高考化學(xué)高分培養(yǎng)計劃一輪全國創(chuàng)新版高分講義第13講　碳硅及其重要化合物

第四章非金屬元素及其重要化合物考綱解讀1.了解常見非金屬元素單質(zhì)及其重要化合物的制備方法，掌握其主要性質(zhì)及其應(yīng)用。2.了解常見非金屬元素單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境的影響。第13講碳、硅及其重要化合物一、碳、硅單質(zhì)的物理性質(zhì)與用途1．碳、硅單質(zhì)的存在形式2．碳、硅的物理性質(zhì)和用途(用短線連接起來)：①－c②－a③－e④－b⑤－d①碳單質(zhì)的結(jié)構(gòu)不同導(dǎo)致物理性質(zhì)不同，但化學(xué)性質(zhì)相似。②同素異形體之間的轉(zhuǎn)化是化學(xué)變化，但不是氧化還原反應(yīng)。二、碳、硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)——還原性硅、碳的最外層都是4個電子，位于元素周期表的第ⅣA族，不容易失也不容易得電子，通?；瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，但在一定條件下也能與許多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，一般表現(xiàn)為還原性。1．碳的性質(zhì)碳有重要的用途，除了在氧氣中燃燒利用其熱能外，還能用于金屬冶煉(如銅)、制取粗硅、生產(chǎn)水煤氣等，完成下列化學(xué)方程式。①CO2＋Ceq\o(=,\s\up17(高溫))2CO；②C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up17(高溫))CO＋H2。2．硅的化學(xué)性質(zhì)硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，在常溫下只能與氟氣、氫氟酸、NaOH溶液反應(yīng)，不能與H2、O2、Cl2、濃硫酸、濃硝酸反應(yīng)，但加熱時能與O2、Cl2反應(yīng)。完成下列化學(xué)方程式：①Si＋2Cl2eq\o(=,\s\up17(△))SiCl4；②Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑；③Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑。3．硅的工業(yè)制法用焦炭和二氧化硅在電爐中反應(yīng)得到粗硅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO。工業(yè)上常用焦炭在電爐中還原SiO2得到粗硅，但反應(yīng)需隔絕空氣(或O2)，生成的是CO而不是CO2。三、二氧化硅1．物理性質(zhì)硬度大，熔、沸點高，常溫下為固體，不溶于水。2．化學(xué)性質(zhì)(1)與酸反應(yīng)只與氫氟酸反應(yīng)：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。(2)與堿(NaOH)反應(yīng)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O(盛堿液的試劑瓶用橡膠塞)。(3)與鹽反應(yīng)：如與Na2CO3反應(yīng)：Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高溫))Na2SiO3＋CO2↑。(4)與堿性氧化物反應(yīng)：如與CaO反應(yīng)：CaO＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高溫))CaSiO3。3．用途光導(dǎo)纖維、光學(xué)儀器、電子部件。

四、硅酸五、硅酸鹽1．硅酸鹽是由硅、氧和金屬元素組成的化合物的總稱，是構(gòu)成地殼巖石的重要成分。2．硅酸鹽組成的表示方法通過用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示硅酸鹽的組成，如硅酸鈉(Na2SiO3)可表示為Na2O·SiO2，長石(KAlSi3O8)可表示為K2O·Al2O3·6SiO2。3．硅酸鈉(1)白色、可溶于水的粉末狀固體，其水溶液俗稱水玻璃有黏性，水溶液顯堿性。(2)與酸性較硅酸強的酸反應(yīng)與CO2水溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：Na2SiO3＋H2O＋CO2=Na2CO3＋H2SiO3↓。(3)用途：黏合劑(礦物膠)，耐火阻燃材料。六、無機非金屬材料1．傳統(tǒng)無機非金屬材料(1)三種硅酸鹽工業(yè)生產(chǎn)的比較(2)主要用途：陶瓷、玻璃、水泥是重要建筑材料，也廣泛應(yīng)用于生活中。2．新型無機非金屬材料(1)高溫結(jié)構(gòu)陶瓷：如氮化硅陶瓷具有較高的硬度和耐磨性、較強的抗化學(xué)侵蝕性和電絕緣性等。(2)生物陶瓷：對機體無排異反應(yīng)，不會引起代謝作用異常。(3)壓電陶瓷：具有壓電效應(yīng)。1．正誤判斷，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”。(1)碳有多種同素異形體，而氧不存在同素異形體。()(2)單質(zhì)硅常用作半導(dǎo)體材料和光導(dǎo)纖維。()(3)硅在自然界中只以化合態(tài)的形式存在。()(4)單質(zhì)硅是將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿某Ｓ貌牧稀?)(5)pH＝2的溶液中可能大量存在Na＋、NHeq\o\al(＋,4)、SiOeq\o\al(2－,3)。()(6)向Na2SiO3溶液中滴加稀鹽酸的離子方程式：Na2SiO3＋2H＋=H2SiO3↓＋2Na＋。()答案(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×(6)×2．下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的說法正確的是()①水玻璃既不易燃燒也不受腐蝕②水泥、玻璃、沙子都是硅酸鹽制品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．①②B．②③C．①④D．③④答案C解析水玻璃是Na2SiO3的水溶液，可用作防火劑和防腐劑，①正確；沙子不屬于硅酸鹽制品，②不正確；光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2，③不正確?？键c1碳、硅單質(zhì)及其氧化物典例1(2017·青島高三模擬)二氧化硅廣泛存在于自然界中，在日常生活、生產(chǎn)、科研及新型材料等方面有著重要的用途。a～e是對①～⑤反應(yīng)中SiO2所表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)或作用進行判斷，其中正確的是()①SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O②SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO↑③SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O④Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高溫))Na2SiO3＋CO2↑⑤SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up17(高溫))SiC＋2CO↑a．反應(yīng)①中SiO2作為玻璃的成分被消耗，用于刻蝕玻璃b．反應(yīng)②中SiO2表現(xiàn)出氧化性c．反應(yīng)③中SiO2表現(xiàn)了酸性氧化物的通性d．反應(yīng)④符合用難揮發(fā)性的酸酐制取易揮發(fā)性酸酐的原理e．反應(yīng)⑤中SiO2未參加氧化還原反應(yīng)A．a(chǎn)ceB．bdeC．cdeD．a(chǎn)b解析通常用氫氟酸來刻蝕玻璃，與之對應(yīng)的反應(yīng)是③，因此a、c判斷錯誤；反應(yīng)②是一個置換反應(yīng)，其中二氧化硅被還原，表現(xiàn)出氧化性，b判斷正確；反應(yīng)④是一個復(fù)分解反應(yīng)，用難揮發(fā)的二氧化硅制取易揮發(fā)的二氧化碳，d判斷正確；反應(yīng)⑤中碳的化合價由0變?yōu)椋?和＋2，硅的化合價和氧的化合價都沒有改變，因此二氧化硅沒有參加氧化還原反應(yīng)，e判斷也正確。答案B名師精講熟記硅及其化合物的特殊性質(zhì)1．下列有關(guān)說法中錯誤的是()A．氫氟酸不能盛放在玻璃試劑瓶中B．單晶硅可將太陽能轉(zhuǎn)化為電能但不能將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能C．灼燒NaOH固體時不能使用瓷坩堝，因坩堝中的SiO2能與NaOH反應(yīng)D．由沙子制備光伏材料的反應(yīng)之一為SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO↑答案B解析氫氟酸能與玻璃中的SiO2反應(yīng)，A正確；單晶硅也可將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，B錯誤；高溫下NaOH能與瓷坩堝中的SiO2反應(yīng)，C正確；沙子的主要成分是SiO2，與碳反應(yīng)時得到的是CO，D正確。2．半導(dǎo)體工業(yè)中，有一句行話：“從沙灘到用戶”，即由SiO2制取Si。制取過程中不涉及的化學(xué)反應(yīng)是()A．2C＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋2CO↑B．SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2OC．Si＋2Cl2eq\o(=,\s\up17(△))SiCl4D．SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up17(高溫))Si＋4HCl答案B解析工業(yè)制取純硅的工藝流程為：SiO2eq\o(→,\s\up17(C))粗硅eq\o(→,\s\up17(Cl2))SiCl4eq\o(→,\s\up17(H2))純硅，該工藝流程中不涉及SiO2與NaOH溶液的反應(yīng)?？键c2硅酸硅酸鹽典例2下列有關(guān)硅及硅酸鹽材料的說法正確的是()A．硅酸鈉屬于鹽，不屬于堿，所以硅酸鈉可以保存在磨口玻璃塞試劑瓶中B．反應(yīng)①Na2SiO3＋H2O＋CO2=Na2CO3＋H2SiO3↓，反應(yīng)②Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高溫))Na2SiO3＋CO2↑，兩反應(yīng)是相互矛盾的，不可能都能發(fā)生C．普通玻璃、石英玻璃，水泥等均屬于硅酸鹽材料D．祖母綠的主要成分為Be3Al2Si6O18，用氧化物形式表示為3BeO·Al2O3·6SiO2解析A項，硅酸鈉本身是一種黏合劑，易造成磨口玻璃塞與瓶口黏結(jié)；B項，兩反應(yīng)條件不同，反應(yīng)①是在溶液中進行，強酸可以制弱酸，而高溫條件下，CO2是氣體，逸出反應(yīng)體系，能促使反應(yīng)發(fā)生；C項，石英玻璃的成分為SiO2，SiO2是氧化物不是鹽；D項正確。答案D名師精講1．硅及其化合物的特殊性(1)無機酸一般易溶于水，而H2SiO3卻難溶于水。(2)因H2CO3的酸性強于H2SiO3，所以在Na2SiO3溶液中通入CO2能發(fā)生下列反應(yīng)：Na2SiO3＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3，但在高溫下Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高溫))Na2SiO3＋CO2↑也能發(fā)生。(3)Na2SiO3的水溶液俗稱水玻璃，是一種黏合劑，是制備硅膠和木材防火劑的原料，與玻璃的成分不相同；水玻璃又稱為泡花堿，但它卻是鹽溶液(存放的試劑瓶不能用玻璃塞)，而不是堿溶液。(4)不要混淆二氧化硅和硅的用途用于制作光導(dǎo)纖維的是SiO2，用于制作半導(dǎo)體材料、計算機芯片的是晶體硅。(5)熟悉幾種常見飾品的主要成分水晶、石英、瑪瑙的主要成分是SiO2；珍珠的主要成分是CaCO3；鉆石是金剛石，主要成分是C；紅寶石的主要成分是Al2O3。2．硅酸鹽改寫成氧化物形式的方法(1)氧化物形式只表示硅酸鹽的組成而不表示其結(jié)構(gòu)，且不可認為硅酸鹽是由氧化物混合而成的。(2)氧化物的書寫順序：活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水，不同氧化物間以“·”隔開。(3)各元素的化合價保持不變，且滿足化合價代數(shù)和為零，各元素原子個數(shù)比符合原來的組成。(4)當計量數(shù)配置出現(xiàn)分數(shù)時應(yīng)化為整數(shù)。如長石：KAlSi3O8不能寫成eq\f(1,2)K2O·eq\f(1,2)Al2O3·3SiO2，應(yīng)寫成K2O·Al2O3·6SiO2。3．如圖所示是利用二氧化硅制備硅及其化合物的流程，下列說法正確的是()A．SiO2屬于兩性氧化物B．盛放Na2CO3溶液的試劑瓶用玻璃塞C．硅膠吸水后可重復(fù)再生D．圖中所示的轉(zhuǎn)化都是氧化還原反應(yīng)答案C解析SiO2是酸性氧化物，A錯誤；Na2CO3溶液呈堿性，能與玻璃的主要成分SiO2反應(yīng)，生成具有粘性的硅酸鈉，導(dǎo)致試劑瓶不易打開，故盛放Na2CO3溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，B錯誤；題圖中有的轉(zhuǎn)化不是氧化還原反應(yīng)，如SiO2與NaOH溶液的反應(yīng)，D錯誤。(建議用時：40分鐘)一、選擇題(每題6分，共54分)1．某短周期非金屬元素的原子核外最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的一半，該元素()A．在自然界中只以化合態(tài)的形式存在B．單質(zhì)常用作半導(dǎo)體材料和光導(dǎo)纖維C．最高價氧化物不與酸反應(yīng)D．氣態(tài)氫化物比甲烷穩(wěn)定答案A解析由已知信息可知該非金屬元素為硅。硅強烈親氧，在自然界以氧化物或復(fù)雜硅酸鹽形式存在，不存在單質(zhì)硅，A正確；硅單質(zhì)能用作半導(dǎo)體材料而不能用作光導(dǎo)纖維，制造光導(dǎo)纖維是用二氧化硅，B錯誤；SiO2能與氫氟酸反應(yīng)：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O，C錯誤；非金屬性：C>Si，故SiH4的穩(wěn)定性弱于甲烷，D錯誤。2．硅是構(gòu)成無機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誤的是()A．氮化硅陶瓷是一種新型無機非金屬材料，其化學(xué)式為Si3N4B．碳化硅(SiC)的硬度大，熔點高，可用于制作高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和軸承C．光導(dǎo)纖維是一種新型無機非金屬材料，其主要成分為SiO2D．硅酸鹽Na2Fe2Si3O10用氧化物的形式表示為Na2O·2FeO·3SiO2答案D解析正確的表示應(yīng)該為Na2O·Fe2O3·3SiO2，故D錯誤。3．(2017·甘肅天水一中模擬)下列說法正確的是()A．單質(zhì)eq\o(→,\s\up17(＋O2))氧化物eq\o(→,\s\up17(＋H2O))酸或堿eq\o(→,\s\up17(＋NaOH或HCl))鹽，碳或硅單質(zhì)可以按上述關(guān)系進行轉(zhuǎn)化B．若a、b、c分別為Si、SiO2、H2SiO3，則可以通過一步反應(yīng)實現(xiàn)轉(zhuǎn)化：bc→aC．太陽能電池板中的硅在元素周期表中處于金屬元素與非金屬元素的交界位置D．單質(zhì)硅常用于制造光導(dǎo)纖維答案C解析A項，SiO2不與H2O反應(yīng)；B項，b→c，c→a均不能通過一步反應(yīng)實現(xiàn)轉(zhuǎn)化；D項，用于制造光導(dǎo)纖維的是SiO2，而非單質(zhì)硅。4．下列關(guān)于C、Si兩種元素的說法正確的是()A．兩者結(jié)合形成的化合物是共價化合物B．在自然界中都能以游離態(tài)存在C．氫化物的熱穩(wěn)定性比較：CH4<SiH4D．最高價氧化物都能與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸答案A解析C、Si都是非金屬元素，結(jié)合形成的化合物是共價化合物，A正確；Si元素為親氧元素，不能以游離態(tài)存在，故B錯；非金屬性C>Si，故氫化物的熱穩(wěn)定性SiH4<CH4，故C錯；SiO2既不溶于水，也不和水反應(yīng)，故D錯。5．(2017·安徽合肥聯(lián)考)近幾年我國載人飛船多次升空，顯示出我國航天技術(shù)已進入世界一流，飛船應(yīng)用了許多尖端的合成材料。據(jù)報道我國科學(xué)家近年來研制出一種新型“連續(xù)纖維增韌”航空材料，其主要成分是由碳化硅陶瓷和碳纖維復(fù)合而成的。下列相關(guān)敘述不正確的是()A．它耐高溫抗氧化B．它比鋼鐵輕，強度大，但質(zhì)地較脆C．它沒有固定熔點D．它是一種新型無機非金屬材料答案B解析航空材料具有質(zhì)輕、強度高、耐高溫、抗氧化等性能，又由題中信息可知，該材料具有一定的韌性，故B錯，A正確；復(fù)合材料屬于混合物，沒有固定的熔點，碳化硅高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和碳纖維復(fù)合而成的材料屬于新型無機非金屬材料，C、D正確。6．下列離子方程式不正確的是()A．石英與燒堿反應(yīng)：SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2OB．硅與燒堿反應(yīng)：Si＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2↑C．硅酸鈉溶液中通入少量CO2：SiOeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2O=COeq\o\al(2－,3)＋H2SiO3↓D．往水玻璃中加入鹽酸：2H＋＋SiOeq\o\al(2－,3)=H2SiO3↓答案B解析硅與燒堿溶液反應(yīng)時，H2O參與反應(yīng)，Si＋2OH－＋H2O=SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2↑。7．和田玉是一種具有鏈狀結(jié)構(gòu)的含水鈣鎂硅酸鹽，某種和田玉的化學(xué)成分為Ca2Mg3Fe2(Si4O11)2(OH)2，下列有關(guān)敘述正確的是()A．其化學(xué)式改寫為氧化物的形式為2CaO·3MgO·Fe2O3·8SiO2·H2OB．它能夠抵抗任何酸堿的腐蝕C．其中鐵元素的化合價為＋3D．其中鐵元素的化合價為＋2答案D解析假設(shè)和田玉中鐵元素的化合價為＋x，根據(jù)化合物中各元素的化合價代數(shù)和為零，可得：(＋2)×2＋(＋2)×3＋(＋x)×2＋(＋4)×8＋(－2)×22＋(－1)×2＝0，即x＝2，所以其化學(xué)式改寫為氧化物的形式為2CaO·3MgO·2FeO·8SiO2·H2O；硅酸鹽一般耐酸堿的腐蝕，但不是所有的酸堿都不能腐蝕它，如氫氟酸可以和其中的硅元素反應(yīng)生成SiF4氣體，濃硝酸可以將其中所含的Fe2＋氧化成Fe3＋。8．用四種溶液進行實驗，下表中“操作及現(xiàn)象”與“溶液”對應(yīng)關(guān)系錯誤的是()答案B解析由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度，Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3↓，因而會析出NaHCO3晶體，A項正確；B項，CO2＋Na2SiO3＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓，CO2＋Na2CO3＋H2O=2NaHCO3，H2SiO3與CO2不反應(yīng)，渾濁不會消失；C項，CO2＋Ca(ClO)2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO，溶液變渾濁后加入品紅溶液，被HClO氧化褪色；D項，首先CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O，繼續(xù)通CO2，生成可溶于水的Ca(HCO3)2，再加入足量的NaOH，則：2NaOH＋Ca(HCO3)2=CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，溶液又變渾濁。9．對于反應(yīng)3C＋SiO2eq\o(=,\s\up17(高溫))SiC＋2CO↑，下列說法正確的是()A．SiC是氧化產(chǎn)物B．還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為1∶2C．若生成4.48LCO，則轉(zhuǎn)移0.4mol電子D．該反應(yīng)中C既是氧化劑又是還原劑答案D解析SiC中碳元素化合價是－4價，SiC是還原產(chǎn)物，A項錯誤；該反應(yīng)中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為2∶1，B項錯誤；沒有說明是否為標準狀況，C項錯誤；碳元素化合價既有升高又有降低，所以C既是氧化劑又是還原劑，D項正確。二、非選擇題(共46分)10．(2017·四川成都調(diào)研)(12分)晶體硅是信息科學(xué)和能源科學(xué)中的一種重要材料，可用于制芯片和太陽能電池等。以下是工業(yè)上制取純硅的一種方法。請回答下列問題(各元素用相應(yīng)的元素符號表示)：(1)在上述生產(chǎn)過程中，屬于置換反應(yīng)的有________(填反應(yīng)代號)。(2)寫出反應(yīng)③的化學(xué)方程式________。(3)化合物W的用途很廣，通常可用作建筑工業(yè)和造紙工業(yè)的黏合劑，可作肥皂的填充劑，是天然水的軟化劑。將石英砂和純堿按一定比例混合加熱至1373～1623K反應(yīng)，生成化合物W，其化學(xué)方程式是____________________________________。(4)A、B、C三種氣體在“節(jié)能減排”中作為減排目標的一種氣體是________(填化學(xué)式)；分別通入W溶液中能得到白色沉淀的氣體是________(填化學(xué)式)。答案(1)①②③(2)SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up17(1357K))Si＋3HCl(3)SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up17(1373～1623K))Na2SiO3＋CO2↑(4)CO2CO2和HCl解析反應(yīng)①為石英砂和焦炭生成粗硅和一氧化碳的反應(yīng)：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(3273K))Si＋2CO↑，屬于置換反應(yīng)；反應(yīng)②是Si＋3HCleq\o(=,\s\up17(523～527K))SiHCl3＋H2，屬于置換反應(yīng)；反應(yīng)③是SiHCl3＋H2eq\o(=,\s\up17(1357K))Si＋3HCl，屬于置換反應(yīng)；反應(yīng)④為特定條件下的反應(yīng)：CO＋H2Oeq\o(=,\s\up17(1073K),\s\do17(催化劑))H2＋CO2，不屬于置換反應(yīng)。A、B、C分別為CO、CO2、HCl，其中CO2是溫室氣體，是節(jié)能減排的目標氣體，CO2和HCl通入W(硅酸鈉)溶液中能夠生成白色沉淀(硅酸)。11．(16分)硅是帶來人類文明的重要元素之一，從傳統(tǒng)材料到信息材料的發(fā)展過程中創(chuàng)造了一個又一個奇跡。(1)新型陶瓷Si3N4的熔點高、硬度大、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。工業(yè)上可以采用化學(xué)氣相沉積法，在H2的保護下，使SiCl4與N2反應(yīng)生成的Si3N4沉積在石墨表面，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：________。(2)工業(yè)上可以通過如圖所示的流程制取純硅：①整個制備過程必須嚴格控制無水無氧。SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，寫出該反應(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)過程中硅元素沒有損失，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________。答案(1)3SiCl4＋2N2＋6H2=Si3N4＋12HCl(2)①SiHCl3＋3H2O=H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑②5∶1解析(2)②由題中條件可知，由以上數(shù)據(jù)，循環(huán)生產(chǎn)中只能產(chǎn)生3molHCl，但HCl的利用率為90%，因此需要增加eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,90%)－3))molHCl，循環(huán)生產(chǎn)中只產(chǎn)生1molH2，但H2的利用率為93.75%，因此需要增加eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,93.75%)－1))molH2，因此，補充投入HCl和H2的物質(zhì)的量之比是eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,90%)－3))∶eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,93.75%)－1))≈5∶1。12．(2017·福州質(zhì)檢)(18分)晶體硅是一種重要的非金屬材料。物質(zhì)熔點/℃SiHCl333.0SiCl457.6HCl－84模擬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1000～1100℃反應(yīng)制得純硅?？赡苡玫降男畔⑷缦拢阂阎猄iHCl3能與H2O強烈反應(yīng)，在空氣中易自燃；步驟②