1、【 精品教育资源文库 】 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 Na2CO3 SiO2=高温 Na2SiO3 CO2 ，所以硅酸的酸性比碳酸强 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： Si 2NaOH H2
2、O=Na2SiO3 2H2 中， Si 为还原剂， 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) 2H2(g)=高温 Si(s) 4HCl(g)。下列说法合理的是 ( )。 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 B H2和 HCl均可循环利用 C SiO2是一种坚硬难熔的固
3、体 D SiHCl3的摩尔质量为 135.5 g 5 (2018 届湖北荆州中学摸底 )由 Al2O3、 MgO、 SiO2、 Fe2O3组成的混合粉末。现取一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 、 Al3 、 Fe3 C沉淀 X的成分是 SiO2 D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)2 6 (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
4、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 C高温 Si(粗 ) HCl300 SiHCl3 过量 H21000 1100 Si(纯 ) 下列说法正确的是 ( )。 A步骤 的化学方程式为 SiO2 C=高温 Si CO2 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 D SiHCl3(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 SiHCl3 【 精品教育资源文库 】 7 (2018届宁夏石嘴山三中月考 )下列关于硅单
5、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 B C 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 (2
6、018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 SiCl4。已知两物质的沸点分别为 57.6 和 31.8 ，则提纯 SiHCl3的方法是 _。 (3)SiHCl3 提纯后用 H2 还原： SiHCl3(g) H2(g) Si(s) 3HCl(g)。不同温度及不同n?H2?n?SiHCl3?时，反应物 X 的平衡转化率关系如图 1所示。 图 1 图 2 X 是 _(填 “H 2” 或 “SiHCl 3”) 。 【 精品教育资源文库 】 上
7、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)2、 SiO2、焦炭等为原料生产硅胶(SiO2 nH2O)、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
8、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 1 D 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；CO2和 SiO2的物理性质差异较大， B 错误； SiO2与氢氟酸的反应不属于碱性氧化物与一般酸的反
9、应，在此反应中 SiO2并没有表现出碱性氧化物的性质， C错误。 2 B 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：Si 2NaOH H2O=Na2SiO3 2H2 中， Si 化合价升高为还原剂， H2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 D错误。 3 C 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
10、 C正确；硅能与氧气反应生成二氧化硅，且高温下 H2、 O2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。 4 D 解析：反应 为 SiO2 2C=高温 Si 2CO ，反应 为 Si(粗 ) 3HCl =553 K 573 KSiHCl3 H2，反应 为 SiHCl3 H2 =1380 KSi(纯 ) 3HCl，三个反应中均有元素的化合价发生变化，均属于氧化还原反应，故 A正确；由生产高纯硅的流程示意图可知， H2和 HCl既是反应物，又是生成物 ，所以可重复利用，故 B正确； SiO2是原子晶体，硬度大、熔点高，故 C正确； SiHCl3的摩尔质量为 135.5 gmol 1，
11、故 D错误。 5 C 解析： Al2O3属于两性氧化物， SiO2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； SiO2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。 【 精品教育资源文库 】 6 D 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 SiO22C=高温 Si 2CO ，故 A错误；步骤 中 Si 的化合价降低 4，转移电子数为 4 mol，步骤 中生成 SiHCl3，化合价升高 2，步骤 中每生成 1 mol
12、Si，转移 2 mol电子，故 B错误； SiO2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。 7 C 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；
13、 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)SiO2 2C=高温 Si(粗 ) 2CO (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)Na2SiO3 2HCl=2NaCl H2SiO3 9 (1)Cl2 2NaOH=NaCl NaClO H2O (2)蒸馏 (3)SiHCl 3 (4)Si 4H 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 X 与 Z 反应的化学方程式为 Cl2 2NaOH=NaCl NaClO H2O。 (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 n?H2?n?SiHCl 3?一定时，温度越高， SiHCl3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 Si 4H 4e =SiH4 。 10 (1)() 、 () (2)Ca3(PO4)2 5C 3SiO2=高温 3CaSiO3 2P 5CO 生产水泥
