备战高考化学无机非金属材料(大题培优)附详细答案

备战高考化学无机非金属材料(大题培优)附详细答案
一、无机非金属材料练习题（含详细答案解析）
1．某一固体粉末含有SiO2、Fe2O3、Al2O3，加入足量NaOH溶液充分反应后，过滤，向所得溶液中加入过量盐酸，过滤，将所得滤渣洗涤并灼烧至恒重，最终固体成份为
A．SiO2B．Fe2O3、SiO2
C．SiO2、Al2O3D．Fe2O3
【答案】A
【解析】
SiO2、Fe2O3、Al2O3，加入足量NaOH溶液充分反应后，过滤，向所得溶液中含有硅酸钠、偏铝酸钠，加入过量盐酸，生成硅酸沉淀，将所得滤渣洗涤并灼烧生成二氧化硅，故A正确。

2．下列说法中不正确的是（）
A．硝酸银溶液保存在棕色试剂瓶中
B．锂保存在煤油中
C．硅在自然界中只有化合态
D．实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A．硝酸银在光照或加热条件下会分解生成Ag、NO2、O2，因此一般将硝酸银溶液保存在棕色试剂瓶中，故A不符合题意；
B．锂单质的密度小于煤油，不能保存在煤油中，一般保存在石蜡中，故B符合题意；C．根据硅的化学性质，在自然界中应该有游离态的硅存在，但Si是亲氧元素，其亲氧性致使Si在地壳的演变中，全部以化合态存在于自然界中，故C不符合题意；
D．玻璃塞中含有SiO2，NaOH能够与SiO2发生化学反应生成Na2SiO3，因此实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞，故D不符合题意；
故答案为：B。

3．下列实验过程中，始终无明显现象的是（）
A．SO2通入Ba(NO3)2溶液中
B．O2通入Na2SO3溶液中
C．Cl2通入Na2SiO3溶液中
D．NH3通入Ca(HCO3)2溶液中
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A．二氧化硫被硝酸氧化为硫酸根离子，SO2通入Ba(NO3)2溶液中生成硫酸钡沉淀，故不选A；
B．O2通入Na2SO3溶液中，Na2SO3被氧化为Na2SO4，无明显现象，故选B；
C．Cl2通入Na2SiO3溶液中，氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸和Na2SiO3反应生成硅酸白色胶状沉淀，故不选C；
D．NH3通入Ca(HCO3)2溶液中生成碳酸钙沉淀和碳酸铵，故不选D；
故选B。

4．在生产和生活中应用的化学知识正确的是
A．玻璃、水泥、水晶项链都是硅酸盐制品
B．晶体硅是在通信工程中制作光导纤维的主要原料
C．碳酸钠在医疗上是治疗胃酸过多的一种药剂
D．发酵粉中主要含有碳酸氢钠，能使焙制出的糕点疏松多孔
【答案】D
【解析】
【详解】
A．水晶成分为二氧化硅是氧化物，不属于硅酸盐，故A错误；
B．二氧化硅具有良好的光学特性，是制作光导纤维的主要原料，故B错误；
C.碳酸钠碱性较强，具有腐蚀性，不能用于治疗胃酸过多，可以用碳酸氢钠治疗，故C错误；
D．碳酸氢钠不稳定，受热分解生成二氧化碳，能使焙制出的糕点疏松多孔，常用于食品发酵剂，故D正确；
答案选D。

5．C、Si、S都是自然界中含量丰富的非金属元素，下列关于其单质及化合物的说法中正确的是
A．三种元素在自然界中既有游离态又有化合态
B．二氧化物都属于酸性氧化物，能与碱反应而不能与任何酸反应
C．最低价的气态氢化物都具有还原性，易与O2发生反应
D．其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：H2SO4＞H2SiO3＞H2CO3
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A、Si元素是亲氧元素，在自然界中无游离态，A项错误；
B、SiO2能与HF反应，B项错误；
C、C、Si、S低价态气态氢化物为CH4、SiH4、H2S，都具有还原性，易与O2发生反应，C项正确；
D、根据元素性质的递变性，最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：H2SO4＞H2CO3＞
H2SiO3，D项错误；
本题答案选C。

6．氮化硅可用作高温陶瓷复合材料，在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。

由石英砂合成氮化硅粉末的路线如下图所示：
其中—NH2中各元素的化合价与NH3相同。

请回答下列问题：
(1)石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学反应方程式表示其原因：
_____________________。

(2)图示①～⑤的变化中，属于氧化还原反应的是_______________________。

(3)SiCl4在潮湿的空气中剧烈水解，产生白雾，军事工业中用于制造烟雾剂。

SiCl4水解的化学反应方程式为____________________________。

(4)在反应⑤中，3 mol Si(NH2)4在高温下加热可得1 mol 氮化硅粉末和8 mol A气体，则氮化硅的化学式为________________。

(5)在高温下将SiCl4在B和C两种气体的气氛中，也能反应生成氮化硅，B和C两种气体在一定条件下化合生成A。

写出SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式
______________________。

【答案】SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O ①② SiCl4＋3H2O=4HCl↑＋H2SiO3↓ Si3N4 3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl
【解析】
【分析】
根据题中反应流程可知，石英砂在高温下被碳还原得到粗硅，粗硅与氯气反应生成粗四氯化硅，精馏后得到较纯的四氯化硅，四氯化硅在高温下与氨反应生成四氨基硅，四氨基硅高温下生成氮化硅，据此解答。

【详解】
（1）石英砂的主要成分是二氧化硅，二氧化硅与强碱氢氧化钠溶液反应生成可溶性硅酸钠和水，反应的化学方程式为SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O；
（2）①石英砂到粗硅，硅元素化合价降低，属于氧化还原反应；②粗硅与氯气反应生成四氯化硅，硅元素化合价升高，属于氧化还原反应；③四氯化硅精馏属于物理变化；④四氯化硅与氨气反应，不存在化合价的变化，不是氧化还原反应；⑤Si(NH2)4高温生成氮化硅，没有化合价的变化，不是氧化还原反应；答案为①②；
（3）SiCl4在潮湿的空气中剧烈水解，产生白雾，说明有氯化氢产生，反应的方程式为SiCl4＋3H2O＝4HCl↑＋H2SiO3↓；
（4）3 mol Si(NH2)4在高温下加热可得1 mol 氮化硅粉末和8 mol A气体，结合原子守恒判断A是氨气，即3Si(NH2)4Si3N4+8NH3↑，所以氮化硅的化学式为Si3N4；
（5）A是氨气，则B和C是氮气和氢气，则根据原子守恒可知SiCl4与B和C两种气体反
应的化学方程式为3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl。

7．A、B、C、D四种易溶于水的化合物只由表中的八种离子组成，且四种化合物中阴、阳离子各不相同。

阴离子Cl－、SiO32-、OH－、NO3-
阳离子H＋、Ag＋、Na＋、K＋
已知：A溶液呈强酸性，且A溶液与B、C溶液混合均产生白色沉淀，B的焰色反应呈黄色。

回答下列问题：
（1）写出A、B、C、D的化学式：A______，B_____，C____，D____。

（2）写出A溶液与B溶液反应的离子方程式： __________。

（3）请选出适合存放A、C、D溶液的试剂瓶的序号：
溶液A C D
试剂瓶序号_________
【答案】HCl Na2SiO3 AgNO3 KOH SiO32-＋2H＋=H2SiO3↓①③②
【解析】
【分析】
A、B、C、D四种易溶于水的化合物只由表中的八种离子组成，且四种化合物中阴、阳离子各不相同，A溶液呈强酸性，则A为盐酸或硝酸，B的焰色反应呈黄色，则B中含有Na元素，A能和B反应生成白色沉淀，则B为Na2SiO3；盐酸能和AgNO3反应生成白色沉淀，所以C为AgNO3，则A为HCl，根据四种化合物中阴阳离子各不相同，则D为KOH。

【详解】
(1)根据以上分析知，四种物质化学式分别为HCl、Na2SiO3、C为AgNO3、D为KOH；
(2)A是HCl、B是硅酸钠，二者反应生成硅酸沉淀和氯化钠，离子方程式为SiO32-
+2H+=H2SiO3↓；
(3)A是HCl、C为AgNO3、D为KOH，KOH能和二氧化硅反应生成粘性物质硅酸钠，不能用含有玻璃塞的试剂瓶盛放；硝酸银见光易分解，应该放置在棕色试剂瓶中；盐酸不分解，且和玻璃中成分不反应，所以放置在一般试剂瓶中即可，所以A、C、D选取试剂瓶序号为①③②。

【点睛】
含有钠元素的物质焰色反应为黄色，含有钾元素的物质焰色反应透过蓝色钴玻璃为紫色，钙元素的焰色反应为砖红色；玻璃中含有二氧化硅，能与碱性溶液发生反应，所以碱性溶液的试剂瓶不用玻璃塞。

8．在下列物质的转化关系中，A是一种固体物质，E是一种白色沉淀，据此填写下列空白：
(1)B的化学式是________，B在固态时属于________晶体，1mol 含有的共价键数目是
______N A。

(2)E的化学式是_________。

(3)B和a溶液反应的离子方程式是_______________________________
(4)A和a溶液反应的化学方程式是___________________________________
【答案】SiO2原子4H2SiO3SiO2＋2OH－＝SiO32－＋H2O Si＋2NaOH＋H2O＝
Na2SiO3＋2H2↑
【解析】
【分析】
A是一种固体单质，与氧气反应得到B为氧化物，E是一种白色沉淀且不溶于盐酸，E加热分解得到B，所以E为H2SiO3，结合转化关系，可知A为Si，B为SiO2，a为强碱溶液，如NaOH溶液，G为Na2SiO3，D为H2O，F为H2。

【详解】
（1）由上述分析可知，B是SiO2，SiO2由硅原子和氧原子通过共用电子对形成空间网状结构，在固态时属于原子晶体，每个硅原子和四个氧原子形成四个共价键，1mol 含有的共价键数目是4N A。

故答案为：SiO2；原子；4；
（2）由上述分析可知，E为H2SiO3，故答案为：H2SiO3；
（3）二氧化硅与强碱溶液反应生成硅酸盐与水，反应的离子方程式为：SiO2+2OH－=SiO32－+H2O；
故答案为：SiO2+2OH－=SiO32－+H2O；
（4）Si与氢氧化钠反应生成硅酸钠与氢气，反应方程式为：
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑，
故答案为：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑。

【点睛】
本题考查无机物推断，B为氧化物、E为不溶于盐酸的白色沉淀为推断突破口，需要学生熟练掌握元素化合物性质。

9．某固体中可能含有Na+、K+、Al3+、Ba2+、SO42-、CO32-、SiO32-、等离子，将其配成 100mL 溶液。

学生研究性学习小组为了确认其成分，设计并完成了如图所示实验：
请回答下列问题：
(1)配制100mL 溶液需要使用容量瓶，该仪器使用前必须进行的一步操是______________；在“定容”操作中，当液面接近容量瓶刻度线1~2cm 处，改用__________________，再将容量瓶塞盖好，反复上下颠倒，摇匀。

(2)若出现如下情况，导致所配溶液浓度偏高的是_____________________
A．称量时砝码已经生锈；
B．溶解、转移溶液之后没有对烧杯和玻璃棒进行洗涤操作；
C．定容时俯视；
D．定容时，液面超过容量瓶颈上的刻度线，用胶头滴管将过量的液体吸出；
E.容量瓶不干燥，含有少量蒸馏水。

(3) 根据以上实验可得出：一定存在的离子是_________________，，一定不存在的离子是___________________。

(4) 加入稀盐酸，所发生的离子反应方程式为________________。

【答案】检查是否漏水改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液凹液面正好与刻度线相切 A、C CO32-、SiO32- SO42-、Al3+、Ba2+ CO32-+2H+=CO2↑+H2O；SiO32-+2H+=H2SiO3↓
【解析】
【分析】
向配制的溶液中加入稀盐酸后生成无色无味气体A、沉淀B，气体A为CO2，则原溶液中一定含有CO32-，结合离子共存可知一定不存在Al3+、Ba2+；生成的沉淀B为硅酸，则一定存在SiO32-；向滤液C中加入氯化钡溶液，无明显现象，说明溶液中不存在SO42-，据此结合溶液配制的方法解答；
第(2)题根据
n
c=
V
进行分析；
【详解】
(1)容量瓶使用前要检查是否漏水；当液面接近容量瓶刻度线1-2cm处，改用胶头滴管滴加质量数至液面凹液面恰好与刻度线相切，再将容量瓶塞盖好，反复上下颠倒，摇匀，故答案为：检查是否漏水；改用胶头滴管滴加质量数至液面凹液面恰好与刻度线相切；
(2)A.称量时砝码已经生锈会导致溶质的质量偏大，继而导致浓度偏大，故A正确；
B.溶解、转移溶液之后没有对烧杯和玻璃棒进行洗涤操作会导致溶质物质的量偏小，浓度偏小，故B错误；
C.定容时俯视会导致溶液体积偏小，溶液浓度偏大，故C正确；
D.定容时，液面超过容量瓶颈上的刻度线，用胶头滴管将过量的液体吸出会导致溶质的物质的量偏小，浓度偏小，故D错误；
E.容量瓶不干燥，含有少量蒸馏水对浓度没有影响，故E错误，
故答案为：AC；
(3)根据分析可知一定存在的离子为：CO32-、SiO32-；一定不存在的离子为：SO42-、Al3+、
Ba2+，故答案为：CO32-、SiO32-；SO42-、Al3+、Ba2+；
(4)根据分析可知，加入稀盐酸后碳酸根和硅酸根和氢离子发生反应，故答案为：CO32-
+2H+=CO2↑+H2O；SiO32-+2H+=H2SiO3↓。

10．A、B、C、D、E、F 六种物质的相互转化关系如图所示（反应条件和部分副产物未标出），其中反应①是置换反应。

（1）若 A、D、F 都是非金属单质，且 A、D 所含元素在周期表中同一列，A、F 所含元素在周期表中同一横行，则反应①的化学方程式是_______________________。

（2）若 A 是常见的金属单质，D、F 是气态单质，反应①在水溶液中进行，则反应②（在水溶液中进行）的离子方程式是_____________________；
（3）若 B、C、F 都是气态单质，且 B 有毒，③和④两个反应中都有水生成，反应②需要放电才能发生，A、D 相遇有白烟生成，反应③的化学方程式是________________。

（4）若 A、D为单质，且 A 原子核内所含质子数是 D 的 2 倍，B 是参与大气循环的一种物质，③和④两个反应中都有红棕色气体生成，反应④的化学方程式是_________。

【答案】SiO2＋2C Si＋2CO↑ 2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－
4NH3＋5O24NO＋6H2O C＋4HNO3CO2↑＋4NO2↑＋4H2O
【解析】
【分析】
【详解】
（1）若A、D、F都是非金属单质，反应①是置换反应，A、D同主族，根据框图可知，A 与F生成E，C与F也能生成E，因此只能是SiO2与C反应，则A是C、B是SiO2、C是
CO、D是Si，E是CO2、F是O2。

反应①的方程式为SiO2＋2C 高温
Si＋2CO↑。

（2）若A是常见的金属单质，反应①是置换反应，D、F是气态单质，根据框图可知，A 与F生成E，C与F也能生成E，因此A只能为Fe，D为H2，F为Cl2，B为HCl，C为FeCl2，E为FeCl3。

反应②的方程式为2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－。

（3）若 B 、C 、F 都是气态单质，且 B 有毒，③和④两个反应中都有水生成，反应②需要放电才能发生，A 、D 相遇有白烟生成，所以A 是氨气，B 是氯气，C 是氮气，D 是氯化氢，F 是氧气，E 是NO ，反应③的化学方程式是4NH 3＋5O 2 催化剂 4NO ＋6H 2O 。

（4）若A 、D 为短周期元素单质，且所含元素的原子序数A 是D 的2倍，所含元素的原子核外最外层电子数D 是A 的2倍，B 是参与大气循环的一种物质，反应①是置换反应，根据框图可知，A 为Mg ，D 为C ，B 为CO 2，C 为MgO ，又知③和④两个反应中都有红棕色气体生成，F 为HNO 3。

反应④的化学方程式是C ＋4HNO 3
CO 2↑＋4NO 2↑＋4H 2O 。

【点晴】
解框图题的方法的最关键的是寻找“突破口”，“突破口”就是抓“特”字，例如特殊颜色、特殊状态、特殊气味、特殊反应、特殊现象、特殊制法、特殊用途等。

11．以粉煤灰(主要含Al 2O 3、SiO 2，还有少量的Fe 2O 3)为原料制取Al 2O 3的流程如下：
（1）操作Ⅰ的名称是__。

（2）用H 2SO 4“酸浸”时的离子方程式为__(任写一个)。

（3）简述如何检验酸浸后溶液中是否有Fe 3+__。

（4）“煅烧”时的化学方程式为__。

（5）沉淀A 与氢氟酸反应的化学方程式为__。

【答案】过滤 Fe 2O 3＋6H ＋=2Fe 3＋＋3H 2O(或Al 2O 3＋6H ＋=Al 3＋＋3H 2O 任写一个) 取适量该溶液于试管中，加入KSCN ，若变红则有Fe 3+ 2Al(OH)3
Al 2O 3＋3H 2O
SiO 2+4HF=SiF 4↑+2H 2O
【解析】
【分析】
粉煤灰（主要含Al 2O 3、SiO 2, 还有少量的Fe 2O 3）和稀硫酸混合，发生反应
Al 2O 3+3H 2SO 4═Al 2(SO 4)3+3H 2O ，Fe 2O 3+3H 2SO 4═Fe 2(SO 4)3+3H 2O ，SiO 2和稀硫酸不反应，过滤溶液得滤渣Ⅰ为SiO 2； 根据Fe 3+遇KSCN 溶液变红色检验溶液中是否有Fe 3+；Al(OH)3加热分解为Al 2O 3和水；SiO 2与氢氟酸反应生成SiF 4和水。

【详解】
（1）操作Ⅰ实现了固体SiO 2和溶液的分离，操作Ⅰ的名称是过滤。

（2）用H 2SO 4“酸浸”时Al 2O 3、Fe 2O 3与硫酸反应，反应的离子方程式分别为Al 2O 3＋6H ＋=Al 3＋＋3H 2O 、Fe 2O 3＋6H ＋=2Fe 3＋＋3H 2O 。

（3）Fe 3+遇KSCN 溶液变红色，检验溶液中是否有Fe 3+的方法是：取适量该溶液于试管
中，加入KSCN ，若变红则有Fe 3+。

（4）“煅烧”时Al(OH)3分解为Al 2O 3和水，化学方程式为2Al(OH)3
Al 2O 3＋3H 2O 。

（5）沉淀A 是SiO 2，SiO 2与氢氟酸反应生成SiF 4和水，化学方程式为
SiO 2+4HF=SiF 4↑+2H 2O 。

【点睛】
本题考查了物质的制备流程，明确物质的性质是解本题关键，会从整体上分析每一步发生的反应及基本操作，注意离子检验操作方法的准确表达。

12．光纤通讯是光导纤维传送信号的一种通讯手段，合成光导纤维及氮化硅（一种无机涂层）的工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）反应Ⅰ的化学方程式为2C+SiO 2 Si+2CO↑，其中还原剂为______，产物Si 在周
期表中位于______，该反应涉及的副反应可能有C+SiO 2
Si+CO 2↑（碳不足）和______（碳足量）。

（2）经反应Ⅱ所得的四氯化硅粗品中所含的物质如下： 组分名称
4SiCl 3SiHCl 22SiH Cl HCl 3BCl 3PCl 质量分数 0.545 0.405 0.0462 0.0003 0.00193 0.00157 沸点/℃ 57.6 31.8
8.2 85 12.5 75.5 图中“操作X”的名称为______；3PCl 的电子式为______。

（3）反应Ⅳ的化学方程式为 3SiCl 4+4NH 3 Si 3N 4+12HCl ，若向2 L 恒容密闭容器中投入1 mol 4SiC1和1 mol 3NH ，6 min 后反应完全，则06～ min 内，HCl 的平均反应速率为______ mol•L -l •min -l ；反应Ⅲ的与Ⅳ产生的气体相同，则反应Ⅲ化学方程式为______。

反应Ⅲ中的原料气2H 和2O 在碱性条件下可构成燃料电池，其正极反应的电极方程式为______。

【答案】C 第三周期IVA 族 3C+SiO 2
SiC+2CO↑ 精馏(或蒸馏或分馏) 0.25 SiCl 4+O 2+2H 2
SiO 2+4HCl O 2+2H 2O+4e -=4OH -
【解析】
【分析】
由流程可知，反应I 为焦炭和石英砂高温条件下发生反应2C+SiO 2 Si+2CO↑，反应Ⅱ主要为Si 与氯气高温反应生成SiCl 4，根据所得的四氯化硅粗品中所含的物质的沸点不同，经过精馏(或蒸馏或分馏)得到纯SiCl 4，反应Ⅲ为SiCl 4与氢气、氧气在1500℃时反应SiCl 4+O 2+2H 2 SiO 2+4HCl ，反应IV 为SiCl 4与NH 3在1400℃时反应3SiCl 4+4NH 3
Si 3N 4+12HCl ，据此分析解答。

【详解】
(1)反应Ⅰ的化学方程式为2C+SiO 2
Si+2CO↑，C 元素的化合价升高，Si 元素的化合价降低，则其中还原剂为C ，Si 是14号元素，在周期表中位于第三周期IVA 族，该反应涉及的副反应可能有C+SiO 2 Si+CO 2↑(碳不足)和3C+SiO 2
SiC+2CO↑(碳足量)，故答案为：C ；第三周期IVA 族；3C+SiO 2
SiC+2CO↑； (2)四氯化硅粗品中所含的物质的沸点不同，经过蒸馏得到纯SiCl 4，“操作X”的名称为精馏(或蒸馏或分馏)，PCl 3为共价化合物，则电子式为，故答案为：精馏(或蒸馏或分馏)；；
(3)2 L 恒容密闭容器中投入1 mol SiC14和1 mol NH 3，SiC14过量，氨气反应完全，6min 后反
应完全，则生成的n(HCl)=3mol ，0～6min 内，HCl 的平均反应速率为3mol
2L 6min
=0.25mol•L -
l •min -l ；反应Ⅲ的化学方程式为SiCl 4+O 2+2H 2 SiO 2+4HCl ，反应Ⅲ中的原料气H 2和O 2在碱性条件下可构成燃料电池，其正极反应的电极方程式为O 2+2H 2O+4e -=4OH -，故答案为：0.25；SiCl 4+O 2+2H 2
SiO 2+4HCl ；O 2+2H 2O+4e -=4OH -。

【点睛】
本题的易错点和难点为(1)中副反应方程式的书写，要注意C 和Si 高温下能够化合生成SiC 。

13．硅单质及其化合物应用很广．请回答下列问题：
()1制备硅半导体材料必须先得到高纯硅．三氯甲硅烷()3SiHCl 还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：
①写出由纯3SiHCl 制备高纯硅的化学反应方程式 ______ ．
②整个制备过程必须严格控制无水、无氧．3SiHCl 遇水剧烈反应生成23H SiO 、HCl 和另
一种物质，写出配平的化学反应方程式 ______ ；
()2下列有关硅材料的说法正确的是 ______ ．
A ．单质硅化学性质稳定，但可以被强碱溶液腐蚀
B ．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
C ．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高
D ．光导纤维的主要成分是2SiO
()3硅酸钠水溶液俗称水玻璃．取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入盐酸，振荡．写出实验现象并给予解释(用化学方程式说明) ______ ．
()4在人体器官受到损伤时，需要使用一种新型无机非金属材料来植入体内，这种材料是 ______ (填字母)．
A ．高温结构陶瓷 B.生物陶瓷 C.导电陶瓷． 【答案】32
S iHCl H 1375KSi 3HCl ++ 32232SiHCl 3H O H SiO H 3HCl +=↓+↑+↑ AD 生成白色絮状沉淀，2323Na SiO 2HCl 2NaCl H SiO +=+↓ B
【解析】
【分析】
()1①纯3SiHCl 与氢气反应生成硅和氯化氢；
②依据原子个数守恒结合化合价变化写出方程式；
()2A.硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和氢气；
B.硅与盐酸不反应；
C.玻璃为混合物，不存在固定的熔点；
D.二氧化硅为光导纤维的主要成分；
()3盐酸的酸性强于硅酸，盐酸与硅酸钠反应生成硅酸沉淀和氯化钠；
()4用于人体器官的陶瓷，应具有良好的生物性能，据此分析。

【详解】
()1①纯3SiHCl 与氢气反应生成硅和氯化氢，方程式为：
32 S iHCl H 1375KSi 3HCl ++；
3SiHCl ②遇水剧烈反应生成23H SiO 、HCl 和氢气，化学方程式为：
32232SiHCl 3H O H SiO H 3HCl +=↓+↑+↑； 故答案为：
32232SiHCl 3H O H SiO H 3HCl +=↓+↑+↑；
()2A.硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和氢气，可以被强碱溶液腐蚀，故A 正确；
B.硅与盐酸不反应，故B 错误；
C.玻璃为混合物，不存在固定的熔点，故C 错误；
D.二氧化硅为光导纤维的主要成分，故D 正确；
故选：AD ；
()3盐酸的酸性强于硅酸，盐酸与硅酸钠反应生成硅酸沉淀和氯化钠，离子方程式：生成白色絮状沉淀，2323Na SiO 2HCl 2NaCl H SiO +=+↓； 故答案为：生成白色絮状沉淀，2323Na SiO 2HCl 2NaCl H SiO +=+↓；
()4用于人体器官的陶瓷，应具有良好的生物性能，故选B 。

【点睛】
本题考查了硅及其化合物的性质和用途，熟悉物质的化学性质是解题关键，注意相关知识的积累。

14．晶体硅是一种重要的非金属材料，制备高纯硅的主要步骤如下：
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅；
②粗硅与干燥HCl 气体反应制得SiHCl 3：Si ＋3HCl
SiHCl 3＋H 2； ③SiHCl 3与过量H 2在1000～1100℃反应制得纯硅。

已知SiHCl 3能与H 2O 强烈反应，在空气
中易自燃。

请回答下列问题。

（1）第①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SiHCl 3(沸点31.8℃)中含有少量SiCl 4(沸点57.6℃)和HCl(沸点-84.7℃)，提纯SiHCl 3采用的方法为__。

（3）用SiHCl 3与过量H 2反应制备纯硅的装置如图(热源及夹持装置已略去)。

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___(填字母)。

a ．碘水
b ．氯水
c ．NaOH 溶液
d ．KSCN 溶液
e ．Na 2SO 3溶液
【答案】SiO 2＋2C 高温Si ＋2CO↑ 分馏(或蒸馏) 浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl 3汽化 石
英管的内壁附有灰黑色晶体 在该反应温度下，普通玻璃管会软化 SiHCl 3＋H 2
~1100100℃0℃Si
＋3HCl 排尽装置内的空气 bd
【解析】
【分析】
(1)高温下，碳和二氧化硅反应生成硅和一氧化碳；
(2)利用沸点的不同提纯SiHCl 3，可用蒸馏的方法；
(3)①生成的氢气含有水蒸气，用浓H 2SO 4干燥；加热促使SiHCl 3气化；
②SiHCl 3和氢气反应有硅单质生成，根据硅的颜色判断D 装置中的现象；SiHCl 3和H 2反应生成硅和氯化氢；
③氢气是可燃性气体，易产生爆炸，SiHCl 3在空气中易自燃，所以先通一段时间H 2，将装置中的空气排尽；
④取少量产品于试管中加盐酸溶解，再滴加氯水和KSCN(aq)，若溶液呈红色说明含Fe ，若不呈红色说明不含Fe 。

【详解】
(1)高温下，碳做还原剂时，生成CO ，制粗硅的化学方程式为SiO 2＋2C 高温Si ＋2CO↑； (2)利用沸点的不同提纯SiHCl 3，可用分馏(或蒸馏)的方法；
(3)①锌和稀硫酸反应制得的氢气中含有水蒸气，而SiHCl 3能与水剧烈反应，所以实验中应使用干燥的氢气，一般选用浓H 2SO 4干燥氢气；加热的目的是使SiHCl 3汽化，进入装置D 中；
②高温下，SiHCl 3和氢气反应生成硅单质，硅单质是灰黑色固体，所以D 装置中的现象是：石英管的内壁附有灰黑色晶体，SiHCl 3与过量的H 2在1000℃～1100℃反应制得纯硅，化学方程式为SiHCl 3＋H 2~1100100℃0℃Si ＋3HCl ；装置D 不能采用普通玻璃管的原因是：温度太高，普通玻璃管易熔化；
③氢气是可燃性气体，当氢气的量达到一定时易产生爆炸，SiHCl 3在空气中易自燃，所以实验的关键是检查装置的气密性、控制好温度，以及先通一段时间H 2将装置中的空气排尽；
④铁能和稀盐酸反应生成亚铁离子，亚铁离子有还原性，亚铁离子能被氯水氧化生成铁离子，铁离子遇硫氰化钾溶液变红色，所以可以用氯水和硫氰化钾溶液检验铁的存在，故选bd 。

15．为确认HCl 、23H CO 、23H SiO 的酸性强弱，某学生设计了如下图所示的实验装置，一次实验即可达到目的（不必选其他酸性物质）请据此回答：
（1）锥形瓶中装某可溶性正盐溶液，分液漏斗所盛试剂应为________。

（2）装置B 所盛的试剂是_____________，其作用是__________________。

（3）装置C 所盛试剂是________________，C 中反应的离子方程式是____________。

（4）由此得到的结论是酸性：________＞________＞________。

【答案】盐酸 饱和3NaHCO 溶液 吸收HCl 气体 23Na SiO 溶液
232223SiO CO H O H SiO -++===↓23CO -+（或
2322323SiO 2CO 2H O 2HCO H SiO --++===+↓） HCl 23H CO 23H SiO
【解析】
【分析】
要确认HCl 、23H CO 、23H SiO 的酸性强弱，设计的实验流程为HCl →H 2CO 3→H 2SiO 3，所以A 中反应为2HCl+Na 2CO 3=2NaCl+H 2O+CO 2↑，C 中反应为
Na 2SiO 3+CO 2+H 2O==H 2SiO 3↓+Na 2CO 3或Na 2SiO 3+2CO 2+2H 2O==H 2SiO 3↓+2NaHCO 3。

由于盐酸易挥发，会干扰CO 2与Na 2SiO 3溶液的反应，所以在反应前，应除去CO 2中混有的HCl 气体。

（1）锥形瓶中装某可溶性正盐溶液，分液漏斗所盛试剂应为酸。

（2）装置B 所盛的试剂，应能除去CO 2中混有的HCl 气体。

（3）装置C 中发生反应Na 2SiO 3+CO 2+H 2O==H 2SiO 3↓+Na 2CO 3或Na 2SiO 3+2CO 2+2H 2O ==H 2SiO 3↓+2NaHCO 3。

（4）由此可得出酸性的强弱关系。

【详解】
要确认HCl 、23H CO 、23H SiO 的酸性强弱，设计的实验流程为HCl →H 2CO 3→H 2SiO 3， 由于盐酸易挥发，会干扰CO 2与Na 2SiO 3溶液的反应，所以在CO 2通入硅酸钠溶液前，应除去CO 2中混有的HCl 气体。

（1）锥形瓶中装某可溶性正盐(通常为Na 2CO 3)溶液，分液漏斗所盛试剂应为盐酸。

答案为：盐酸；
（2）装置B 所盛的试剂为饱和NaHCO 3溶液，其作用是除去CO 2中混有的HCl 气体。

答案为：饱和3NaHCO 溶液；吸收HCl 气体；
（3）装置C 中发生反应Na 2SiO 3+CO 2+H 2O==H 2SiO 3↓+Na 2CO 3或Na 2SiO 3+2CO 2+2H 2O ==H 2SiO 3↓+2NaHCO 3。

装置C 所盛试剂是23Na SiO 溶液，C 中反应的离子方程式是SiO 32-+CO 2+H 2O==H 2SiO 3↓+CO 32-或SiO 32-+2CO 2+2H 2O==H 2SiO 3↓+2HCO 3-。

（4）由此得到的结论是酸性：HCl ＞H 2CO 3＞H 2SiO 3。

答案为：HCl ；H 2CO 3；H 2SiO 3。

【点睛】
硅酸溶胶的制备：向盛有适量1mol/L 稀盐酸的试管里，逐滴加入适量的饱和硅酸钠溶液，用力振荡，即得到无色透明的硅酸溶胶。

硅酸凝胶的制备：向盛有少量饱和硅酸钠溶液的试管里，逐滴加入几滴浓盐酸，振荡、静置，即得到无色透明果冻状的硅酸凝胶。