发布时间 : 星期一 文章第四章 非金属及其化合物 第1讲 碳、硅及无机非金属材料更新完毕开始阅读7ccc0695d5bbfd0a79567364
O2
O2
C
C
解析 A项正确，既可以实现C――→CO――→CO2――→CO的转化，也可以实现O2――→CO2――→CO――→CO2的转化；B项正确，既可以实现CO2――→NaHCO3――→Na2CO3――→NaHCO3的转化，也可以实现NaOH――→Na2CO3――→NaHCO3――→Na2CO3的转化；C项错误，可以实现Cl2――→FeCl3――→FeCl2――→FeCl3的转化，但不能实现Fe――→FeCl3――→FeCl2的转化；D项正确，既可以实现AlCl3――→Al(OH)3――→NaAlO2――→Al(OH)3的转化，也可以实现NaOH――→NaAlO2――→Al(OH)3――→NaAlO2的转化。 2.A、B、C、D、E五种物质中均含有同一种非金属元素，它们能发生如图所示的转化关系，该元素(用R表示)的单质能与NaOH溶液反应生成盐(Na2RO3)和氢气。
AlCl3
AlCl3
NaOH
Cl2
NaOH
NaOH
AlCl3
Fe
Fe
Cl2
Cl2
CO2
CO2
NaOH
C
O2
NaOH
NaOH
CO2
请回答下列问题：
(1)写出各物质的化学式：A__________；B__________；C__________；D__________；E__________。
(2)写出反应①的化学方程式：________________________________________， 该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(3)写出反应④的离子方程式：_________________________________________。 (4)写出反应⑤的离子方程式：_________________________________________。 (5)H2CO3的酸性强于E的，请用离子方程式予以证明：______________________。 答案 (1)SiO2 CaSiO3 Na2SiO3 Si H2SiO3 (2)SiO2＋2C=====Si＋2CO↑ 1∶2 (3)Si＋2OH＋H2O===SiO23＋2H2↑
－
－
高温
2(4)SiO23＋Ca===CaSiO3↓
－
＋
2(5)SiO23＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO3
－
－
解析 解答本题的“突破口(1)”是非金属元素R的单质能与NaOH溶液反应生成盐(Na2RO3)和氢气，说明是硅及其化合物之间的转化。“突破口(2)”是反应条件“高温”，A在高温条件下，能与焦炭、CaCO3发生反应，则A为SiO2。从而顺藤摸瓜推知B为CaSiO3，D为Si，E为H2SiO3。
(1)解答无机推断题的思维模型
(2)解答硅及其化合物的推断题，高温反应条件、特征反应、单质 与碱反应、盐溶液与过量盐酸反应产生白色沉淀等往往是推断题 的“突破口”。 题组二 工业制取高纯硅
3.晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下： ⅰ.高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅 ⅱ.粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3： Si＋3HCl=====SiHCl3＋H2
ⅲ.SiHCl3与过量H2在1 000～1 100 ℃反应制得纯硅 已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。 请回答下列问题：
(1)第ⅰ步制备粗硅的化学反应方程式为_______________________________________。 (2)粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点－84.7 ℃)，提纯SiHCl3采用的方法为_________________________________。 (3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下(热源及夹持装置略去)：
300 ℃
①装置B中的试剂是______________________。
装置C中的烧瓶需要加热，其目的是___________________________________。 ②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是__________________________， 装置D不能采用普通玻璃管的原因是________________________________， 装置D中发生反应的化学方程式为________________________________。
③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及__________________。
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂是______(填写字母代号)。
a.碘水 b.氯水 c.NaOH溶液 d.KSCN溶液 e.Na2SO3溶液 答案 (1)SiO2＋2C=====Si＋2CO↑ (2)分馏(或蒸馏) (3)①浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl3气化
②有固体物质生成 在反应温度下，普通玻璃会软化 SiHCl3＋H2
1 000～1 100 ℃
高温
=====Si＋3HCl
③排尽装置中的空气 ④bd
解析 (1)根据题给信息，粗硅可以用碳还原二氧化硅的办法来制得，故反应方程式为SiO2＋2C高温,Si＋2CO↑。
(2)因HCl易溶于水，而SiHCl3与H2O强烈反应，故提纯SiHCl3的方法只能在无水的条件下利用它们的沸点不同，采用分馏的方法进行。
(3)①因SiHCl3与水强烈反应，故A中产生的H2必须干燥，故B中的液体一定为浓H2SO4，且C中烧瓶需加热，其目的是使SiHCl3气化，加快与H2的反应。②根据题给信息石英管中产生的物质应为硅，故D中现象应有固体产生，由题给信息，制纯硅的反应条件为1 000～1 100 ℃，此温度下普通玻璃容易软化。③因高温下H2与O2容易反应而爆炸，故还应排尽装置中的空气。④铁与盐酸反应产生Fe2，其检验方法常常采用先将Fe2氧化为Fe3然后
＋
＋
＋
再加入KSCN溶液看是否变血红色来检验。
探究高考 明确考向
1.判断正误，正确的划“√”，错误的划“×” (1)单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料
( )
(2012·新课标全国卷，8B)
(2)合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料
( )
(2012·新课标全国卷，8D)
(3)甲――→乙( )
(2013·江苏，6A)
(4)SiO2可与HF反应，因而氢氟酸不能保存在玻璃瓶中
( )
丁
丁甲
丙，若甲为焦炭，则丁可能是O2
(2013·广东理综，10D)
(5)高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅
( )
(2013·广东理综，11C)
(6)SiO2有导电性，所以SiO2可用于制备光导纤维
( )
(2012·广东理综，12B)
(7)硅酸钠溶液应保存在带玻璃塞的试剂瓶中 ( )
(2012·海南，4B)
(8)水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂
( )
(2010·江苏，4B)
答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)× (7)× (8)√
解析 (4)合成纤维不是无机非金属材料而是有机物。(6)SiO2不能导电。(7)应用橡胶塞。 2.(2011·海南，9改编)“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，其基本过程如下图所示(部分条件及物质未标出)。
下列有关该方法的叙述中正确的是 ①能耗大是该方法的一大缺点
②整个过程中，只有一种物质可以循环利用
③“反应分离”环节中，分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤 ④该方法可减少碳排放，捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品 A.①② 答案 D
解析 ①，该方法中高温反应炉分离出CO2，需要消耗较多能量；②，整个过程中NaOH和CaO均可循环利用；③，从捕捉室中得到的溶液中含有大量的NaHCO3，加入CaO后生成CaCO3和NaOH，通过过滤的方法即可分离；④，捕捉到的CO2可与H2反应制备甲醇：CO2＋3H2――→CH3OH＋H2O。
3.[2013·安徽理综，25(3)改编]一种核素W的质量数为28，中子数为14，则W的单质与氢氟酸反应生成两种无色气体，该反应的化学方程式是____________________________。 答案 Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑
4.[2009·浙江理综，28(1)(2)(3)]单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450～500 ℃)，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。
一定条件
( )
B.②③ C.③④ D.①④