易錯點12硅元素及其化合物易錯題【01】硅及其化合物的性質(zhì)(1)自然界中無游離態(tài)的硅，通常原子晶體不導(dǎo)電，但硅是很好的半導(dǎo)體材料，是制作光電池的材料。SiO2不導(dǎo)電，是制作光導(dǎo)纖維的材料。(2)工業(yè)上制備粗硅，是用過量的C和SiO2在高溫下反應(yīng)，由于C過量，生成的是CO而不是CO2，該反應(yīng)必須在隔絕空氣的條件下進行。(3)氫氟酸不能用玻璃容器盛放；NaOH溶液能用玻璃試劑瓶，但不能用玻璃塞。(4)酸性氧化物一般能與水反應(yīng)生成酸，但SiO2不溶于水；酸性氧化物一般不與酸作用，但SiO2能與HF反應(yīng)。(5)硅酸鹽大多難溶于水，常見可溶性硅酸鹽是硅酸鈉，其水溶液稱為泡花堿或水玻璃，但卻是鹽溶液。硅膠(mSiO2·nH2O)是一種很好的無毒干燥劑。(6)H2CO3的酸性大于H2SiO3的，所以有Na2SiO3＋CO2(少量)＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3，但高溫下Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑也能發(fā)生，原因可從兩方面解釋：①硅酸鹽比碳酸鹽穩(wěn)定；②從化學平衡角度，由高沸點難揮發(fā)固體SiO2制得低沸點易揮發(fā)的CO2氣體。(7)水泥、玻璃與陶瓷是三大傳統(tǒng)無機非金屬材料；碳化硅、氮化硅等是新型無機非金屬材料。易錯題【02】新型無機非金屬材料材料類型主要特性示例用途高溫結(jié)構(gòu)陶瓷能承受高溫，強度高氮化硅陶瓷汽輪機葉片、軸承、永久性模具等半導(dǎo)體陶瓷具有電學特性二氧化錫陶瓷集成電路中的半導(dǎo)體光學材料具有光學特性光導(dǎo)纖維光纜通訊、醫(yī)療、照明等生物陶瓷具有生物功能氧化鋁陶瓷人造骨骼、人造關(guān)節(jié)、接骨螺釘易錯題【03】?？挤墙饘偌捌浠衔锏男再|(zhì)與用途的對應(yīng)關(guān)系重要性質(zhì)主要用途①硅是常用半導(dǎo)體材料用于制造芯片、硅太陽能電池②SiO2導(dǎo)光性能強、抗干擾性能好用于生產(chǎn)光導(dǎo)纖維③二氧化硫與O2反應(yīng)用作葡萄酒中食品添加劑④液氨汽化時吸收大量的熱用作制冷劑⑤氫氟酸與玻璃中SiO2反應(yīng)用氫氟酸刻蝕玻璃工藝⑥次氯酸鹽（如NaClO等）用于漂白棉、麻、紙張等具有強氧化性⑦硫酸鋇難溶于水和鹽酸醫(yī)療上用作“鋇餐”易錯題【03】（1）硅元素的原子序數(shù)為14，基態(tài)原子的簡化電子排布式為[Ne]3s23p2，核外電子的空間運動狀態(tài)有7種，不成對電子數(shù)有2種；單晶硅為原子晶體，晶體中每個Si原子以sp3雜化，分別與4個相鄰的Si原子形成4個σ鍵，Si原子的配位數(shù)為4，晶體中最小的環(huán)是6元環(huán)，1個環(huán)中平均含有2Si原子，含Si-Si鍵數(shù)為3。（2）二氧化硅是直接由原子構(gòu)成的原子晶體，晶體中Si原子均以sp3雜化，分別與4個O原子成鍵，每個O原子與2個Si原子成鍵，晶體中的最小環(huán)為12元環(huán)，其中有6個Si原子和6個O原子，含有12個Si-O鍵；每個Si原子被12個環(huán)共有，每個O原子被4個環(huán)共有，每個Si-O鍵被4個環(huán)共有，Si原子數(shù)與O原子數(shù)之比為1：2。二氧化硅不溶于水，熔沸點和硬度高于分子晶體干冰。典例分析例1、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)與化學有著密切的關(guān)系。下列說法錯誤的是A．實驗室熔融燒堿時，不可選用陶瓷坩堝B．聞名世界的秦兵馬俑是陶制品，由黏土經(jīng)高溫燒結(jié)而成C．陶瓷是應(yīng)用較早的人造材料，主要化學成分是二氧化硅D．陶瓷化學性質(zhì)穩(wěn)定，具有耐酸堿侵蝕、抗氧化等優(yōu)點C【解析】A．陶瓷含有二氧化硅，燒堿為氫氧化鈉，能夠與陶瓷中的二氧化硅反應(yīng)，熔融燒堿不能選用玻璃坩堝，故A正確；B．陶瓷的傳統(tǒng)概念是指所有以黏土等無機非金屬礦物為原材料，經(jīng)過高溫燒制而成的產(chǎn)品，聞名世界的秦兵馬俑是陶制品，由黏土經(jīng)高溫燒結(jié)而成，故B正確；C．陶瓷由黏土經(jīng)高溫燒結(jié)而成，主要化學成分是硅酸鹽，在新石器時代就已經(jīng)開始使用，應(yīng)用較早，故C錯誤；D．硅酸鹽材料的化學性質(zhì)不活潑，具有耐酸堿腐蝕，抗氧化等有點，故D正確。例2、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+3HCl=SiHCl3+H2③SiHCl3與過量H2在1100℃反應(yīng)制得純硅，已知SiHCl3能與H2O強烈反應(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33.0℃)中含有少量SiCl4(沸點57.6℃)和HCl(沸點-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)的化學方程式為____。

③為保證制備純硅實驗的成功，操作的關(guān)鍵是檢查實驗裝置的氣密性，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____(填寫字母代號)。

a.碘水b.氯水c.NaOH溶液d.KSCN溶液e.Na2SO3溶液【答案】(1)SiO2+2CSi+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+H2Si+3HCl③排盡裝置中的空氣④bd【解析】本實驗是利用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)，和氫氣一同進入石英管中在高溫條件下反應(yīng)制取純硅。(1)高溫下，SiO2和C反應(yīng)生成Si和CO，反應(yīng)的化學方程式為SiO2+2CSi+2CO↑；(2)沸點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)沸點不同，所以采用蒸餾的方法分離；(3)①為防止SiHCl3與H2O強烈反應(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+H2Si+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b、d。例3、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+2FeO2Fe+SiO2，其目的是________。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)SiCl4SiCl4(純)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)的熱化學方程式：________________；對于鈉的鹵化物(NaX)和硅的鹵化物(SiX4)下列敘述正確的是________________。A．NaX易水解B．SiX4是共價化合物C．NaX的熔點一般高于SiX4D．SiF4晶體是由共價鍵形成的空間網(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，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_______(填字母序號)。

a．該反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度升高而增大b．橫坐標表示的投料比應(yīng)該是c．實際生產(chǎn)中為提高SiHCl3的利用率，可適當降低壓強(5)硅元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物是H2SiO3．室溫下，0.1mol/L的硅酸鈉溶液和0.1mol/L的碳酸鈉溶液，堿性更強的是___________，其原因是________________。已知：H2SiO3：Ka1=2.0×10﹣10、Ka2=1.0×10﹣12，H2CO3：Ka1=4.3×10﹣7Ka2=5.6×10﹣11?！敬鸢浮?1)CD(2)SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)△H=+0.025akJ/mol；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(4)ac(5)硅酸鈉；硅酸的Ka2小于碳酸的Ka2，硅酸鈉更易水解【解析】(1)煉鋼的要求把生鐵中的含碳量去除到規(guī)定范圍，并使其它元素的含量減少或增加到規(guī)定范圍的過程，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．化學反應(yīng)主要是2FeO+Si2Fe+SiO2、FeO+MnFe+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)，使鋼塑性變壞，軋制時易產(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+FeOMnO+Fe，Si+2FeOSiO2+2Fe，2Al+3FeOAl2O3+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=40mol純硅吸收的熱量為akJ熱量，則生成1mol純硅吸收的熱量為kJ=0.025akJ，所以該反應(yīng)的熱化學方程式：SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)△H=+0.025akJ/mol；A．鈉的強酸鹽不水解，NaX(NaF除外)不易水解，故A錯誤；B．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，是共價化合物，故B正確；C．鈉的鹵化物(NaX)為離子化合物屬于離子晶體，硅的鹵化物(SiX4)為共價化合物屬于分子晶體，離子晶體的熔點大于分子晶體的熔點，即NaX的熔點一般高于SiX4，故C正確；D．SiF4晶體是由分子間作用力結(jié)合而成，故D錯誤；故答案為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低于甲烷；(4)a．因為隨著溫度的升高，SiHCl3的轉(zhuǎn)化率增大，平衡右移，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度升高而增大，故a正確；b．增大一種反應(yīng)物的濃度，能提高其它反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，而本身的轉(zhuǎn)化率反而降低，故橫坐標表示的投料比應(yīng)該是，故b錯誤；c．SiHCl3(g)+H2(g)?Si(s)+3HCl(g)正向為氣體系數(shù)增大的方向，降低壓強平衡向氣體系數(shù)增大方向移動，可以提高SiHCl3的利用率，故c正確；故答案選a、c；(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。1．（2022·廣東·高考真題）廣東一直是我國對外交流的重要窗口，館藏文物是其歷史見證。下列文物主要由硅酸鹽制成的是文物選項A．南宋鎏金飾品B．蒜頭紋銀盒C．廣彩瓷咖啡杯D．銅鍍金鐘座2．（2022·河北·高考真題）定窯是宋代五大名窯之一，其生產(chǎn)的白瓷聞名于世。下列說法正確的是A．傳統(tǒng)陶瓷是典型的絕緣材料 B．陶瓷主要成分為和C．陶瓷燒制的過程為物理變化 D．白瓷的白色是因鐵含量較高3．（2022·湖北·高考真題）在高溫高壓下可轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢▽?dǎo)電性、高硬度的非晶態(tài)碳玻璃。下列關(guān)于該碳玻璃的說法錯誤的是A．具有自范性 B．與互為同素異形體C．含有雜化的碳原子 D．化學性質(zhì)與金剛石有差異4．（2022·廣東·模擬預(yù)測）壽山石是中國傳統(tǒng)四大印章石之一，含葉蠟石、高嶺石等黏土礦物。下列說法錯誤的是A．壽山石的硬度與金剛石相當B．葉蠟石、高嶺石的主要成分屬于硅酸鹽C．壽山石的紅色條紋與Fe2O3含量有關(guān) D．壽山石印章要避免與強酸、強堿接觸5．（2022·廣東茂名·一模）硅及其化合物在人類進步中發(fā)揮了重要作用。和用于制造芯片，用于制造光纖，用作木材防火劑。下列說法正確的是A．在自然界以游離態(tài)存在 B．和具有優(yōu)良的導(dǎo)電性C．不與酸反應(yīng) D．溶液可與反應(yīng)6．（2022·江蘇·高考真題）下列說法正確的是A．金剛石與石墨烯中的夾角都為B．、都是由極性鍵構(gòu)成的非極性分子C．鍺原子()基態(tài)核外電子排布式為D．ⅣA族元素單質(zhì)的晶體類型相同7．（2022·天津天津·二模）氮化硅(熔點1900℃)具有高強度、高韌性，通過SiH4與NH3發(fā)生反應(yīng)3SiH4+4NH3=Si3N4+12H2制得。下列說法錯誤的是A．Si的電負性小于N的電負性 B．SiH4的穩(wěn)定性強于NH3的穩(wěn)定性C．Si3N4屬于共價晶體 D．SiH4為非極性分子8．（2022·河南焦作·一模）2020年12月17日，嫦娥五號帶回了近2公斤的月壤樣品。將月壤進行20倍放大后能明顯看到褐色的玻璃狀物質(zhì)。下列有關(guān)玻璃的說法中正確的是A．普通玻璃的原料是燒堿、石英、石灰石B．普通玻璃和石英玻璃都屬于硅酸鹽產(chǎn)品C．制備普通玻璃時的反應(yīng)有Na2CO3+SiO2CO2↑+Na2SiO3D．普通玻璃用于鑲嵌建筑物的門窗、墻面，但其不具有保溫和防輻射等特征9．（2022·湖北·天門市教育科學研究院模擬預(yù)測）“液態(tài)陽光”由中國科學院液態(tài)陽光研究組命名，指的是利用太陽能、風能等可再生能源分解水制氫，再將空氣中的CO2加氫制成CH3OH等液體燃料。該過程零污染、零排放，并且可形成循環(huán)，是迄今為止人類制備CH3OH最清潔環(huán)保的方式之一，下列說法錯誤的是（

）A．即使使用高效催化劑，改變反應(yīng)歷程，CO2和H2O合成CH3OH和O2也為吸熱反應(yīng)B．SiO2的熔點比CO2的高，原因是SiO2的分子間作用力更大C．CO2是直線形分子D．甲醇的沸點介于水和甲硫醇(CH3SH)之間10．（2022·河北衡水中學一模）無機非金屬材料在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛。下列說法錯誤的是A．玻璃纖維用于高強度復(fù)合材料，其主要成分為玻璃B．陶瓷是一種常見硅酸鹽材料，可以用陶瓷坩堝熔融純堿C．碳納米材料是一類新型無機非金屬材料，其中石墨烯具有導(dǎo)電性D．碳化硅俗稱金剛砂，可用作砂紙、砂輪的磨料11．（2022·全國·模擬預(yù)測）“千淘萬漉雖辛苦，吹盡狂沙始到金?！痹娋渲械摹吧场钡闹饕煞质牵铝姓f法錯誤的是A．屬于酸性氧化物，不與任何酸反應(yīng)B．“水玻璃”可以由與NaOH溶液反應(yīng)制得C．是制取傳統(tǒng)硅酸鹽產(chǎn)品玻璃的原料之一D．通常所說的“從沙灘到用戶”，這句話涉及工業(yè)上制備粗硅的工藝12．（2021·浙江·模擬預(yù)測）根據(jù)“玉兔二號”提供的一個暗綠色閃光的石塊信息進行分析，發(fā)現(xiàn)石塊主要由約的斜長石()、的輝石(、為單核離子，)和的橄欖石(，為、)組成。下列關(guān)于上述“三石”的說法正確的是A．既是硅酸鹽材料，又是金屬材料B．斜長石()不穩(wěn)定易水解C．若輝石中、為時，可能是D．橄欖石的氧化物形式一定為13．（2022·山東濰坊·三模）白炭黑(可用表示其組成)可廣泛應(yīng)用于日用化工、橡膠制品、電子工業(yè)等許多領(lǐng)域。以硅酸鈉和二氧化碳為原料制備白炭黑的工藝流程如下：下列說法錯誤的是A．硅酸鈉水溶液必須用帶玻璃塞的試劑瓶盛裝B．沉淀反應(yīng)的離子方程式為C．蒸發(fā)“濾液”所得晶體中含有離子鍵和極性共價鍵D．用稀鹽酸洗滌沉淀的目的是除去沉淀表面的14．（2022·湖北·模擬預(yù)測）石膏、水泥和石灰是傳統(tǒng)的無機膠凝材料中的三大支柱。如圖是石膏的部分層狀結(jié)構(gòu)，中間的虛線代表層與層的分界線。下列說法錯誤的是(已知：：H2O、：Ca2+、：硫氧四面體)A．無水CaSO4可以用作干燥劑B．每個H2O連接在1個Ca2+和相鄰兩層各1個SO的O上C．加熱石膏，可以破壞層與層之間的氫鍵，只發(fā)生物理變化D．工業(yè)制備水泥以黏土、石灰石為主要原料，輔料石膏可以調(diào)節(jié)水泥的硬化速度15．（2022·天津天津·二模）一種碳化硅晶體的晶胞如圖所示，與金剛石的類似。下列判斷正確的是A．該晶體質(zhì)軟 B．熔點：碳化硅＞金剛石C．該晶體熔融時會破壞極性鍵 D．碳原子軌道的雜化類型為sp雜化16．（2022·重慶市育才中學模擬預(yù)測）單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。通常用碳在高溫下還原二氧化硅制得粗硅(含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì))，粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅(反應(yīng)溫度450~500℃)，四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得高純硅。以下是實驗室制備四氯化硅的裝置示意圖。相關(guān)信息如下：①四氯化硅遇水極易水解；②硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物；③有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見表：物質(zhì)SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5沸點/℃57.712.8—315—熔點/℃－70.0－107.2———升華溫度/℃——180300162請回答下列問題：(1)寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式____。(2)裝置A中g(shù)管的作用是___；裝置C中的試劑是___；裝置F的作用是____。(3)常用強堿溶液吸收尾氣，反應(yīng)的離子方程式為___。(4)裝置E中h瓶收集到的粗產(chǎn)物可通過精餾(類似多次蒸餾)得到高純度四氯化硅，精餾后的殘留物中，除鐵元素外可能還含有的元素是___(填寫元素符號)。(5)為了分析殘留物中鐵元素的含量，先將殘留物預(yù)處理，使鐵元素還原成Fe2+，再用KMnO4標準溶液在酸性條件下進行氧化還原滴定，反應(yīng)的離子方程式是___。17．作為推行“低碳經(jīng)濟”的重要科技進步，太陽能光伏發(fā)電成為重要的新型能源。太陽能光伏發(fā)電最關(guān)鍵的材料是高純硅，三氯甲硅烷()還原法是當前制備高純硅()的主要方法，生產(chǎn)流程示意如下：(1)石英砂的主要成分是，其能與反應(yīng)生成硅酸鈉和水，則是_______(酸性氧化物或堿性氧化物)，寫出該反應(yīng)化學方程式_______。(2)“精餾”也是蒸餾的一種形式，通過蒸餾可把液體混合物分離開，原理是利用混合物各成分的_______(填“熔點”或“沸點”)不同。(3)制取粗的反應(yīng)為：(未配平)，該條件下，氣體和足量硅充分反應(yīng)生成氣體和，則化學式為_______。(4)整個制備過程必須達到無水無氧，在還原過程中若混入，除了生成外，還可能引起的后果是_______。(5)為達到綠色化學和資源綜合利用的目的，在生產(chǎn)過程中物質(zhì)A需要循環(huán)使用，A的化學式是_______。18．（2022·湖北·模擬預(yù)測）多晶硅是單質(zhì)硅的一種形態(tài)，是制造硅拋光片、太陽能電池及高純硅制品的主要原料。(1)已知多晶硅第三代工業(yè)制取流程如圖所示。發(fā)生的主要反應(yīng)電弧爐SiO2+2CSi+CO↑流化床反應(yīng)器Si+3HClSiHCl3+H2①物質(zhì)Z的名稱是_______。②用石英砂和焦在電弧爐中高溫加熱也可以生產(chǎn)碳化硅，該反應(yīng)的化學方程式為_______③在流化床反應(yīng)的產(chǎn)物中，SiHCl3大約占85%，還有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有關(guān)物質(zhì)的沸點數(shù)據(jù)如表，提純SiHCl3的主要工藝操作依次是沉降、冷凝和_______。物質(zhì)SiSiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiH3ClHClSiH4沸點/℃235557.631.88.2-30.4-84.9-111.9(2)利用晶體硅的粉末與干燥的氮氣在1300~1400℃下反應(yīng)，可制取結(jié)構(gòu)陶瓷材料氮化硅(Si3N4)?，F(xiàn)用如圖所示裝置(部分儀器已省略)制取少量氮化硅。①裝置II中所盛試劑為_______。②裝置I和裝置皿均需要加熱，實驗中應(yīng)先_______(填“皿”或“I”)的熱源。(3)由晶體硅制成的n型半導(dǎo)體、p型半導(dǎo)體可用于太陽能電池。一種太陽能儲能電池的工作原理如圖所示，已知鋰離子電池的總反應(yīng)為：Li1-xNiO2+xLiC6LiNiO2+xC6。完成下列問題。①該鋰離子電池充電時，n型半導(dǎo)體作為電源_______.(填“正”或“負”)極。②該鋰離子電池放電時，b極上的電極反應(yīng)式為_______。20.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）+2Cl2（g）?SiCl4（g）③SiCl4（g）+2H2（g）→Si（s）+4HCl（g）完成下列填空：（1）硅原子核外有______種不同能級的電子，最外層p電子有______種自旋方向；SiO2晶體中每個硅原子與______個氧原子直接相連。（2）單質(zhì)的還原性：碳______硅（填寫“同于”、“強于”或“弱于”）．從平衡的視角而言，反應(yīng)①能進行的原因是______。（3）反應(yīng)②生成的化合物分子空間構(gòu)型為；該分子為______分子（填寫“極性”或“非極性”）。（4）某溫度下，反應(yīng)②在容積為V升的密閉容器中進行，達到平衡時Cl2的濃度為amol/L．然后迅速縮小容器容積到0.5V升，t秒后重新達到平衡，Cl2的濃度為bmol/L．則：a______b（填寫“大于”、“等于”或“小于”）。（5）在t秒內(nèi)，反應(yīng)②中反應(yīng)速率v（SiCl4）=______（用含a、b的代數(shù)式表示）。（6）工業(yè)上還可以通過如下反應(yīng)制取純硅（方法Ⅱ）：④Si（粗）+3HCl（g）SiHCl3（l）+H2（g）+Q（Q＞0）⑤SiHCl3（g）+H2（g）Si（純）+3HCl（g）提高反應(yīng)⑤中Si（純）的產(chǎn)率，可采取的措施有：______、______。參考答案1．C【詳解】A．鎏金飾品是用金汞合金制成的金泥涂飾器物的表面，經(jīng)過烘烤，汞蒸發(fā)而金固結(jié)于器物上的一種傳統(tǒng)工藝，其中不含硅酸鹽，故A項不符合題意；B．蒜頭紋銀盒中主要成分為金屬銀，其中不含硅酸鹽，故B項不符合題意；C．廣彩瓷咖啡杯是由黏土等硅酸鹽產(chǎn)品燒制而成，其主要成分為硅酸鹽，故C項符合題意；D．銅鍍金鐘座是銅和金等制得而成，其中不含硅酸鹽，故D項不符合題意；綜上所述，答案為C。2．A【詳解】A．陶瓷是良好的絕緣體，傳統(tǒng)陶瓷是典型的絕緣材料，常用于高壓變壓器的開關(guān)外包裝和器件，A正確；B．陶瓷的主要成分為硅酸鹽，而不是SiO2和MgO，C錯誤；C．陶瓷燒制過程發(fā)生復(fù)雜的化學反應(yīng)，由新物質(zhì)生成，屬于化學變化，C錯誤；D．由于Fe2+、Fe3+和鐵的氧化物均有顏色，故陶瓷中含鐵量越多，陶瓷的顏色越深，白瓷的白色是因為鐵含量較低甚至幾乎不含，D錯誤；故答案為：A。3．A【詳解】A．自范性是晶體的性質(zhì)，碳玻璃為非晶態(tài)，所以沒有自范性，A錯誤；B．碳玻璃和均是由碳元素形成的不同的單質(zhì)，所以是同素異形體，B正確；C．碳玻璃具有高硬度，與物理性質(zhì)金剛石類似，因而結(jié)構(gòu)具有一定的相似性，所以含有雜化的碳原子形成化學鍵，C正確；D．金剛石與碳玻璃屬于同素異形體，性質(zhì)差異主要表現(xiàn)在物理性質(zhì)上，化學性質(zhì)上也有著活性的差異，D正確；故選A。4．A【詳解】A．已知壽山石是中國傳統(tǒng)四大印章石之一，雕刻印章時通常用鋼刀或金剛石進行，故壽山石的硬度比金剛石小，A錯誤；

B．黏土屬于硅酸鹽，故葉蠟石、高嶺石的主要成分屬于硅酸鹽，B正確；C．Fe2O3是一種紅棕色粉末，故壽山石的紅色條紋與Fe2O3含量有關(guān)，C正確；D．壽山石中含有鋁硅酸鹽，既能與強酸又能與強堿反應(yīng)，故壽山石印章要避免與強酸、強堿接觸，D正確；故答案為：A。5．D【詳解】A．硅在自然界中以化合態(tài)存在，而不是游離態(tài)形式存，故A錯誤；B．和屬于半導(dǎo)體，導(dǎo)電能力弱，故B錯誤；C．SiO2能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)，而不是不與任何酸反應(yīng)，故C錯誤；D．碳酸的酸性比硅酸強，則Na2SiO3溶液可與反應(yīng)生成H2SiO3，故D正確；故選：D。6．B【詳解】A．金剛石中的碳原子為正四面體結(jié)構(gòu)，夾角為109°28′，故A錯誤；B．的化學鍵為Si-H，為極性鍵，為正四面體，正負電荷中心重合，為非極性分子；的化學鍵為Si-Cl，為極性鍵，為正四面體，正負電荷中心重合，為非極性分子，故B正確；C．鍺原子()基態(tài)核外電子排布式為[Ar]3d10，故C錯誤；D．ⅣA族元素中的碳元素形成的石墨為混合晶體，而硅形成的晶體硅為原子晶體，故D錯誤；故選B。7．B【詳解】A．元素的非金屬性越強，電負性越大，氮元素的非金屬性強于硅元素，所以電負性強于硅元素，故A正確；B．元素的非金屬性越強，氫化物的穩(wěn)定性越強，氮元素的非金屬性強于硅元素，所以氨分子的穩(wěn)定性強于硅化氫，故B錯誤；C．氮化硅是由原子組成的熔點高、強度高、韌性高的共價晶體，故C正確；D．硅化氫的空間構(gòu)型為結(jié)構(gòu)對稱的正四面體形，屬于非極性分子，故D正確；故選B。8．C【詳解】A．制造普通玻璃的主要原料是：純堿、石灰石和石英，A項錯誤；B．石英玻璃的主要成分是二氧化硅，B項錯誤；C．制造普通玻璃的主要原料是：純堿、石灰石和石英，則反應(yīng)有Na2CO3+SiO2CO2↑+Na2SiO3，C項正確；D．普通玻璃具有透光、隔熱、隔聲、耐磨、耐氣候變化的性能，有的還有保溫、吸熱、防輻射等特征，D項錯誤；答案選C。9．B【詳解】A．改變反應(yīng)歷程不能改變反應(yīng)的焓變，所以加入催化劑，CO2和H2O合成CH3OH和O2也為吸熱反應(yīng)，A選項正確；B．SiO2為共價晶體，CO2為分子晶體，兩者晶體類型不同，SiO2的熔點比CO2的高，B選項錯誤；C．CO2的結(jié)構(gòu)式為C=O=C，為直線形分子，C選項正確；D．甲醇分子之間和水分子之間都存在氫鍵，因此沸點高于不含分子間氫鍵的甲硫醇，而水和甲醇均能形成分子間氫鍵，但分子數(shù)目相等時含有的氫鍵數(shù)目水比甲醇多，因此甲醇的沸點介于水和甲硫醇之間，D選項正確；答案選B。10．B【詳解】A．玻璃纖維是纖維狀的玻璃，其主要成分為玻璃，常用于高強度復(fù)合材料，故A正確；B．陶瓷中的硅酸鹽在高溫條件下能與純堿反應(yīng)，故B錯誤；C．碳納米材料的主要成分為碳，屬于新型無機非金屬材料，石墨烯具有石墨的層狀結(jié)構(gòu)，具有導(dǎo)電性，故C正確；D．碳化硅為共價晶體，具有高硬度，可用作砂紙、砂輪的磨料，故D正確；故選：B。11．A【詳解】A．屬于酸性氧化物，但其能與氫氟酸反應(yīng)，A項錯誤；B．“水玻璃”是硅酸鈉溶液，可由與NaOH溶液反應(yīng)制得，B項正確；C．普通玻璃的成分是硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅，與碳酸鈉在高溫條件下反應(yīng)生成硅酸鈉和二氧化碳，C項正確；D．“從沙灘到用戶”的實質(zhì)為工業(yè)上制粗硅的反應(yīng)原理，即，D項正確；故選A。12．C【詳解】A．由化學式可知，斜長石、輝石、橄欖石的主要成分中都含硅元素，屬于硅酸鹽材料；金屬材料是指金屬元素或以金屬元素為主構(gòu)成的具有金屬特性的材料的統(tǒng)稱，主要包括純金屬或合金，則三石不屬于金屬材料，故A錯誤；B．由化學式可知，斜長石是性質(zhì)穩(wěn)定、不易水解的硅酸鹽，故B錯誤；C．若輝石中n=1，Y為V3+，由化學式可知，輝石中不含有鋁元素，設(shè)X元素的化合價為+a，由化合價代數(shù)和為0可得：a+3+4×2—2×6=0，解得a=1，則X可能為Na+，故C正確；D．橄欖石屬于硅酸鹽，可以用鹽的形式表示，也可以用氧化物的形式表示，當用氧化物形式表示時，若橄欖石中M只表示Mg，氧化物形式為2MgO·SiO2，則橄欖石的氧化物形式不一定為MgO·FeO·SiO2，故D錯誤；故選C。13．A【詳解】A．硅酸鈉水溶液能黏合玻璃塞與玻璃瓶內(nèi)頸，故不能用帶玻璃塞的試劑瓶盛裝，故A項錯誤；B．硅酸的酸性比碳酸弱，故可用在水玻璃中通入二氧化碳的方法制備硅酸，離子方程式為，故B項正確；C．蒸發(fā)濾液得到Na2CO3·xH2O，其中Na+與之間為離子鍵，內(nèi)存在C-O極性鍵，水分子內(nèi)存在H-O鍵為極性鍵，故C項正確；D．在酸性條件下不能大量存在，故用稀鹽酸洗滌沉淀可除去沉淀表面的，故D項正確；答案選A。14．C【詳解】A．硫酸鈣可以吸收游離水生成結(jié)晶水合物石膏，可以做干燥劑，A項正確；B．已知：：H2O、：Ca2+、：硫氧四面體(即硫酸根離子，四面體中每個頂點均代表一個O原子)，由圖可知每個H2O連接在1個Ca2+和相鄰兩層各1個SO的O上，B項正確；C．加熱石膏可失去結(jié)晶水，存在化學變化，C項錯誤；D．石膏可調(diào)節(jié)水泥硬化速度，故工業(yè)制備水泥以黏土、石灰石為主要原料，輔料石膏可以調(diào)節(jié)水泥的硬化速度，D項正確；答案選C。15．C【詳解】A．碳化硅晶體屬于原子晶體，與金剛石的類似，質(zhì)硬，故A錯誤；B．原子晶體中原子半徑越小，共價鍵越強，硬度越大，原子半徑：C＞Si，則熔沸點：金剛石＞碳化硅，故B錯誤；C．該晶體中只存在C-Si極性鍵，熔融時會破壞極性鍵，故C正確；D．碳化硅形成4個共價鍵，C原子采用的是sp3雜化，故D錯誤；故選：C。16．(1)MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O(2)

平衡氣壓，使鹽酸順利滴下

濃硫酸

防止水蒸氣進入h使四氯化硅水解(3)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O(4)Al、P、Cl(5)5Fe2++MnO+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O【解析】由制備四氯化硅的實驗流程可知，A中發(fā)生二氧化錳與濃鹽酸的反應(yīng)生成氯氣，B中飽和實驗水除去HCl，C裝置中濃硫酸干燥氯氣，D中發(fā)生Si與氯氣的反應(yīng)生成四氯化硅，產(chǎn)物SiCl4沸點低，需要冷凝收集，E為吸收裝置，F(xiàn)可防止水蒸氣進入h使四氯化硅水解。(1)裝置A制備氯氣，其中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O；(2)濃鹽酸有揮發(fā)性，故分液漏斗要加蓋，加蓋后如沒有g(shù)管，則鹽酸就不易流下去，g管的作用是平衡壓強，使液體順利流出并防止漏氣；參加反應(yīng)的氯氣是干燥的，則裝置C中的試劑是濃硫酸；四氯化硅遇水極易水解，則裝置F的作用是防止水蒸氣進入h使四氯化硅水解；(3)氯氣和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的方程式為Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；(4)D中氯氣與粗硅反應(yīng)生成SiCl4，h瓶收集粗產(chǎn)物，精餾粗產(chǎn)品可得高純度四氯化硅，由表中數(shù)據(jù)可以看出，蒸出SiCl4氣體時，BCl3早已成氣體被蒸出，而AlCl3、FeCl3、PCl5升華溫度均高于SiCl4的沸點，所以當SiCl4蒸出后，而AlCl3、FeCl3、PCl5還為固體留在瓶里，因此精餾后的殘留物中，除鐵元素外可能還含有的元素是Al、P、Cl；(5)酸性高錳酸鉀溶液氧化亞鐵離子的離子方程式為5Fe2++MnO+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。17．(1)

酸性氧化物

SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(2)沸點(3)SiHCl3(4)爆炸(5)HCl【解析】石英砂的主要成分是，與焦炭在高溫下反應(yīng)，制得粗硅與一氧化碳；粗硅與HCl反應(yīng)，生成三氯甲硅烷()；三氯甲硅