1、专题 12 硅、氯一、无机非金属材料的主角硅Si 和 SiO2常见的易错点1Si 的还原性大于 C，但 C 却能在高温下从 SiO2中还原出 Si：SiO 22C Si2CO。= = = = =高 温 2酸性氧化物一般能与水反应生成酸，但 SiO2不溶于水；酸性氧化物一般不与酸作用，但 SiO2能与 HF反应。3氢氟酸不能用玻璃容器盛放，NaOH 溶液能用玻璃试剂瓶，但不能用玻璃塞。4SiO 2不导电，是用作光导纤维的材料；Si 是半导体，是用作光电池的材料。【易错典例 1】下列说法中不正确的是（ ）A因 SiO2不溶于水，故 H2SiO3不是 SiO2对应的酸BCO 2通入水玻璃可以得到硅酸
2、沉淀CSiO 2熔点高、硬度大D氢氟酸能够雕刻玻璃，故不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸【答案】A【解析】H 2SiO3对应的酸性氧化物是 SiO2，但 SiO2不能直接与水反应生成 H2SiO3。硅酸及硅酸盐常见的易错点1硅酸盐大多难溶于水，常见可溶性硅酸盐硅酸钠，其水溶液称为水玻璃（又称泡花碱） ，但却是盐溶液。2H 2CO3的酸性大于 H2SiO3，所以有 Na2SiO3CO 2H 2O=H2SiO3Na 2CO3，但高温下 Na2CO3SiO 2Na2SiO3CO 2也能发生，原因可以从两方面解释：硅酸盐比碳酸盐稳定；从化= = = = =高 温 学平衡角度，由高沸点难挥发固体 SiO2制得低沸
3、点易挥发的 CO2。 3水泥、玻璃与陶瓷是三大传统无机非金属材料；碳化硅、氮化硅等是新型无机非金属材料。【易错典例 2】硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的 90%以上。（1）下列物质不属于硅酸盐的是 。A陶瓷 B普通玻璃C水泥 D生石灰（2）SiO 2是玻璃的主要成分之一，SiO 2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为 ，工艺师常用 （填物质名称）来雕刻玻璃。（3）用 Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明 Na2SiO3可用作 。Na 2SiO3可通过 SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是 。A普通玻璃坩埚 B石英玻璃坩埚C氧化铝坩
4、埚 D铁坩埚（4）工业上常利用反应 2CSiO 2 Si2CO制备硅单质，该反应中所含元素化合价= = = = =高 温 升高的物质是 （填化学式，下同） ，氧化剂是 。【答案】 （1）D （2）SiO 22NaOH= =Na2SiO3H 2O 氢氟酸 （3）防火剂 D （4）C SiO 2二、氯对氯气、氯水和液氯认识的常见误区1误认为 Cl2具有漂白性。其实不然，只有 Cl2遇到水生成的 HClO 具有漂白性，干燥的 Cl2没有漂白性。2液氯密封在钢瓶中，而氯水、次氯酸应保存在棕色试剂瓶中。31 mol Cl 2 参加反应，转移电子数可能为 2NA、1 NA或小于 1NA（Cl 2和 H2O
5、 的反应为可逆反应） 。4氯水和液氯是不同的。氯气的水溶液称为氯水，其中会存在 H2O、Cl 2、HClO、H 、Cl 、ClO 、OH ；液氯是纯净物，只含有 Cl2。5忽视新制氯水同时具有酸性和漂白性。氯水中的次氯酸（HClO）是一种弱酸，并具有强氧化性，能杀死水中的病菌；它还可以使有机色质褪色，所以氯水具有杀菌消毒和漂白的作用。6氯水中含有强氧化性的物质有 Cl2和 HClO，但由于 c（Cl 2）远大于 c（HClO） ，所以氯水加入还原性较强的溶液（如 Fe2 、SO 、S 2 、I 等）中时一般只考虑 Cl2参加反应，不考虑 HClO。23【易错典例 1】如图所示是一种研究某气体化
6、学性质的实验装置，图中 B 为开关。如先打开 B，在 A 处通入干燥氯气，C 中红色布条颜色无变化；当关闭 B 时，C 处红色布条颜色褪去。则 D 瓶中盛有的溶液是（ ）A浓 H2SO4 B饱和 NaCl 溶液C浓 NaOH 溶液 D浓 NaBr 溶液【答案】B对氯气制备的认识误区1实验室制 Cl2，除了用 MnO2和浓盐酸反应外，还可以用 KMnO4、KClO 3、NaClO 与浓盐酸反应且都不需要加热，如 ClO Cl 2H =Cl2H 2O。2酸性 KMnO4溶液，用的是 H2SO4酸化而不是盐酸。3MnO 2必须与浓盐酸在加热条件下制取氯气，MnO 2与稀盐酸不反应。4工业上制备氯气，
7、利用电解饱和食盐水的方法，方程式为：2NaCl2H 2O 2NaOHH 2Cl 2。= = = = =通 电 【易错典例 2】实验室用下列两种方法制氯气：用含 HCl 146 g 的浓盐酸与足量的 MnO2反应；用 87 g MnO2与足量浓盐酸反应。所得的氯气（ ） A比多 B比多 C一样多 D无法比较【答案】B对次氯酸盐的认识误区1ClO 不论在酸性环境中还是在碱性环境中均能体现强氧化性，如 ClO 与 SO 、I 、Fe 2 均不能大量23共存；ClO 体现水解性，因 HClO 酸性很弱，ClO 水解显碱性，如 Fe3 3ClO 3H 2O=Fe（OH）33HClO，所以 ClO 与 F
8、e3 、Al 3 均不能大量共存。2将少量 CO2通入 Ca（ClO） 2溶液中会产生 CaCO3沉淀，误认为将少量的 SO2气体通入 Ca（ClO） 2溶液中也会产生 CaSO3沉淀。其实不然，这是因为 SO2具有还原性，HClO 具有强氧化性，两者会发生氧化还原反应生成 CaSO4。【易错典例 3】预防一种新型流感，同学们每天用“84”消毒液（NaClO 溶液）消毒，下列说法正确的是（ ）ANaClO 溶液的消毒原理是使蛋白质变性B1 mol Cl 2与足量 NaOH 溶液反应转移 2 mol 电子CNaClO 溶液的漂白原理与 Na2O2、SO 2相同D “84”消毒液与“洁厕灵” （盐
9、酸）共同使用，可达到既清洁又消毒的双重效果【答案】A【解析】1 mol Cl2与足量 NaOH 溶液反应转移 1 mol 电子，B 错；SO 2的漂白原理是发生化合反应生成了不稳定的无色物质，而 NaClO、Na 2O2的漂白原理是强氧化性，C 错；D 中会发生Cl ClO 2H =Cl2H 2O，生成了有毒气体，D 错。1下列物质：氢氟酸；浓 H2SO4；烧碱溶液；Na 2CO3固体；氧化钙； 浓 HNO3，其中在常温下能与 SiO2反应的有 （ ）A B C D【答案】B2潮湿的氯气、新制的氯水及漂粉精的水溶液均能使有色布条褪色，因为它们都含有ACl 2 BHClO CClO DHCl【答
10、案】B【解析】氯气与水反应生成 HClO、HCl，Cl 2、HCl 都没有漂白性，HClO 具有漂白性，故 B 正确。3常温下，将 Cl2缓慢通入 100mL 水中至饱和，然后向所得饱和氯水中逐滴加入 0.1 mol/L NaOH 溶液，整个过程中溶液 pH 的变化如图所示。下列有关叙述正确的是A溶液中 c（HClO）的大小关系：处大于处B可依据处数据计算所溶解的 n（Cl 2）C曲线段有离子反应：HClO+OH -=ClO-+H2OD处表示氯水与氢氧化钠溶液恰好反应完全【答案】C4下列制取 Cl2，用其氧化含 I 废液，回收并提纯 I2的装置和原理能达到实验目的的是【答案】D【解析】A、Mn
11、O 2与浓盐酸反应制 Cl2，故 A 错误；B、Cl 2通入含 I-溶液中，应长管进，短管出，故 B 错误；C、应用萃取的方法提取碘，过滤是分离固体与液体的，故 C 错误；D、可用升华法提取碘，故 D 正确；故选 D。5已知: 将 Cl2通入适量 KOH 溶液，产物中可能有 KCl、KClO、KC1O 3，且 -clO与温度高低有关。当n(KOH)=amol 时，下列有关说法错误的是 A若某温度下，反应后 -cClO=11，则溶液中 -cO3Cl= 12B参加反应的氯气的物质的量等于 12amolC改变温度，产物中 KC1O3的最大理论产量为 7amolD改变温度，反应中转移电子的物质的量 n
12、 的范围: 12amoln 56amol【答案】C由钾离子守恒：n(KCl)+n(KClO 3)=n(KOH)，故 n(KClO3)= 16n(KOH)= a mol，转移电子最大物质的量= 16a mol5= 5a mol，氧化产物只有 KClO 时，转移电子最少，根据电子转移守恒 n(KCl)=n(KClO)，由钾离子守恒：n(KCl)+n(KClO)=n(KOH)，故 n(KClO)= 2n(KOH)= amol，转移电子最小物质的量=2amol1= amol，故反应中转移电子的物质的量 n 的范围： 1amoln 56amol，故 D 正确；故选 C。点睛：本题考查氧化还原反应计算，注
13、意电子转移守恒及极限法的应用。本题的易错点为 D，氧化产物只有 KClO3时，转移电子最多，氧化产物只有 KClO 时，转移电子最少，分别根据电子转移守恒及钾离子守恒计算。6下图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、c、d、e 是浸有相关溶液的滤纸。已知：KMnO 4+ 16HC1=2KCl+5Cl2 +2MnCl 2+8H2O,向 KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。下列有关说法正确的是Aa 处变蓝、b 处变棕红说明非金属性:C1 2 Br2 I2Bc 处先变红、后褪色说明 Cl2与 H2O 反应生成 HC1Cd 处立即褪色说明 Cl2与 H2O 反应生成 HCIODe
14、 处变红说明 Cl2与 Fe2+反应生成 Fe3+【答案】D点睛：本题通过元素化合物知识，考查考生实验能力和对实验现象的分析、推断能力，注意把握氯气以及其它物质的相关化学性质，把握离子检验方法和特征反应的现象是关键。7硅在地壳中的含量较高，硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用回答下列问题：（1）陶瓷、水泥和玻璃是常用的传统的无机非金属材料，其中生产普通玻璃的主要原料有_。（2）高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如图：锌还原四氯化硅是一种有着良好应用前景的制备硅的方法，该制备过程示意如下： 过程发生反应的
15、化学方程式为_(SiO 2+3C SiC+2CO为副反应）若产品中单质硅与碳化硅的物质的量之比为 1：1，则参加反应的 C 和 SiO2的质量之比为_。整个制备过程必须严格控制无水。SiCl 4遇水剧烈水解生成两种酸，反应的化学方程式是_。 工业上也可以通过如下图所示的流程制取纯硅：有关物质的沸点数据如下表，提纯 SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和_；SiHCl 3极易水解，其完全水解的化学方程式为_。物质 Si SiCl4 SiHCl3 SiH2Cl2 SiH3Cl HCl SiH4沸点/ 2355 57.6 31.8 8.2 30.4 84.9 111.9 假设每一轮次制备 1m
16、ol 纯硅，且生产过程中硅元素没有损失，反应 I 中 HCl 的利用率为 90%，反应 II 中 H2的利用率为 93.75%，则在第二轮次的生产中，补充投入 HCl 和 H2的物质的量之比是_。【答案】 纯碱、石英、石灰石 SiO2+2C Si+2CO 1:2 SiCl4 + 3H2O = H2SiO3 + 4HCl 蒸馏 SiHCl3+3H2OH 2SiO3+H 2+3HCl 5:1利用沸点的不同提纯 SiHCl3属于蒸馏，SiHCl 3(沸点 31.8)中含有少量 SiCl4(沸点 57.6)和HCl(沸点-84.9)，由于沸点差别较大，可以通过精馏(或蒸馏)除去杂质；SiHCl 3水解
17、反应生成硅酸、氢气和氯化氢，反应的方程式为：SiHCl 3+3H2OH 2SiO3+ H2+ 3HCl；故答案为：蒸馏；SiHCl3+3H2OH 2SiO3+H 2+3HCl； 根据中方程式 SiHCl3+3H2OH 2SiO3+H 2+3HCl可知，反应生产 1mol 纯硅需补充 HCl： -390%3，需补充 H2： -1，补充 HCl 与 H2的物质的量之比为( -3)：( -1)5：1，故19.75%390%.75答案为：5：1。8下图所示反应 I、反应和反应均是工业生产中常见的反应。其中 A、B 为化合物，C 是温室气体之一，D 和 K 均可用做干燥剂，H 常温下为液态化合物，J 是
18、一种具有漂白作用的盐，反应和 E 与 G反应的原理相同。（1）C 与 J 的水溶液反应后生成的含氧酸的电子式是_。（2） E 与 G 反应的离子方程式是_。（3） 工业上测定反应产品的有效成分 J 的含量，先将一定量的产品的溶液加入过量的 KI 溶液和稀硫酸中，使之反应生成小然后用 Na2S2O3标准溶液滴定 I2，计算出结果。生成 I2的反应的离子方程式是_。用 Na2S2O3标准溶液滴定 I2时选用的指示剂是_。（4） 已知: 2Fe2+ Br2=2Fe3+2Br-.若将 E 通入 FeBr2溶液中，溶液中有三分之一的 Br-被氧化成 Br2,则此反应离子方程式是_。【答案】 Cl2+2O
19、H-=Cl-+ClO-+H2O ClO-+2I-+2H+=Cl-+I2+H2O 淀粉溶液 6Fe 2+4Br-+5Cl2=6Fe3+2Br2+10Cl-（2）Cl 2与 Ca(OH)2反应的离子方程式：Cl 2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，故答案为：Cl 2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；（3）Ca(ClO) 2将 KI 氧化生成 I2的离子方程式为：ClO -+2I-+2H+=Cl-+I2+H2O，故答案为：ClO -+2I-+2H+=Cl-+I2+H2O；碘与淀粉变蓝色，滴定过程中有碘参与，因此用 Na2S2O3标准溶液滴定 I2时选用的指示剂为淀粉溶液，故答案为：淀粉溶液；（4）若将 0.1mol Cl2通入 100mL FeBr2溶液中，溶液中有三分之一的 Br-被氧化成 Br2；溶液中 Fe2+的还原性大于 Br-的还原性；通入氯气会先氧化 Fe2+离子，Fe 2+完全反应后再氧化 Br-；设 FeBr2溶液浓度为 xmol/L，含 Fe2+物质的量为 0.1xmol；含 Br-物质的量为 0.2xmol；Cl 2物质的量为 0.1mol；依据溶液中有三分之一的 Br-被氧化成 Br2得到；Cl2 + 2Br-=Br2+2Cl-；1 2
