1、1第 1节 无机非金属材料的主角硅一、选择题1下列叙述中正确的是( )。A因为 Na2CO3SiO 2 Na2SiO3CO 2，所以硅酸的酸性比碳酸强= = = = =高 温 B碳和硅都是A 族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似C二氧化硅既溶于氢氧化钠溶液又溶于氢氟酸，所以二氧化硅是两性氧化物D二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反应生成硅酸2(2018 年安徽亳州二中月考)硅及其化合物的应用范围很广，下列说法正确的是( )。A粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应B硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料C反应：Si2NaOHH 2O=Na2SiO32H 2中，Si 为还原剂
2、，NaOH 和 H2O为氧化剂D硅能与氢氟酸反应，则硅可以与盐酸反应3(2018 届山西朔州一中月考)四氯化硅还原法是当前制备较高纯度硅的一种方法，有关反应的化学方程式为 SiCl4(g)2H 2(g) Si(s)4HCl(g)。下列说法合= = = = =高 温 理的是( )。A光导纤维的主要成分是硅单质B减小压强有利于加快化学反应速率C高温下，氢气的还原性强于硅D混入少量空气对上述反应无影响4由二氧化硅制高纯硅的流程如下，下列判断中错误的是( )。A均属于氧化还原反应BH 2和 HCl均可循环利用CSiO 2是一种坚硬难熔的固体DSiHCl 3的摩尔质量为 135.5 g5(2018 届湖
3、北荆州中学摸底)由 Al2O3、MgO、SiO 2、Fe 2O3组成的混合粉末。现取一2份该混合粉末试样进行实验，首先将其溶于过量的盐酸，过滤后，得到沉淀 X和滤液 Y。下列叙述正确的是( )。A该混合粉末从组成看，其成分皆是碱性氧化物B溶液 Y中的阳离子主要是 Mg2 、Al 3 、Fe 3C沉淀 X的成分是 SiO2D在溶液 Y中加入过量的氨水，过滤得到的沉淀的成分是 Fe(OH)3和 Mg(OH)26(2018 届天津一中月考)高纯度单晶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” 。这种材料可以按下列方法制备：SiO2 Si(粗) SiHCl3
4、 Si(纯) C 高 温 HCl 300 过 量 H2 1000 1100 下列说法正确的是( )。A步骤的化学方程式为 SiO2C SiCO 2= = = = =高 温 B步骤中每生成或反应 1 mol Si，转移 4 mol 电子C二氧化硅能与氢氟酸反应，也能与氢氧化钠溶液反应，属于两性氧化物DSiHCl 3(沸点 33.0 )中含有少量的 SiCl4(沸点 67.6 )，通过蒸馏(或分馏)可提纯 SiHCl37(2018 届宁夏石嘴山三中月考)下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是( )。硅是构成一些岩石和矿物的基本元素水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品高纯度的硅单质是良好的半导体材料陶
5、瓷是人类应用很早的硅酸盐材料水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂二氧化硅是一种原子晶体，用作光纤以及电脑芯片A BC D二、非选择题8某矿石含碳酸镁和石英，制备高纯硅和硅胶的工艺流程如下：(1)“硅胶”常用作_，也可以用作_的载体。A 的结构式为_。(2)制备粗硅的化学方程式为_。(3)操作为_，操作为_。(4)操作需要在氯化氢气流中加热脱水的原因是_。(5)溶液 G用 E酸化的化学方程式为_。9(2018 届江西吉安一中段考)下面是改良西门子法生产多晶硅的工艺流程。(1)用惰性电极电解饱和食盐水，写出常温下 X与 Z反应的化学方程式：_。(2)在合成 SiHCl3的过程中，还会有生成副产物 SiC
6、l4。已知两物质的沸点分别为357.6 和 31.8 ，则提纯 SiHCl3的方法是_。(3)SiHCl3提纯后用 H2还原：SiHCl 3(g)H 2(g) Si(s)3HCl(g)。不同温度及不同时，反应物 X的平衡转化率关系如图 1所示。nH2nSiHCl3图 1 图 2X 是_(填“H 2”或“SiHCl 3”)。上述反应的平衡常数 K(1150 )_ K(950 )(填“” “”或“”)。(4)SiH4(硅烷)法生产高纯多晶硅是非常优异的方法。用粗硅作原料，熔融盐电解法制取硅烷原理如图 2所示，电解时阳极的电极反应式为_。10(2018 届吉林长春十一中考前冲刺)由 Ca3(PO4)
7、2、SiO 2、焦炭等为原料生产硅胶(SiO2nH2O)、磷、磷酸及 CH3OH，下列工艺过程原料综合利用率高，废弃物少。(1)上述反应中，属于置换反应的是_选填：()、()、()、()、()。(2)高温下进行的反应()的化学方程式为_；固体废弃物 CaSiO3可用于_。(3)反应()需在隔绝氧气和无水条件下进行，其原因是_。(4)CH3OH可用作燃料电池的燃料，在强酸性介质中，负极的电极反应式为_。(5)指出()这一环节在工业生产上的意义：_。(6)写出由 PH 3PO4 有关化学方程式：_；_。第 1节 无机非金属材料的主角硅1D 解析：A 项的反应之所以能够发生，是因为生成的产物中有气体
8、放出，平衡正向移动，促使反应能够顺利进行，故不能通过此反应判断 H2CO3与 H2SiO3的酸性强弱，A 错误；CO 2和 SiO2的物理性质差异较大，B 错误；SiO 2与氢氟酸的反应不属于碱性氧化物与一般酸的反应，在此反应中 SiO2并没有表现出碱性氧化物的性质，C 错误。2B 解析：粗硅制备单晶硅，涉及硅的氧化和还原，会发生氧化还原反应，故 A错4误；硅是良好的半导体材料，常用于制造太阳能电池，将太阳能转换为电能，故 B正确；反应：Si2NaOHH 2O=Na2SiO32H 2中，Si 化合价升高为还原剂，H 2中 H全部来自于水，所以仅 H2O为氧化剂，故 C错误；硅与盐酸不反应，故
9、D错误。3C 解析：光导纤维的主要成分是二氧化硅，不是硅单质，故 A错误；该反应中有气体参加，则减小压强，化学反应速率减慢，故 B错误；还原剂的还原性强于还原产物，氢气是还原剂，硅是还原产物，故 C正确；硅能与氧气反应生成二氧化硅，且高温下H2、O 2混合易爆炸，所以混入少量空气对上述反应有影响，故 D错误。4D 解析：反应为 SiO22C Si2CO，反应为 Si(粗)3HCl= = = = =高 温 SiHCl3H 2，反应为 SiHCl3H 2 Si(纯)3HCl，三个= = = = =553 K 573 K = = = = =1380 K 反应中均有元素的化合价发生变化，均属于氧化还原
10、反应，故 A正确；由生产高纯硅的流程示意图可知，H 2和 HCl既是反应物，又是生成物，所以可重复利用，故 B正确；SiO 2是原子晶体，硬度大、熔点高，故 C正确；SiHCl 3的摩尔质量为 135.5 gmol1 ，故 D错误。5C 解析：Al 2O3属于两性氧化物，SiO 2属于酸性氧化物，故 A错误；盐酸过量，溶液中的阳离子应该还有 H ，故 B错误；SiO 2不溶于盐酸，因此过滤出的沉淀是 SiO2，故 C正确；向溶液中加氨水后生成 Fe(OH)3、Mg(OH) 2和 Al(OH)3三种沉淀，故 D错误。6D 解析：二氧化硅高温下与 C反应生成 CO气体，即步骤的化学方程式为SiO2
11、2C Si2CO，故 A错误；步骤中 Si的化合价降低 4，转移电子= = = = =高 温 数为 4 mol，步骤中生成 SiHCl3，化合价升高 2，步骤 中每生成 1 mol Si，转移 2 mol电子，故 B错误；SiO 2是酸性氧化物，故 C错误；沸点相差 30 以上的两种液体可以采用蒸馏的方法分离，故 D正确。7C 解析：几乎所有的岩石和矿物都含有硅酸盐或者二氧化硅，故正确；水泥、玻璃是硅酸盐产品，水晶的主要成分是二氧化硅，故错误；高纯度的硅单质是良好的半导体材料，故正确；陶瓷的主要原料是黏土，属于硅酸盐材料，故正确；水玻璃即为硅酸钠水溶液，具有黏性，工业上可以用于生产黏合剂，硅酸
12、钠溶液涂刷或浸入木材后，能渗入缝隙和孔隙中，固化的硅凝胶能堵塞毛细孔通道，提高材料的密度和强度，且硅凝胶具有很强的耐高温性质，因此可以有效地防火，故正确；电脑芯片的主要成分是硅，故错误。8(1)干燥剂 催化剂 O= =C=O(2)SiO22C Si(粗)2CO= = = = =高 温 (3)过滤 蒸发结晶或蒸发浓缩、冷却结晶(4)防止镁离子水解(5)Na2SiO32HCl= =2NaClH 2SiO39(1)Cl 22NaOH= =NaClNaClOH 2O(2)蒸馏(3)SiHCl 3 (4)Si4H 4e =SiH4解析：(1)根据流程图，X 为 NaOH，Y 和 Z为氢气和氯气，常温下
13、X与 Z反应的化学方程式为 Cl22NaOH= =NaCl NaClOH 2O。(2)利用沸点的不同提纯 SiHCl3，操作为蒸馏。(3)两种反应物，增加其中一种的物质的量，则另一种物质的转化率增大，横坐标表示氢气的量增多，所以纵坐标表示的转化率提高应为 SiHCl3。当 一定时，温度越nH2nSiHCl 3高，SiHCl 3的转化率越大，即反应进行的程度越大，则该反应的平衡常数随温度的升高而增大，即 K(1150 ) K(950 )。(4)此题类似于电解精炼铜的原理，用粗硅作为阳极，从图示知，H 移向阳极生成 SiH4，电极反应式为 Si4H 4e =SiH4。10(1)()、()(2)Ca
14、3(PO4)25C3SiO 2 3CaSiO32P5CO 生产水泥、砖瓦或作= = = = =高 温 5为建筑材料等(3)SiHCl3会水解，同时生成的 H2与 O2混合易发生爆炸(4)CH3OHH 2O6e =CO26H (5)原料的循环利用，节能减排(6)4P5O 2 2P2O5 P 2O53H 2O=2H3PO4= = = = =点 燃 解析：(3)R 为 Si，反应是 Si与 HCl发生反应得到 SiHCl3与氢气，由反应可知，SiHCl3会水解，且生成的氢气和氧气在一定范围内会发生爆炸，故需在隔绝氧气和无水条件下进行。(4)甲醇发生氧化反应，酸性条件下，甲醇在负极失电子生成二氧化碳与氢离子，电极反应式为 CH3OHH 2O6e =CO26H 。
