵水中的碳、硅、錳等元素，化學(xué)反應(yīng)主要是2FeO＋Sieq\o(=,\s\up17(高溫))2Fe＋SiO2、FeO＋Mneq\o(=,\s\up17(高溫))Fe＋MnO；在使碳等元素降到規(guī)定范圍后，鋼水中仍含有大量的氧，是有害的雜質(zhì)，使鋼塑性變差，軋制時(shí)易產(chǎn)生裂紋，故煉鋼的最后階段必須加入脫氧劑(例如錳鐵、硅鐵和鋁等)，以除去鋼液中多余的氧：Mn＋FeOeq\o(=,\s\up17(高溫))MnO＋Fe，Si＋2FeOeq\o(=,\s\up17(高溫))SiO2＋2Fe，2Al＋3FeOeq\o(=,\s\up17(高溫))Al2O3＋3Fe，故答案選CD。(2)由題意可知，每生成1.12kg純硅需吸收akJ熱量，即生成eq\f(1.12×103,28)＝40(mol)純硅吸收的熱量為akJ熱量，則生成1mol純硅吸收的熱量為eq\f(a,40)kJ＝0.025akJ，所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：SiCl4(g)＋2H2(g)=Si(s)＋4HCl(g)ΔH＝＋0.025akJ·mol－1。鈉的強(qiáng)酸鹽不水解，NaX(NaF除外)不易水解，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；硅的鹵化物(SiX4)是由非金屬元素原子間通過共用電子對形成的化合物，是共價(jià)化合物，故B項(xiàng)正確；鈉的鹵化物(NaX)為離子化合物屬于離子晶體，硅的鹵化物(SiX4)為共價(jià)化合物屬于分子晶體，離子晶體的熔點(diǎn)大于分子晶體的熔點(diǎn)，即NaX的熔點(diǎn)一般高于SiX4，故C項(xiàng)正確；SiF4晶體是由分子間作用力結(jié)合而成，故D項(xiàng)錯(cuò)誤；答案選BC。(3)C和Si最外層電子數(shù)相同(或“是同主族元素”)，C原子半徑小于Si(或“C原子電子層數(shù)少于Si”)，Si元素的非金屬性弱于C元素，硅烷的熱穩(wěn)定性弱于甲烷，故硅烷的分解溫度遠(yuǎn)低于甲烷。(4)因?yàn)殡S著溫度的升高，SiHCl3的轉(zhuǎn)化率增大，平衡正向移動，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度升高而增大，故a項(xiàng)正確；增大一種反應(yīng)物的濃度，能提高其他反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，而本身的轉(zhuǎn)化率反而降低，故橫坐標(biāo)表示的投料比應(yīng)該是eq\f(n（SiHCl3）,n（H2）)，故b項(xiàng)錯(cuò)誤；SiHCl3(g)＋H2(g)Si(s)＋3HCl(g)正向?yàn)闅怏w系數(shù)增大的方向，降低壓強(qiáng)平衡向氣體系數(shù)增大方向移動，可以提高SiHCl3的利用率，故c項(xiàng)正確；故答案選ac。(5)依據(jù)所給數(shù)據(jù)可知，硅酸的Ka2小于碳酸的Ka2，依據(jù)“越弱越水解”可知，硅酸鈉更易水解。答案：(1)CD(2)SiCl4(g)＋2H2(g)=Si(s)＋4HCl(g)ΔH＝＋0.025akJ·mol－1BC(3)C和Si最外層電子數(shù)相同(或“是同主族元素”)，C原子半徑小于Si(或“C原子電子層數(shù)少于Si”)，Si元素的非金屬性弱于C元素，硅烷的熱穩(wěn)定性弱于甲烷(4)ac(5)硅酸鈉硅酸的Ka2小于碳酸的Ka2，硅酸鈉更易水解16．(2021·東莞一中月考)硅及其化合物廣泛應(yīng)用于太陽能的利用、光導(dǎo)纖維及硅橡膠的制備等。純凈的硅是從自然界中的石英礦石(主要成分為SiO2)中提取。高溫下制取純硅有如下反應(yīng)(方法Ⅰ)：①SiO2(s)＋2C(s)Si(s)＋2CO(g)；②Si(s)