一、單選題
1. 高純度晶體硅是典型的無機(jī)非金屬材料，又稱“半導(dǎo)體”材料。它的發(fā)現(xiàn)和使用曾引起計算機(jī)的一場“革命”?？梢园聪铝蟹椒ㄖ苽洌?
SiO2→高溫①CSi(粗)→300℃②HClSiHCl3→1000～1100℃③過量H2Si(純)
下列說法不正確的是( )
A. 步驟①的化學(xué)方程式為：SiO2+CSi+CO2↑
B. 步驟①中每生成1 ml Si，轉(zhuǎn)移4 ml電子
C. 高純硅是制造太陽能電池的常用材料，二氧化硅是制造光導(dǎo)纖維的基本原料
D. SiHCl3(沸點(diǎn)33.0 ℃)中含有少量的SiCl4(沸點(diǎn)67.6 ℃)，通過蒸餾(或分餾)可提純SiHCl3
2. 下列有關(guān)物質(zhì)的用途的說法不正確的是( )
A. SiO2可用于制造光導(dǎo)纖維，Si可用于制造計算機(jī)芯片
B. 常溫下Si的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在自然界中硅大部分以游離態(tài)存在
C. 石英砂、純堿和石灰石可用于制造普通玻璃
D. 濃HF溶液可用于刻蝕玻璃
3. 化學(xué)與生活、生產(chǎn)科技密切相關(guān)。下列說法錯誤的有( )
①傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料和新型無機(jī)非金屬材料的主要成分都是硅酸鹽
②航母上攔阻索中的鋼絲屬于金屬材料
③工業(yè)生產(chǎn)玻璃、水泥、漂白粉，均需要用石灰石為原料
④碳纖維、合成纖維、光導(dǎo)纖維都屬于高分子材料
⑤高溫下，工業(yè)制硅的反應(yīng)方程式為C+SiO2Si+CO2
⑥單質(zhì)硅可用于制取通信芯片
⑦“C919”飛機(jī)身使用的復(fù)合材料——碳纖維和環(huán)氧樹脂，屬于新型無機(jī)非金屬材料
⑧太陽能發(fā)電板的主要材料是SiO2
A. 4個B. 5個C. 6個D. 7個
4. 化學(xué)在生產(chǎn)生活和科學(xué)研究中具有重要的作用．下列說法正確的是 ( )
①硅石的主要成分是二氧化硅
②三峽大壩使用了大量水泥，水泥是硅酸鹽材料
③嫦娥二號衛(wèi)星上所用的太陽能電池采用硅材料制作，太陽能電池在生活中的應(yīng)用有利于環(huán)保、節(jié)能
④二氧化硅的熔點(diǎn)高，硬度大，可用來制造電子部件和光學(xué)器件
⑤水晶項鏈和餐桌上的瓷盤都是硅酸鹽制品．
A. ①②③B. ②④⑤C. ③④⑤D. ①②③④
5. 有下列四個變化：①Na2CO3→Na2SiO3，②SiO2→H2SiO3，③Na2SiO3→Na2CO3，④Ca(NO3)2→CaSiO3，其中不能通過一步反應(yīng)實現(xiàn)的是( )
A. ①②B. ②④C. ③④D. 只有②
6. 化學(xué)在生產(chǎn)生活和科學(xué)研究中具有重要的作用．下列說法正確的是( )
①硅石的主要成分是二氧化硅
②三峽大壩使用了大量水泥，水泥是硅酸鹽材料
③嫦娥二號衛(wèi)星上所用的太陽能電池采用硅材料制作，太陽能電池在生活中的應(yīng)用有利于環(huán)保、節(jié)能
④二氧化硅的熔點(diǎn)高，硬度大，可用來制造電子部件和光學(xué)器件
⑤水晶項鏈和餐桌上的瓷盤都是硅酸鹽制品．
A. ①②③B. ②④⑤C. ③④⑤D. ①②③④
7. 高純硅是現(xiàn)代信息、半導(dǎo)體和光伏發(fā)電等產(chǎn)業(yè)都需要的基礎(chǔ)材料。工業(yè)上提純硅有多種路線，其中一種工藝流程示意圖及主要反應(yīng)如圖，下列說法正確的是 ( )
A. 自然界中存在大量的單質(zhì)硅
B. SiHCl3(沸點(diǎn)33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸點(diǎn)67.6℃)，通過蒸餾(或分餾)可提純SiHCl3
C. 二氧化硅能與氫氟酸反應(yīng)，而硅不能與氫氟酸反應(yīng)
D. 電弧爐中反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2+CSi+CO2↑
8. 高純硅是現(xiàn)代信息、半導(dǎo)體和光伏發(fā)電等產(chǎn)業(yè)都需要的基礎(chǔ)材料。工業(yè)上提純硅有多種路線，其中一種工藝流程示意圖及主要反應(yīng)如圖，下列說法正確的是( )
A. 自然界中存在大量的單質(zhì)硅
B. SiHCl3(沸點(diǎn)33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸點(diǎn)67.6℃)，通過蒸餾(或分餾)可提純SiHCl3
C. 二氧化硅能與氫氟酸反應(yīng)，而硅不能與氫氟酸反應(yīng)
D. 電弧爐中反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2+CSi+CO2↑
9. 下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)或應(yīng)用的說法正確的是( )
A. 半導(dǎo)體行業(yè)中有一句話：“從沙灘到用戶”，計算機(jī)芯片的材料是二氧化硅
B. 利用Al2O3制作的坩堝，可用于熔融燒堿
C. 制水泥和玻璃都用石灰石作原料
D. 氫氟酸具有強(qiáng)酸性，用氫氟酸蝕刻玻璃
10. 有些科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”，下列說法正確的是( )
A. 晶體硅具有半導(dǎo)體性質(zhì)，可用于生產(chǎn)光導(dǎo)纖維
B. 玻璃中含有的SiO2可與NaOH溶液反應(yīng)，故常用NaOH溶液雕刻玻璃紋飾
C. 陶瓷、水泥、石英玻璃都屬于硅酸鹽材料
D. 硅酸鹽Na2Fe2Si3O9用氧化物的形式可表示為Na2O ? 2FeO ? 3SiO2
11. 有些科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”，下列關(guān)于硅及其化合物的說法正確的是( )
A. SiO2是一種酸性氧化物，所以不和任何酸反應(yīng)
B. 高溫下，工業(yè)制硅的反應(yīng)方程式為C+SiO2Si+CO2
C. 光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2
D. 太陽能發(fā)電板的主要材料是SiO2
12. 高純度晶硅是典型的無機(jī)非金屬材料，又稱“半導(dǎo)體”材料。它的發(fā)現(xiàn)和使用曾引起計算機(jī)的一場“革命”。它可以按下列方法制備：
SiO2_ ①CSi(粗)→300°C②HClSiHCl3→1100°C③過量H2Si(純)
下列說法不正確的是
A. 步驟①的化學(xué)方程式：SiO2+C高溫Si+CO2↑
B. 步驟①中每生成1 ml Si，轉(zhuǎn)移4 ml電子
C. 步驟③中的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)
D. 高純硅是制造太陽能電池的常用材料，二氧化硅是制造光導(dǎo)纖維的基本原料
13. 如圖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溶液的試劑瓶可以使用玻璃塞
C. 硅膠吸水后可重復(fù)利用D. 圖中所示的轉(zhuǎn)化都是氧化還原反應(yīng)
14. 下列說法不正確的是。( )
A. SiO2能與HF反應(yīng)，因此可用HF刻蝕玻璃
B. 向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀鹽酸制備硅酸凝膠
C. 氮化硅是一種重要的高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料，化學(xué)式為Si3N4
D. 石英是良好的半導(dǎo)體材料，可以制成光電池，將光能直接轉(zhuǎn)化成電能
15. 芯片制造過程中物質(zhì)轉(zhuǎn)化的主要過程為沙子→硅棒→蝕刻硅基→電鍍銅→芯片，下列說法錯誤的是( )
A. 沙子的主要成分是SiO2
B. 粗硅的制?。篠iO2+C高溫 Si粗+CO2↑
C. 氫氟酸可用于蝕刻硅基
D. 在硅基上電鍍銅時，硅基作陰極
二、實驗題
16. 某實驗小組利用如圖所示裝置對焦炭還原二氧化硅的氣體產(chǎn)物的成分進(jìn)行探究。
已知：PdCl2溶液可用于檢驗CO，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO+PdCl2+H2O=CO2+2HCl+Pd↓(產(chǎn)生黑色固體，使溶液變渾濁)。
(1)實驗前要通入足量的N2，其原因是________。
(2)裝置B的作用是________。
(3)裝置C、D中所盛試劑分別為________、________，若裝置C、D中溶液均變渾濁，且經(jīng)測定知兩氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量相等，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。
(4)該裝置的缺點(diǎn)是________。
(5)設(shè)計實驗證明碳酸的酸性比硅酸的強(qiáng)：________。
17. 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+3HClSiHCl3+H2；
③SiHCl3與過量H2在1000～1100℃反應(yīng)制得純硅。
已知SiHCl3能與H2O劇烈反應(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(xué)反應(yīng)方程式為______________。
(2)用SiHCl3與過量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如圖所示(熱源及夾持裝置均已略去)：
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不能采用普通玻璃管的原因是____________________，裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)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______________。
18. 某課題組同學(xué)擬探究金屬與非金屬氧化物之間的反應(yīng)。
Ⅰ.探究鈉與二氧化碳反應(yīng)。
甲查閱資料：常溫下，實驗室用氯化鈀溶液檢驗CO，現(xiàn)象是產(chǎn)生黑色沉淀。
乙選擇下列裝置設(shè)計實驗：
(1)若用碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)制備CO2且能控制反應(yīng)的發(fā)生和停止，探究CO2與Na反應(yīng)。氣體從左至右，導(dǎo)管口連接順序為___________；用化學(xué)方程式表示裝置E的作用____________________________________。
(2)點(diǎn)燃酒精燈之前，應(yīng)進(jìn)行的操作是啟動發(fā)生裝置中的反應(yīng)，等裝置___________(填裝置字母代號及現(xiàn)象)后，再點(diǎn)燃酒精燈。
(3)經(jīng)測定，產(chǎn)物為CO、C、Na2CO3且CO、C的物質(zhì)的量之比為1:1，寫出裝置C中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式____________________________________________________________。
Ⅱ.拓展探究。
(4)丁同學(xué)探究鎂與二氧化硫反應(yīng)，實驗中發(fā)現(xiàn)，在一定條件下鎂和二氧化硫反應(yīng)后的固體中有淺黃色粉末，取少量殘留固體于試管中，向其中滴加足量的鹽酸，產(chǎn)生臭雞蛋氣味的氣體A。
由此推知，鎂在二氧化硫中反應(yīng)一定生成了MgO、S和___________(填化學(xué)式)。
(5)戊同學(xué)根據(jù)上述原理設(shè)計如下流程：
下列有關(guān)說法正確的是___________(填代號)。
①上述三個反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng) ②在相同條件下，氣體B的密度大于空氣
③上述氣體B的熱穩(wěn)定性比甲烷的強(qiáng) ④理論上上述流程可以用于制備高純度硅
簡答題
19. 硅酸鹽具有特殊的性質(zhì)與應(yīng)用，回答下列問題：
(1)硅酸鹽材料是傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料，下列產(chǎn)品屬于硅酸鹽的是________(填序號)。
①玻璃 ②陶瓷 ③石英玻璃 ④硅芯片 ⑤光導(dǎo)纖維 ⑥水泥 ⑦磚瓦
(2)在煉鐵、水泥、玻璃的制備時，都需要的原料是________。
(3)磷酸鈣陶瓷是一種新型無機(jī)非金屬材料，可用于制造人造骨骼，這是利用了這類材料的________(填字母)。
A.耐高溫的特性 B.電學(xué)特性
C.光學(xué)特性 D.生物功能
(4)向Na2SiO3溶液中通入CO2氣體，現(xiàn)象是________，化學(xué)方程式為________。
(5)我國成功地發(fā)射了嫦娥一號探測衛(wèi)星，對月球土壤中14種元素的分布及含量進(jìn)行探測。月球上的主要礦物有輝石[CaMgSi2O6]、斜長石[KAlSi3O8]和橄欖石[Mg2Fe2SiO6])等，則橄欖石中鐵為________價，斜長石的氧化物形式可表示為________，輝石CaMgSi2O6________(填“難”或“易”)溶于水。
20. “材料”的發(fā)現(xiàn)和使用往往會極大地推動生產(chǎn)、生活的發(fā)展，一些材料的出現(xiàn)甚至具有里程碑式劃時代的意義。請回答下列問題：
Ⅰ、(1)石棉(CaMg3Si4O12)是常用的耐火材料，用氧化物的形式表示其組成______。
(2)漂白粉的有效成分是______(均填化學(xué)式)。硅是無機(jī)非金屬材料的主角，請你舉出一種含硅的材料名稱______。
(3)缺鐵性貧血患者應(yīng)補(bǔ)充Fe2+，通常以硫酸亞鐵的形式補(bǔ)充，而硫酸鐵無這種藥效。當(dāng)用硫酸亞鐵制成藥片時外表包有一層特殊的糖衣，這層糖衣的作用是______。
(4)高分子材料可以分成無機(jī)高分子材料和有機(jī)高分子材料。[AlFe(OH)nCl6?n]m屬于無機(jī)高分子材料，是一種新型高效凈水劑，它廣泛應(yīng)用生活用水和工業(yè)污水的處理，其中鐵元素的化合價為______；
Ⅱ、高純二氧化硅可用來制造光纖。某稻殼灰的成分為：
通過如下流程可由稻殼灰制備較純凈的二氧化硅。
請回答下列問題：
(1)根據(jù)氧化物的性質(zhì)進(jìn)行分類，稻殼灰中屬于兩性氧化物的是______。
(2)步驟①中涉及SiO2的離子反應(yīng)方程式為______。
(3)濾渣A的成分有______(填化學(xué)式)
答案和解析
1.【答案】A
【解析】
【分析】
本題結(jié)合高純硅的制備考查硅及其化合物的性質(zhì)與用途、氧化還原反應(yīng)的相關(guān)計算等，題目難度不大，掌握硅及其化合物的相關(guān)知識即可解答。
【解答】
A.二氧化硅高溫下與C反應(yīng)生成硅和CO氣體，即步驟①的化學(xué)方程式為：SiO2+2CSi+2CO↑，故A錯誤；
B.步驟①中Si的化合價降低4價，故每生成1 ml Si轉(zhuǎn)移電子 4 ml，故B正確；
C.高純硅是制造太陽能電池的常用材料，二氧化硅是制造光導(dǎo)纖維的基本原料，故C正確；
D.沸點(diǎn)相差30 ℃以上的兩種液體可以采用蒸餾的方法分離，故D正確；
故選A。
2.【答案】B
【解析】
【分析】
本題主要考查硅與二氧化硅的性質(zhì)和用途，題目較基礎(chǔ)，掌握硅以及二氧化硅的基礎(chǔ)知識是解題的關(guān)鍵。
【解答】
A.Si屬于半導(dǎo)體，可用來制造計算機(jī)芯片，SiO2可用于制造光導(dǎo)纖維，故A正確；
B.硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，但硅屬于親氧元素，在自然界中以化合態(tài)存在，故B錯誤；
C.制造普通玻璃的原料：石灰石、純堿、石英，故C正確；
D.SiO2可與HF溶液反應(yīng)，故濃HF溶液可用于刻蝕玻璃，故D正確。
3.【答案】C
【解析】
【分析】
本題考查化學(xué)與生活、生產(chǎn)科技的關(guān)系，為高頻考點(diǎn)，難度不大。掌握傳統(tǒng)非金屬材料的分類、金屬材料以及新型材料的常見分類和性質(zhì)是解答關(guān)鍵。
【解答】
①傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料的主要成分都是硅酸鹽，而新型無機(jī)非金屬材料的主要成分不是硅酸鹽，故錯誤；
②鋼絲屬于鐵的合金，屬于金屬材料，故正確；
③工業(yè)生產(chǎn)漂白粉的原料為氯氣和石灰乳，故錯誤；
④光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅，不屬于高分子材料，故錯誤；
⑤高溫下，工業(yè)制硅的反應(yīng)方程式為2C+SiO2Si+2CO，故錯誤；
⑥硅單質(zhì)是良好的半導(dǎo)體材料，可用于制取通信芯片，故正確；
⑦環(huán)氧樹脂是有機(jī)高分子材料，故錯誤；
⑧太陽能發(fā)電板的主要材料是Si，故錯誤。
綜上所述錯誤的有①③④⑤⑦⑧，共6個，故C正確。
4.【答案】A
【解析】
【分析】
本題考查了物質(zhì)的成分、性質(zhì)，熟悉硅、二氧化硅的性質(zhì)是解題關(guān)鍵，主要掌握硅酸鹽材料的概念和常見的硅酸鹽材料，題目難度一般。
【解答】
①硅石的主要成分是二氧化硅，故正確；
②建設(shè)三峽大壩使用了大量水泥，水泥是硅酸鹽材料，故正確；
③太陽能是一種清潔能源，其應(yīng)用有利于環(huán)保節(jié)能，故正確；
④硅具有金屬和非金屬性質(zhì)，能作半導(dǎo)體材料，二氧化硅具有良好的光學(xué)特性，能夠用于制造光學(xué)器件，故錯誤；
⑤水晶主要成分是二氧化硅，二氧化硅是氧化物，不是硅酸鹽，故錯誤；
故選：A。
5.【答案】D
【解析】
【分析】
本題考查物質(zhì)的性質(zhì)，為高頻考點(diǎn)，把握物質(zhì)的性質(zhì)、發(fā)生的反應(yīng)、相互轉(zhuǎn)化為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，注意元素化合物知識的綜合應(yīng)用，題目難度不大。
【解答】
①碳酸鈉與二氧化硅高溫下反應(yīng)生成硅酸鈉，則Na2CO3→Na2SiO3一步轉(zhuǎn)化，故不選；
②二氧化硅不溶于水，則不能一步轉(zhuǎn)化生成硅酸，故選；
③硅酸鈉與二氧化碳、水反應(yīng)生成碳酸鈉，則Na2SiO3→Na2CO3發(fā)生強(qiáng)酸制取弱酸的反應(yīng)，可一步轉(zhuǎn)化，故不選；
④Ca(NO3)2與硅酸鈉可以反應(yīng)生成硅酸鈣，可一步轉(zhuǎn)化，故不選；
故選D。
6.【答案】A
【解析】
【分析】
本題考查了物質(zhì)的成分、性質(zhì)，熟悉硅、二氧化硅的性質(zhì)是解題關(guān)鍵，主要掌握硅酸鹽材料的概念和常見的硅酸鹽材料，題目難度一般。
【解答】
①硅石的主要成分是二氧化硅，故正確；
②建設(shè)三峽大壩使用了大量水泥，水泥是硅酸鹽材料，故正確；
③太陽能電池采用硅材料制作，太陽能電池在生活中的應(yīng)用有利于環(huán)保、節(jié)能，故正確；
④二氧化硅具有良好的光學(xué)特性，能夠用于制造光學(xué)器件，故錯誤；
⑤水晶主要成分是二氧化硅，二氧化硅是氧化物，不是硅酸鹽，故錯誤；
故選：A。
7.【答案】B
【解析】
【分析】
本題以流程題為載體考查高純硅的制備，題目難度中等，掌握硅及硅的化合物的性質(zhì)是解答本題的關(guān)鍵，側(cè)重考查學(xué)生分析與解決問題的能力。
【解答】
A.硅屬于親氧元素，在自然界中不能以游離態(tài)存在，主要以硅酸鹽和二氧化硅形式存在，故A錯誤；
B.SiHCl3和SiCl4的沸點(diǎn)有較大差距，所以可以通過蒸餾提純SiHCl3，故B正確；
C.二氧化硅和硅都能與氫氟酸反應(yīng)，故C錯誤；
D.二氧化硅高溫下與C反應(yīng)生成CO氣體，即步驟①的化學(xué)方程式為：SiO2+2CSi+2CO↑，故D錯誤。
8.【答案】B
【解析】
【分析】
本題以流程題為載體考查高純硅的制備，題目難度中等，掌握硅及硅的化合物的性質(zhì)是解答本題的關(guān)鍵，側(cè)重考查學(xué)生分析與解決問題的能力。
【解答】
A.硅屬于親氧元素，在自然界中不能以游離態(tài)存在，主要以硅酸鹽和二氧化硅形式存在，故A錯誤；
B.SiHCl3和SiCl4的沸點(diǎn)有較大差距，所以可以通過蒸餾提純SiHCl3，故B正確；
C.二氧化硅和硅都能與氫氟酸反應(yīng)，故C錯誤；
D.二氧化硅高溫下與C反應(yīng)生成CO氣體，即步驟①的化學(xué)方程式為：SiO2+2CSi+2CO↑，故D錯誤。
9.【答案】C
【解析】
【分析】
本題考查了物質(zhì)的用途，性質(zhì)決定用途，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度不大。
【解答】
A.計算機(jī)芯片的材料是半導(dǎo)體硅，故A錯誤；
B.氧化鋁熔點(diǎn)高，可以制作坩堝，能夠與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，不可用于熔融燒堿，故B錯誤；
C.制水泥和玻璃都用石灰石作原料，故C正確；
D.氫氟酸為弱酸，能夠與玻璃中的二氧化硅發(fā)生反應(yīng)，能夠腐蝕玻璃，故D錯誤。
故選C。
10.【答案】D
【解析】
【分析】
本題考查硅、二氧化硅的性質(zhì)和用途、硅酸鹽等，題目難度不大。
【解答】
A.硅可作半導(dǎo)體材料，二氧化硅可作光導(dǎo)纖維材料，故A錯誤；
B.用于雕刻工藝玻璃上紋飾的是氫氟酸而不是NaOH溶液，故B錯誤；
C.石英玻璃主要成分是二氧化硅，故C錯誤；
D.寫成氧化物形式要保證各元素的原子個數(shù)比不變，氧化物形式可表示為：Na2O?2FeO?3SiO2，故D正確。
故選D。
11.【答案】C
【解析】
【分析】
本題主要考查硅及其化合物，掌握硅、二氧化硅的物理性質(zhì)及化學(xué)性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度不大。
【解答】
A.SiO2是一種酸性氧化物，但可與氫氟酸反應(yīng)，故A錯誤；
B.高溫下，工業(yè)制硅的反應(yīng)生成CO，故B錯誤；
C.光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2，故C正確；
D.太陽能發(fā)電板的主要材料是Si，故D錯誤。
故選C。
12.【答案】A
【解析】
【分析】
本題主要考查的是硅及其元素化合物知識，明確硅及二氧化硅性質(zhì)與用途、硅的制備和提純、氧化還原反應(yīng)的判斷是解題關(guān)鍵，題目難度不大。
【解答】
A.二氧化硅高溫下與C反應(yīng)生成CO氣體，即步驟①的化學(xué)方程式為：SiO2+2CSi + 2CO↑，故A錯誤；
B.反應(yīng)①中，硅元素化合價由+4價降低為0價，每生成1 ml Si轉(zhuǎn)移4 ml電子，故B正確；
C.步驟③中SiHCl3與過量的氫氣生成硅單質(zhì)，化合價發(fā)生變化，發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，故C正確；
D.高純硅是制造太陽能電池的常用材料，二氧化硅是制造光導(dǎo)纖維的基本原料，故D正確。
故選A。
13.【答案】C
【解析】SiO2是酸性氧化物，A項錯誤；
Na2CO3溶液呈堿性，試劑瓶不能用玻璃塞，B項錯誤；
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項錯誤。
14.【答案】D
【解析】氫氟酸與SiO2反應(yīng)生成SiF4和水，可用于刻蝕玻璃，A項正確；
鹽酸的酸性強(qiáng)于硅酸，故向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀鹽酸可制備硅酸凝膠，B項正確；
根據(jù)化合物中正負(fù)化合價的代數(shù)和為0的原則，得氮化硅的化學(xué)式為Si3N4，C項正確；
晶體硅是良好的半導(dǎo)體材料，可以制成光電池，將光能直接轉(zhuǎn)化成電能，D項錯誤。
15.【答案】B
【解析】A.沙子的主要成分是SiO2，A正確；
B.SiO2和C在高溫條件下反應(yīng)生成Si和CO，B錯誤；
C.HF與Si發(fā)生反應(yīng)可生成SiF4，故氫氟酸可用于蝕刻硅基，C正確；
D.電鍍時，鍍層金屬作陽極，待鍍物體作陰極，D正確。
16.【答案】(1)將裝置中的空氣排盡，避免空氣中的氧氣、二氧化碳、水蒸氣對實驗產(chǎn)生干擾
(2)作安全瓶，防止倒吸
(3)澄清石灰水；PdCl2溶液；
(4)沒有尾氣處理裝置
(5)向硅酸鈉溶液中通入二氧化碳?xì)怏w，溶液變渾濁，證明碳酸的酸性強(qiáng)于硅酸

【解析】(1)焦炭與二氧化硅反應(yīng)要在高溫下進(jìn)行，高溫下，焦炭與空氣中的氧氣等也能反應(yīng)，所以實驗前要通入足量的N2，將裝置中的空氣排盡。
(2)根據(jù)裝置圖可知，裝置B的作用是作安全瓶，防止倒吸。
(3)根據(jù)元素守恒，焦炭與二氧化硅反應(yīng)可能生成一氧化碳也可能生成二氧化碳，又CO的檢驗會產(chǎn)生CO2，干擾CO2的檢驗，所以裝置C用來檢驗二氧化碳，裝置D用來檢驗一氧化碳，裝置C、D中所盛試劑分別為澄清石灰水、PdCl2溶液；若裝置C、D中溶液均變渾濁，說明既有二氧化碳生成又有一氧化碳生成，由于兩氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量相等，則根據(jù)原子守恒可知該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3SiO2+4C高溫 2CO2↑+2CO↑+3Si。
(4)一氧化碳有毒，會污染空氣，該裝置沒有尾氣處理裝置吸收或收集CO。
(5)設(shè)計實驗證明碳酸的酸性比硅酸的強(qiáng)時，將CO2通入硅酸鈉溶液，發(fā)生反應(yīng)CO2+H2O+Na2SiO3===Na2CO3+H2SiO3↓，溶液變渾濁，說明酸性H2CO3>H2SiO3。
17.【答案】(1)；
(2)①濃硫酸；使滴入燒瓶中的SiHCl3汽化；
②有固體物質(zhì)生成；在該反應(yīng)溫度下，普通玻璃會軟化；；
③排盡裝置中的空氣。
【解析】
【分析】
本題以Si的制取為載體考查化學(xué)實驗，涉及氧化還原反應(yīng)、基本操作、混合物的分離和提純等知識點(diǎn)，明確反應(yīng)原理是解本題關(guān)鍵，再結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)分析解答，同時考查學(xué)生思維的縝密性。
【解答】
(1)高溫下，SiO2和C反應(yīng)生成Si和CO，反應(yīng)方程式為；
(2)①為防止SiHCl3與H2O強(qiáng)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)，所以可以作干燥劑；升高溫度能使SiHCl3汽化，從而使SiHCl3汽化進(jìn)入石英管D中和氫氣反應(yīng)；
②D中發(fā)生反應(yīng)：，Si為固態(tài)，所以看到的現(xiàn)象是有灰黑色固體物質(zhì)生成；裝置D不能采用普通玻璃管的原因是因為在該反應(yīng)溫度下，普通玻璃會軟化；
③Si是親氧元素，為防止Si被氧化，需要實驗時要排盡裝置中的空氣，故答案為：排盡裝置中的空氣。

18.【答案】(1)a→fg→de→bc→j HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑
(2)F中溶液變渾濁
(3)6Na+5CO23Na2CO3+CO+C
(4)MgS
(5)②④

【解析】
【分析】
本題主要考查金屬鈉及鈉的化合物性質(zhì)探究實驗，硅的化合物的相關(guān)知識，據(jù)此進(jìn)行分析解答，難度中等。
【解答】
I.(1)若用碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)制備CO2且能控制反應(yīng)的發(fā)生和停止，探究CO2與Na反應(yīng)。氣體從左至右，導(dǎo)管口連接順序為
a →fg →de →bc →j；用化學(xué)方程式表示裝置E的作用HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑，故填：a →fg →de →bc →j；HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑；
(2)點(diǎn)燃酒精燈之前，應(yīng)進(jìn)行的操作是啟動發(fā)生裝置中的反應(yīng)，等裝置F中溶液變渾濁后，再點(diǎn)燃酒精燈，故填：F中溶液變渾濁；
(3)經(jīng)測定，產(chǎn)物為CO、C、Na2CO3且CO、C的物質(zhì)的量之比為1:1，寫出裝置C中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式6Na+5CO23Na2CO3+CO+C，故填：6Na+5CO23Na2CO3+CO+C；
II.(4)丙同學(xué)探究鎂與二氧化硫反應(yīng)，實驗中發(fā)現(xiàn)，在一定條件下鎂和二氧化硫反應(yīng)后的固體中有淺黃色粉末，取少量殘留固體于試管中，向其中滴加足量的鹽酸，產(chǎn)生有臭雞蛋氣味的氣體A。由此推知，鎂在二氧化硫中反應(yīng)一定生成了MgO、S和MgS，故填：MgS；
(5)丁同學(xué)根據(jù)上述原理設(shè)計如下圖流程：，根據(jù)流程圖可知，②在相同條件下，氣體B的密度大于空氣，④理論上上述流程可以用于制備高純度硅正確，故填：②④。

19.【答案】(1)①②⑥⑦；
(2)碳酸鈣(或CaCO3)；
(3)D；
(4)生成白色沉淀；Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3或Na2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2NaHCO3；
(5)+2；K2O?Al2O3?6SiO2；難。
【解析】
【分析】
本題主要考查的是硅酸鹽，意在考查學(xué)生的識記能力，解題的關(guān)鍵是識記常見的硅酸鹽材料和性質(zhì)。
【解答】
(1)玻璃、陶瓷、水泥、磚瓦都是屬于硅酸鹽材料，石英玻璃、光導(dǎo)纖維主要成分都是二氧化硅，硅芯片的主要成分是硅單質(zhì)。
(2)煉鐵的主要原料是鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣，水泥的主要原料為石灰石和黏土，玻璃的主要原料為石灰石、純堿、石英，則在煉鐵、水泥、玻璃的制備時，都需要的原料是碳酸鈣(或CaCO3)。
(3)磷酸鈣陶瓷可用于制造人造骨骼，說明該陶瓷具有生物功能，故D正確。
(4)碳酸的酸性比硅酸強(qiáng)，向Na2SiO3溶液中通入CO2氣體，現(xiàn)象是生成白色沉淀，化學(xué)方程式為Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3或Na2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2NaHCO3。
(5)橄欖石[Mg2Fe2SiO6]中，Mg的化合價為+2價，Si元素化合價為+4價，O元素的化合價為?2價，根據(jù)化合物中各元素化合價代數(shù)和為零，可知Fe元素化合價為+2價，斜長石[KAlSi3O8]的氧化物形式可表示為K2O?Al2O3?6SiO2；輝石[CaMgSi2O6]難溶于水。
20.【答案】I.(1)CaO?3MgO?4SiO2；
(2)Ca(ClO)2；玻璃、水泥、陶瓷、光導(dǎo)纖維等；
(3)保護(hù)FeSO4不被空氣中的氧氣氧化；
(4)+3；
II.(1)Al2O3；
(2)SiO2+2OH?=SiO32?+H2O；
(3)C和Fe2O3
【解析】解：I.(1)石棉(CaMg3Si4O12)是常用的耐火材料，用氧化物的形式表示其組成，書寫順序是：活潑金屬氧化物、較活潑金屬氧化物、二氧化硅、水，所以用氧化物的形式表示其組成為CaO?3MgO?4SiO2，
故答案為：CaO?3MgO?4SiO2；
(2)漂白粉的有效成分是次氯酸鈣，化學(xué)式為Ca(ClO)2；常見的含硅的材料有玻璃、水泥、陶瓷、光導(dǎo)纖維等，
故答案為：Ca(ClO)2；玻璃、水泥、陶瓷、光導(dǎo)纖維等；
(3)FeSO4易被空氣中的氧氣氧化，被氧化生成Fe3+，外表包有一層特殊的糖衣保護(hù)FeSO4不被空氣中的氧氣氧化，
故答案為：保護(hù)FeSO4不被空氣中的氧氣氧化；
(4)化合物中鋁元素顯+3價，氫氧根整體為?1價，氯元素顯?1價，各元素的化合價代數(shù)和為0，故鐵元素的化合價為+3價，
故答案為：+3；
II.稻殼灰用足量的氫氧化鈉浸泡，氧化鈉、氧化鉀均能與水反應(yīng)生成可溶性堿，氧化鋁為兩性氧化物能夠與強(qiáng)堿反應(yīng)生成可溶性偏鋁酸鹽，二氧化硅 為酸性氧化物與氫氧化鈉反應(yīng)生成可溶性硅酸鈉，過濾得濾液A含氫氧化鈉、氫氧化鉀、硅酸鈉、偏鋁酸鈉，濾渣A含有C以及氧化鐵，濾液A中加過量的稀鹽酸，過濾、洗滌得濾渣B為硅酸，煅燒硅酸可得二氧化硅，
(1)二氧化硅為酸性氧化物，氧化鈉、氧化鉀、氧化鐵為堿性氧化物，氧化鋁為兩性氧化物；
故答案為：Al2O3；
(2)二氧化硅為酸性氧化物，與氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉和水，離子方程式為：SiO2+2OH?=SiO32?+H2O，
故答案為：SiO2+2OH?=SiO32?+H2O；
(3)氧化鈉、氧化鉀均能與水反應(yīng)生成可溶性堿，氧化鋁為兩性氧化物能夠與強(qiáng)堿反應(yīng)生成可溶性偏鋁酸鹽，二氧化硅 為酸性氧化物與氫氧化鈉反應(yīng)生成可溶性硅酸鈉，三氧化二鐵、碳與氫氧化鈉不反應(yīng)，所以過濾剩余的濾渣A為C和Fe2O3，
故答案為：C和Fe2O3。
本題以硅及其化合物性質(zhì)為載體考查物質(zhì)的制備以及分離提純，題目難度中等，解答本題時注意熟悉氧化物的分類，明確硅及其化合物性質(zhì)，本題的易錯點(diǎn)為石棉(CaMg3Si4O12)的氧化物形式，要注意書寫順序是活潑金屬氧化物、較活潑金屬氧化物、二氧化硅、水；試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及綜合應(yīng)用能力。
組 分
SiO2
C
Na2O
K2O
Al2O3
Fe2O3
質(zhì)量分?jǐn)?shù)
59.20
38.80
0.25
0.50
0.64
0.16

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