2024高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第一部分考點(diǎn)9硅及其化合物強(qiáng)化訓(xùn)練含解析

PAGE12-考點(diǎn)9硅及其化合物[題組一基礎(chǔ)小題]1．下列有關(guān)硅及其化合物的說(shuō)法，正確的是()A．單質(zhì)硅常用作半導(dǎo)體和光導(dǎo)纖維材料B．硅在自然界中只以化合態(tài)的形式存在C．SiO2與純堿高溫生成CO2，說(shuō)明硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)D．SiO2是非金屬氧化物，它不與任何酸反應(yīng)答案B解析光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2，A錯(cuò)誤；硅在自然界中只以化合態(tài)的形式(主要為SiO2和硅酸鹽)存在，B正確；SiO2與純堿在高溫下生成CO2氣體，氣體揮發(fā)，生成物濃度減小，促使反應(yīng)向右移動(dòng)，不能據(jù)此說(shuō)明硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)，事實(shí)上碳酸的酸性大于硅酸，C錯(cuò)誤；SiO2可與氫氟酸反應(yīng)，D錯(cuò)誤。2．化學(xué)在生產(chǎn)和日常生活中有著重要的應(yīng)用。下列說(shuō)法不正確的是()A．高純度的二氧化硅廣泛用于制作光導(dǎo)纖維B．研制開(kāi)發(fā)燃料電池汽車(chē)，降低機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣污染，某種程度上可以削減PM2.5污染C．向煤中加入適量石灰石，在煤燃燒時(shí)SO2最終生成CaSO3，可削減對(duì)大氣的污染D．為防止電池中的重金屬等污染土壤和水體，應(yīng)主動(dòng)開(kāi)發(fā)廢電池的綜合利用技術(shù)答案C解析光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2，A正確；PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5μm的顆粒物，可以由硫和氮的氧化物轉(zhuǎn)化而成，這些污染物往往是由化石燃料的燃燒造成的，B正確；煤燃燒時(shí)，SO2與石灰石反應(yīng)生成的CaSO3會(huì)被氧氣氧化而最終生成CaSO4，C錯(cuò)誤；廢舊電池中的重金屬會(huì)造成土壤和水體的污染，D正確。3．CO2通入下列各溶液中，不行能產(chǎn)生沉淀的是()A．CaCl2溶液 B．石灰水C．飽和Na2CO3溶液 D．Na2SiO3溶液答案A解析A項(xiàng)中因H2CO3的酸性不如鹽酸強(qiáng)，所以CO2通入CaCl2溶液中不反應(yīng)，無(wú)沉淀產(chǎn)生；B項(xiàng)中生成CaCO3沉淀；C項(xiàng)中反應(yīng)為Na2CO3＋H2O＋CO2=2NaHCO3↓，因?yàn)镹aHCO3的溶解度小于Na2CO3，且反應(yīng)中消耗水，所以有NaHCO3析出；D項(xiàng)中因?yàn)镠2CO3的酸性強(qiáng)于硅酸，所以會(huì)發(fā)生反應(yīng)Na2SiO3＋H2O＋CO2=H2SiO3↓＋Na2CO3。4．昆侖玉的主要成分是Ca2Mg5Si8O22(OH)2，則其用氧化物的形式可表示為()A．CaO·MgO·SiO2·H2OB．2CaO·5MgO·8SiO2·H2OC．2CaO·MgO·SiO2·2H2OD．5CaO·2MgO·8SiO2·H2O答案B解析硅酸鹽改寫(xiě)成氧化物的形式時(shí)，書(shū)寫(xiě)依次：活潑金屬氧化物·較活潑金屬氧化物·二氧化硅·H2O，同時(shí)要遵循原子守恒，故選B。5．能證明碳酸比硅酸酸性強(qiáng)的試驗(yàn)事實(shí)是()A．H2CO3比H2SiO3受熱易分解B．高溫下能發(fā)生反應(yīng)Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高溫))Na2SiO3＋CO2↑C．CO2能溶于水生成碳酸，而SiO2卻不溶于水D．CO2通入Na2SiO3溶液中有膠狀沉淀生成答案D解析A項(xiàng)說(shuō)明的是熱穩(wěn)定性的相對(duì)強(qiáng)弱；B項(xiàng)是由于SiO2的熔、沸點(diǎn)高于CO2，不能據(jù)此說(shuō)明碳酸與硅酸酸性的相對(duì)強(qiáng)弱；C項(xiàng)只能說(shuō)明CO2和SiO2的溶解性的相對(duì)大小，也不能說(shuō)明碳酸與硅酸酸性的相對(duì)強(qiáng)弱；D項(xiàng)說(shuō)明碳酸能制硅酸，據(jù)此可確定碳酸的酸性比硅酸強(qiáng)。故選D。6．下列關(guān)于硅及其化合物的敘述，錯(cuò)誤的是()A．硅是良好的半導(dǎo)體材料B．二氧化硅能與石灰石反應(yīng)：SiO2＋CaCO3eq\o(=,\s\up17(高溫))CaSiO3＋CO2↑C．可以用焦炭還原二氧化硅生產(chǎn)硅：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO↑D．水泥的主要成分：Na2SiO3、CaSiO3和SiO2答案D解析硅是良好的半導(dǎo)體材料，A正確；二氧化硅在高溫下可以與石灰石反應(yīng)，B正確；C項(xiàng)是工業(yè)制粗硅的反應(yīng)，C正確；水泥的主要成分是硅酸三鈣、硅酸二鈣和鋁酸三鈣，D錯(cuò)誤。7．SiO2是一種化工原料，可以制備一系列物質(zhì)。下列說(shuō)法正確的是()A．圖中全部反應(yīng)都不屬于氧化還原反應(yīng)B．硅酸鹽的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，常用于制造光導(dǎo)纖維C．可用鹽酸除去石英砂(主要成分為SiO2)中少量的碳酸鈣D．一般玻璃是由純堿、石灰石和石英制成的，其熔點(diǎn)很高答案C解析A項(xiàng)SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))2CO↑＋Si、Si＋2Cl2eq\o(=,\s\up17(高溫))SiCl4等是氧化還原反應(yīng)；B項(xiàng)SiO2用于制造光導(dǎo)纖維；D項(xiàng)玻璃無(wú)固定的熔點(diǎn)。8．下列離子方程式不正確的是()A．石英與燒堿溶液反應(yīng)：SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2OB．硅與燒堿溶液反應(yīng)：Si＋2OH－＋H2O=SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2↑C．向小蘇打溶液中加入過(guò)量的石灰水：2HCOeq\o\al(－,3)＋Ca2＋＋2OH－=CaCO3↓＋2H2O＋COeq\o\al(2－,3)D．往水玻璃中加入鹽酸：2H＋＋SiOeq\o\al(2－,3)=H2SiO3↓答案C解析當(dāng)石灰水過(guò)量時(shí)，NaHCO3中的HCOeq\o\al(－,3)肯定會(huì)完全反應(yīng)轉(zhuǎn)化為COeq\o\al(2－,3)，COeq\o\al(2－,3)再結(jié)合Ca2＋生成CaCO3沉淀，正確的離子方程式應(yīng)為HCOeq\o\al(－,3)＋OH－＋Ca2＋=H2O＋CaCO3↓，C錯(cuò)誤。9．硅是構(gòu)成無(wú)機(jī)非金屬材料的一種主要元素，下列有關(guān)硅的化合物的敘述錯(cuò)誤的是()A．氮化硅陶瓷是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料，其化學(xué)式為Si3N4B．碳化硅(SiC)的硬度大，熔點(diǎn)高，可用于制作高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和軸承C．光導(dǎo)纖維是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料，其主要成分為SiO2D．二氧化硅為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其晶體中硅原子和硅氧單鍵個(gè)數(shù)之比為1∶2答案D解析二氧化硅晶體中，一個(gè)硅原子可形成4個(gè)硅氧單鍵，故硅原子和硅氧單鍵個(gè)數(shù)之比為1∶4，D錯(cuò)誤。10．以下六種飽和溶液①Ba(NO3)2、②Ca(OH)2、③Na2SiO3、④NaAlO2、⑤Na2CO3、⑥NH3和NaCl，分別向其中持續(xù)通入CO2，最終得到固體的是()A．①③④⑥ B．②③④⑥C．③④⑤⑥ D．②③④⑤答案C解析CO2與Ba(NO3)2溶液不反應(yīng)，①錯(cuò)誤；將CO2持續(xù)通入Ca(OH)2飽和溶液中，起先有沉淀生成，最終會(huì)轉(zhuǎn)化為可溶于水的Ca(HCO3)2，②錯(cuò)誤；Na2SiO3溶液與CO2作用會(huì)得到硅酸白色膠狀沉淀，③正確；NaAlO2溶液與CO2作用最終會(huì)產(chǎn)生Al(OH)3沉淀，④正確；Na2CO3飽和溶液與足量CO2作用會(huì)得到溶解度相對(duì)較小的碳酸氫鈉，⑤正確；NH3和NaCl飽和溶液中持續(xù)通入CO2，最終會(huì)產(chǎn)生溶解度相對(duì)較小的碳酸氫鈉，⑥正確。[題組二高考小題]11．推斷正誤，正確的畫(huà)“√”，錯(cuò)誤的畫(huà)“×”。(1)(2024·江蘇高考)SiO2熔點(diǎn)高、硬度大，可用于制光導(dǎo)纖維。()(2)(2024·北京高考)向Na2SiO3溶液中通入SO2產(chǎn)生膠狀沉淀，證明酸性：H2SO3>H2SiO3。()(3)(2024·江蘇高考)元素C的單質(zhì)只存在金剛石和石墨兩種同素異形體。()(4)(2024·江蘇高考)在CO2中，Mg燃燒生成MgO和C。在該反應(yīng)條件下，Mg的還原性強(qiáng)于C的還原性。()(5)(重慶高考)Ca(HCO3)2溶液與過(guò)量NaOH溶液反應(yīng)可得到Ca(OH)2。()(6)(四川高考)硅膠可作袋裝食品的干燥劑。()(7)(海南高考)Si和SiO2都用于制造光導(dǎo)纖維。()答案(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×(6)√(7)×解析純凈的SiO2透亮度高，是很好的光導(dǎo)材料，是用于制造光導(dǎo)纖維的緣由，(1)錯(cuò)誤；C的單質(zhì)還有C60、C70等多種同素異形體，(3)錯(cuò)誤；依據(jù)“以少定多”的原則，Ca(HCO3)2溶液與過(guò)量NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca(HCO3)2＋2NaOH=CaCO3↓＋2H2O＋Na2CO3，(5)錯(cuò)誤；Si不能用于制造光導(dǎo)纖維，(7)錯(cuò)誤。12．(2024·全國(guó)卷Ⅰ)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)有著親密的關(guān)系。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．“雨過(guò)天晴云破處”所描述的瓷器青色，來(lái)自氧化鐵B．著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)答案A解析氧化鐵的顏色為紅棕色，不是青色，A錯(cuò)誤。13．(2024·四川高考)依據(jù)下列試驗(yàn)操作和現(xiàn)象得出的結(jié)論正確的是()選項(xiàng)試驗(yàn)操作現(xiàn)象結(jié)論A將某溶液與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水石灰水變渾濁該溶液中肯定含有COeq\o\al(2－,3)B常溫下，將鐵片浸入足量濃硫酸中鐵片不溶解常溫下，鐵與濃硫酸肯定沒(méi)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)C向某食鹽溶液中滴加淀粉溶液溶液顏色不變?cè)撌雏}中肯定沒(méi)有添加KIO3D向苯酚鈉溶液中滴加乙酸溶液溶液變渾濁相同條件下，乙酸的酸性肯定比苯酚強(qiáng)答案D解析氣體通入澄清石灰水，石灰水變渾濁，該氣體可能是CO2或SO2，則原溶液中可能含有COeq\o\al(2－,3)或HCOeq\o\al(－,3)或SOeq\o\al(2－,3)或HSOeq\o\al(－,3)，A錯(cuò)誤；常溫下，鐵片遇濃硫酸發(fā)生鈍化，是化學(xué)改變，B錯(cuò)誤；淀粉溶液遇碘單質(zhì)變藍(lán)，而遇KIO3不變藍(lán)，則溶液不變色，只能證明該食鹽中不含碘單質(zhì)，不能證明該食鹽中肯定沒(méi)有添加KIO3，C錯(cuò)誤；溶液變渾濁說(shuō)明有苯酚生成，可證明酸性：乙酸>苯酚，D正確。[題組三模擬小題]14．(2024·福建廈門(mén)適應(yīng)性考試)《天工開(kāi)物》記載：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，擇取無(wú)沙粘土而為之”，“凡坯既成，干燥之后，則積累窯中燃薪舉火”，“澆水轉(zhuǎn)泑(古同“釉”，主要為青色)，與造磚同法”。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．粘土是制磚瓦和水泥的主要原料B．“燃薪舉火”使粘土發(fā)生困難的物理化學(xué)改變C．沙子的主要成分為硅酸鹽D．泥坯燒制后自然冷卻成紅瓦，澆水冷卻成青瓦答案C解析“擇取無(wú)沙粘土而為之”可知，粘土是制磚瓦的主要原料，也是制水泥的主要原料，A說(shuō)法正確；“燃薪舉火”是供應(yīng)高溫的環(huán)境，使粘土發(fā)生困難的物理化學(xué)改變，B說(shuō)法正確；沙子的主要成分為二氧化硅，C說(shuō)法錯(cuò)誤；粘土中有肯定量的Fe元素，泥坯燒制后自然冷卻成紅瓦(含氧化鐵)，澆水冷卻時(shí)C與水反應(yīng)得到CO和H2，將三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵，形成青瓦，D說(shuō)法正確。15．(2024·湖南永州高三模擬)化學(xué)與科技、生活親密相關(guān)。下列敘述中正確的是()A．泰國(guó)銀飾和土耳其彩瓷是“一帶一路”沿線(xiàn)國(guó)家的特色產(chǎn)品，其主要成分均為金屬材料B．從石墨中剝離出的石墨烯薄片能導(dǎo)電，因此是電解質(zhì)C．中國(guó)天眼FAST用到的高性能碳化硅是一種新型的有機(jī)高分子材料D．國(guó)產(chǎn)大客機(jī)大規(guī)模運(yùn)用先進(jìn)的材料鋁鋰合金，該合金密度小，強(qiáng)度高答案D解析泰國(guó)銀飾屬于金屬材料，土耳其彩瓷主要成分是硅酸鹽，故A錯(cuò)誤；石墨烯是單質(zhì)，不屬于電解質(zhì)，故B錯(cuò)誤；中國(guó)天眼FAST用到的碳化硅是一種新型的無(wú)機(jī)非金屬材料，故C錯(cuò)誤；鋁、鋰的密度較小，且其合金的強(qiáng)度較大，而客機(jī)的材料具有密度小，強(qiáng)度高的特點(diǎn)，故D正確。16．(2024·江西八校聯(lián)考)近年來(lái)美國(guó)探討人員合成了光伏電池新型硅材料——Si24。下列相關(guān)說(shuō)法正確的是()A．Si24是一種新型化合物B．Si24是硅的一種同素異形體C．Si24易與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣D．硅太陽(yáng)能電池供電原理與原電池相同答案B解析Si24是由一種元素組成的單質(zhì)，不是化合物，A錯(cuò)誤；Si24是硅元素形成的一種單質(zhì)，所以Si24是硅的一種同素異形體，B正確；Si24不與稀硫酸反應(yīng)，C錯(cuò)誤；硅太陽(yáng)能電池是用半導(dǎo)體原理將光能轉(zhuǎn)化為電能，是物理改變，而原電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故D錯(cuò)誤。[題組一基礎(chǔ)大題]17．指出下列反應(yīng)中SiO2所表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)或作用，在A～D選項(xiàng)中選擇正確答案填入括號(hào)內(nèi)。①SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O()②SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up17(高溫))Na2SiO3＋CO2↑()③SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO↑()④SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O()A．作為玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蝕B．弱氧化性C．酸性氧化物的通性D．將揮發(fā)性的酸酐從其鹽中置換出來(lái)答案①C②D③B④A解析A用來(lái)雕刻玻璃，應(yīng)有氫氟酸(HF)參加反應(yīng)；B中弱氧化性是指反應(yīng)物SiO2中Si得電子，化合價(jià)降低；C中酸性氧化物的通性是指SiO2與堿的反應(yīng)；D中對(duì)應(yīng)的揮發(fā)性酸酐是CO2。18．A、B、C、D、E代表單質(zhì)或化合物，它們之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系如圖所示。A為地殼中含量?jī)H次于氧的非金屬元素的單質(zhì)，其晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相像。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)單質(zhì)A的原子結(jié)構(gòu)示意圖為_(kāi)_______，它的最高化合價(jià)為_(kāi)_______。(2)B的化學(xué)式為_(kāi)_______，B的晶體類(lèi)型為_(kāi)_______，B和碳反應(yīng)生成A和E的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________。(3)C的化學(xué)式為_(kāi)_______________，D的化學(xué)式為_(kāi)_________________。答案(1)＋4(2)SiO2原子晶體SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO↑(3)CaSiO3Na2SiO3解析硅是地殼中含量?jī)H次于氧的非金屬元素，即A為硅，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為，其最高化合價(jià)為＋4價(jià)；依據(jù)題給框圖可推斷出B為SiO2，C為CaSiO3，D為Na2SiO3，E為CO；其中SiO2為原子晶體，高溫下與碳反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO↑。[題組二高考大題]19．(2024·全國(guó)卷Ⅱ)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2，并含有肯定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。試驗(yàn)室測(cè)定水泥樣品中鈣含量的過(guò)程如圖所示：回答下列問(wèn)題：(1)在分解水泥樣品過(guò)程中，以鹽酸為溶劑，氯化銨為助溶劑，還需加入幾滴硝酸。加入硝酸的目的是____________________________，還可運(yùn)用________代替硝酸。(2)沉淀A的主要成分是________，其不溶于強(qiáng)酸但可與一種弱酸反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________________________________________________。(3)加氨水過(guò)程中加熱的目的是_____________________________________。沉淀B的主要成分為_(kāi)___________、____________(寫(xiě)化學(xué)式)。(4)草酸鈣沉淀經(jīng)稀H2SO4處理后，用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，通過(guò)測(cè)定草酸的量可間接獲知鈣的含量，滴定反應(yīng)為MnOeq\o\al(－,4)＋H＋＋H2C2O4→Mn2＋＋CO2＋H2O。試驗(yàn)中稱(chēng)取0.400g水泥樣品，滴定時(shí)消耗了0.0500mol·L－1的KMnO4溶液36.00mL，則該水泥樣品中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______。答案(1)將樣品中可能存在的Fe2＋氧化為Fe3＋H2O2(2)SiO2(或H2SiO3)SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O(或H2SiO3＋4HF=SiF4↑＋3H2O)(3)防止膠體生成，易沉淀分別Al(OH)3Fe(OH)3(4)45.0%解析(1)由題意知，水泥樣品中含有鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物，后面操作加入氨水調(diào)整pH＝4～5，目的是除去Al元素和Fe元素，而在此pH范圍內(nèi)，F(xiàn)e元素只有轉(zhuǎn)化為Fe3＋才能完全生成沉淀，因此加入硝酸的目的是將樣品中可能存在的Fe2＋氧化為Fe3＋；還可以運(yùn)用雙氧水等其他氧化劑代替硝酸。(2)水泥樣品中的SiO2、CaO及鐵、鋁、鎂等金屬的氧化物，只有SiO2(或反應(yīng)生成的H2SiO3)不溶于鹽酸，所以沉淀A的主要成分是SiO2(或H2SiO3)。SiO2(或H2SiO3)不與強(qiáng)酸反應(yīng)，但可溶于氫氟酸中，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O(或H2SiO3＋4HF=SiF4↑＋3H2O)。(3)鹽類(lèi)水解是吸熱反應(yīng)，上升溫度，可防止生成膠體，同時(shí)使溶液中的Al3＋、Fe3＋水解程度增大而生成沉淀易于除去，加熱的同時(shí)還可以加快反應(yīng)速率；生成的沉淀主要為Al(OH)3、Fe(OH)3。(4)KMnO4與H2C2O4反應(yīng)時(shí)，Mn由＋7價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，每個(gè)Mn得到5個(gè)電子，即每個(gè)KMnO4得到5個(gè)電子，C由＋3價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，每個(gè)C失去1個(gè)電子，即每個(gè)H2C2O4失去2個(gè)電子，由得失電子守恒可知，KMnO4與H2C2O4反應(yīng)的物質(zhì)的量關(guān)系式為2KMnO4～5H2C2O4。由題意知，消耗KMnO4的物質(zhì)的量為0.0500mol/L×0.036L＝0.0018mol，因此H2C2O4的物質(zhì)的量為0.0018mol×eq\f(5,2)＝0.0045mol。H2C2O4～CaC2O4，故CaC2O4的物質(zhì)的量為0.0045mol，Ca的質(zhì)量為0.0045mol×40g/mol＝0.18g，即水泥樣品中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝eq\f(0.18g,0.400g)×100%＝45.0%。[題組三模擬大題]20．(2024·安徽質(zhì)檢)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(guò)量H2在1100℃反應(yīng)制得純硅，已知SiHCl3能與H2O猛烈反應(yīng)，在空氣中易自燃。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)第①步制備粗硅的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________________________________。(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采納的方法為_(kāi)_________。(3)用SiHCl3與過(guò)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中的燒瓶須要加熱，其目的是____________________________________________________________________。②反應(yīng)一段時(shí)間后，裝置D中視察到的現(xiàn)象是____________________，裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________。③為保證制備純硅試驗(yàn)的勝利，操作的關(guān)鍵是檢查試驗(yàn)裝置的氣密性，限制好反應(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(填寫(xiě)字母代號(hào))是________。a．碘水b．氯水c．NaOH溶液d．KSCN溶液e．Na2SO3溶液答案(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汽化②有灰黑色固體物質(zhì)生成SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up17(1100℃))Si＋3HCl③先通一段時(shí)間氫氣，排盡裝置中的空氣④bd解析(1)高溫下，SiO2和C反應(yīng)生成Si和CO，化學(xué)方程式為SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO↑。(2)這幾種物質(zhì)沸點(diǎn)不同，所以可以采納蒸餾的方法分別。(3)①為防止SiHCl3與H2O猛烈反應(yīng)，須要干燥劑干燥氫氣，濃硫酸具有吸水性且不和氫氣反應(yīng)，所以可以用作干燥劑；上升溫度能使SiHCl3汽化，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(1100℃))Si＋3HCl，Si為固態(tài)，所以看到的現(xiàn)象是有灰黑色固體物質(zhì)生成。③氫氣是可燃性氣體，當(dāng)氫氣達(dá)到肯定濃度時(shí)易發(fā)生爆炸，為防止平安事故的發(fā)生，所以先通氫氣，將裝置中的空氣排盡后才能對(duì)D裝置加熱。④向溶液中加入強(qiáng)氧化劑，然后加入KSCN溶液檢驗(yàn)鐵離子，這幾種物質(zhì)中氯水具有強(qiáng)氧化性，可以將Fe2＋氧化為Fe3＋。21．(2024·湖北調(diào)研)硅是帶來(lái)人類(lèi)文明的重要元素之一，從傳統(tǒng)材料到信息材料的發(fā)展過(guò)程中創(chuàng)建了一個(gè)又一個(gè)奇跡。(1)新型陶瓷Si3N4的熔點(diǎn)高、硬度大、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。工業(yè)上可以采納化學(xué)氣相沉積法制Si3N4，在H2的愛(ài)護(hù)下，使SiCl4與N2反應(yīng)生成的Si3N4沉積在石墨表面，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________________________。(2)工業(yè)上可以通過(guò)如圖所示的流程制取純硅：①整個(gè)制備過(guò)程必需嚴(yán)格限制無(wú)水無(wú)氧。SiHCl3遇水猛烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________________。②假設(shè)每一輪次制備1mol純硅，且生產(chǎn)過(guò)程中硅元素沒(méi)有損失，反應(yīng)Ⅰ中HCl的利用率為90%，反應(yīng)Ⅱ中H2的利用率為93.75%。則在其次輪次的生產(chǎn)中，補(bǔ)充投入HCl和H2的物質(zhì)的量之比是________(最簡(jiǎn)整數(shù)比)。答案(1)3SiCl4＋2N2＋6H2=Si3N4＋12HCl(2)①SiHCl3＋3H2O=H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑②5∶1解析(1)依據(jù)原子守恒可寫(xiě)出化學(xué)方程式3SiCl4＋2N2＋6H2=Si3N4＋12HCl。(2)①SiHCl3遇水猛烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和H2：SiHCl3＋3H2O=H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑；②由題中條件可知，Si(粗)＋3HCleq\o(=,\s\up17(553～573K))SiHCl3＋H21mol3mol1mol1molSiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up17(1373～1453K))Si(純)＋3HCl1mol1mol3mol由以上數(shù)據(jù)可知，循環(huán)生產(chǎn)中只能產(chǎn)生3mol