高考化学无机非金属材料-经典压轴题附答案

高考化学无机非金属材料-经典压轴题附答案
一、无机非金属材料练习题（含详细答案解析）
1．下列化合物既能通过化合反应一步制得，又能通过复分解反应一步制得的是（）A．SO3B．FeCl2C．Cu D．H2SiO3
【答案】B
【解析】
【分析】
由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应为化合反应；两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应为复分解反应，据此分析。

【详解】
A．SO3可以由二氧化硫和氧气一步制得，但SO3不能通过复分解反应一步制得，故A错误；
B．FeCl2能通过Fe和FeCl3化合反应一步制得，也能通过BaCl2和FeSO4复分解反应一步制得，故B正确；
C．Cu不能通过化合反应和复分解反应制得，故C错误；
D．H2SiO3不能通过化合反应一步制得，故D错误；
答案选B。

【点睛】
化合反应是一种或多种物质生成一种物质的反应，得到的一定是化合物，分解反应是一种物质得到多种物质的反应，复分解反应通常指的是酸碱盐之间的反应。

2．化学与人类生产、生活密切相关，下列叙述中正确的是（）
A．石英是制造光导纤维的原料，也是常用的半导体材料
(Al O)硬度仅次于金刚石，可做机械轴承，属于无机非金属材料
B．刚玉23
C．泰国银饰和土耳其彩瓷，其主要成分均为金属材料
D．手机外壳上贴的碳纤维外膜是一种新型的有机高分子材料
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A．石英的主要成分是二氧化硅，是制造光导纤维的原料，硅单质是常用的半导体材料，故A错误；
B．无机非金属材是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。

是除有机高分子材料和金属材料以外的
(Al O)是金属氧化物，硬度仅次于金刚石，利用其硬度大的特
所有材料的统称，刚玉23
点，可做机械轴承，属于无机非金属材料，故B正确；
C．泰国银饰主要成分是银单质，属于金属材料，土耳其彩瓷主要成分是硅酸盐，属于无机非金属材料，故C错误；
D．手机外壳上贴的碳纤维外膜为碳单质，属于无机物，不是有机高分子化合物，故D错误；
答案选B。

3．医用外科口罩的结构示意图如下图所示，其中过滤层所用的材料是熔喷聚丙烯，具有阻隔部分病毒和细菌的作用。

下列关于医用外科口罩的说法不正确的是
A．防水层具有阻隔飞沫进入口鼻内的作用
B．熔喷聚丙烯属于合成高分子材料
C．熔喷聚丙烯材料难溶于水
D．用完后应投入有标志的垃圾箱
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.由医用外科口罩的结构示意图可知防水层具有阻隔飞沫进入口鼻内的作用,A项正确；
B.熔喷聚丙烯通过丙烯加聚反应制得，属于合成高分子材料，B项正确；
C.熔喷聚丙烯材料通过丙烯加聚反应制得，属于烃类无亲水基，难溶于水，C项正确；
D.口罩用完后属于有害物质，所以用完后应不能投入有标志的垃圾箱，D项错误；
答案选D。

4．下列实验现象与氧化还原反应有关的是( )
A．氨水中滴加石蕊试液显蓝色
B．NO2通入水中，气体由红棕色逐渐转变为无色
C．向Fe2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液，生成红褐色沉淀
D．向硅酸钠溶液中滴加适量的稀盐酸，有透明的凝胶形成
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A．氨水中滴加石蕊试液显蓝色，是由于一水合氨电离出氢氧根离子的缘故，没有发生氧化还原反应，故A错误；
B．NO2通入水中，气体由红棕色逐渐转变为无色，是由于反应生成NO和硝酸，N元素化
合价发生变化，属于氧化还原反应，故B正确；
C．向Fe2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液，生成红褐色沉淀，发生的是复分解反应生成氢氧化铁沉淀，不是氧化还原反应，故C错误；
D．向硅酸钠溶液中滴加适量的稀盐酸，有透明的凝胶形成，发生的是复分解反应生成硅酸，不是氧化还原反应，故D错误；
故选B。

5．我国“神舟”系列载人飞船的成功发射，标志着“炎黄子孙千年飞天梦想实现了”(1)火箭升空时，由于与大气层的剧烈摩擦，产生高温。

为了防止火箭温度过高，在火箭表面涂上一种特殊的涂料，该涂料的性质最可能的是____________
A．在高温下不融化 B．在高温下可分解气化
C．在常温下就分解气化 D．该涂料不可能发生分解
(2)火箭升空需要高能的燃料，经常是用N2O4和N2H4作为燃料，其反应的方程式是：
N2O4 + N2H4→ N2 + H2O 。

请配平该反应方程式：————N2O4 + ————N2H4→————N2 + ————
H2O，_________
该反应中被氧化的原子与被还原的原子物质的量之比是_____。

这个反应应用于火箭推进器，除释放大量的热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是_______。

(3)为了向宇航员提供氧气，飞船上有专门的供氧装置。

现有供氧剂过氧化钠与超氧化钾（KO2）。

①写出它们与二氧化碳反应的化学方程式（超氧化钾与二氧化碳的反应产物与过氧化钠类似）：________________________；_________________________。

②你选择的供氧剂是：_____，原因是：____________________________。

【答案】B 1N2O4 + 2N2H4 = 3N2 + 4H2O 2∶1 产物无污染 2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 4KO2+ 2CO2 = 2K2CO3 + 3O2 KO2原因是：单位质量产生氧气多
【解析】
【分析】
(1)为了防止火箭温度过高，在火箭表面涂上一种特殊的涂料，该涂料的作用应是防止火箭表面温度过高，因而该涂料必须具有在高温下吸热的性质，而物质在发生分解反应或气化时常吸收热量。

(2)火箭升空需要高能的燃料，经常是用N2O4和N2H4作为燃料，其反应的方程式是：
N2O4 + N2H4→ N2 + H2O，配平时，利用化合价升降法进行配平。

该反应中被氧化的原子是N2H4中的N原子，被还原的是N2O4中的N原子。

从产物看，N2、H2O都不是大气污染物，由此得出优点。

(3)①不管是过氧化钠还是超氧化钾，与二氧化碳反应都生成碳酸盐和氧气。

②通过两反应对比，可确定选择的供氧剂。

【详解】
(1)为了防止火箭温度过高，在火箭表面涂上一种特殊的涂料，该涂料的作用应是防止火箭表面温度过高，因而该涂料必须具有在高温下吸热的性质，而物质在发生分解反应或气化时常吸收热量。

故选B。

答案为：B；
(2)在反应N2O4 + N2H4→ N2 + H2O中，N2O4中N显+4价，N2H4中N元素显-2价，产物中N 元素显0价，依据电子守恒，可得出如下关系：N2O4——8e-——2N2H4，从而得出配平的反应方程式：1N2O4 + 2N2H4 = 3N2 + 4H2O；该反应中若参加反应的N2O4为1mol，则被氧化的N原子为4mol，被还原的N原子为2mol，二种原子物质的量之比是2∶1。

这个反应应用于火箭推进器，除释放大量的热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是产物无污染。

答案为：1N2O4 + 2N2H4 = 3N2 + 4H2O；2∶1；产物无污染；
(3)①不管是过氧化钠还是超氧化钾，与二氧化碳反应都生成碳酸盐和氧气，化学方程式为：2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2；4KO2+ 2CO2 = 2K2CO3 + 3O2。

答案为：2Na2O2 + 2CO2 =
2Na2CO3 + O2；4KO2+ 2CO2 = 2K2CO3 + 3O2。

；
②从单位质量的供氧量分析，选择的供氧剂是：KO2，原因是：单位质量产生氧气多。

答案为：KO2；单位质量产生氧气多。

【点睛】
平常所用的物品，对表面涂料的要求是稳定，能起到保护内部金属等不受腐蚀的作用，而火箭的涂层不是为了防锈，而是“为了防止火箭温度过高”，即起到降温的作用，所以解题时，只有理解题意，才能不出现解答错误。

6．晶体硅是一种重要的非金属材料，有科学家认为硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”。

(1)工业上生产纯硅的工艺流程如下：
石英砂的主要成分是SiO2，在制备粗硅时，焦炭的作用是__________(填“氧化剂”或“还原剂”)；在该反应中，若消耗了3.0 g SiO2 ，则转移电子的总数为_______________。

(2)某实验室利用SiHCl3(沸点33.0 ℃)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。

装置如图所示(热源及夹持装置略去)。

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中发生反应的化学方程式为___________________________________。

③为检验产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需要加入的试剂有______(填字母)。

a.碘水
b.氯水
c.Na2SO3溶液
d.KSCN溶液
【答案】还原剂 1.204×1023或0.2N A浓硫酸使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化有固体物质生成 SiHCl3＋H2Si＋3HCl bd
【解析】
【分析】
(1)根据工艺流程写出化学方程式，从化合价的变化判断焦炭的作用，根据化学方程式和质量关系求出转移的电子数；
(2) ①A生成的氢气经过干燥，进入D与从C中汽化的SiHCl3反应制粗硅，B是干燥装置，
②氢气和SiHCl3发生置换反应，写出化学方程式；
③选择检验亚铁离子的试剂；
【详解】
(1)根据流程可知，化学方程式为SiO2+2C Si+2CO，碳的化合价升高，做还原剂，
1mol SiO2参加反应转移的电子数为4mol，反应中消耗了3.0 g SiO2 ，n=m 3.0g
=
M60g/mol
=0.05
mol，转移电子为0.2 mol，即1.204×1023或0.2N A；
(2)SiHCl3能与H2O强烈反应，需要用浓硫酸干燥氢气，反应需要的温度比较高，在D中反应，SiHCl3的沸点较低，C中的烧瓶需要加热是为了使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化；
②装置D中有硅单质生成，即有固体物质生成。

此反应为 SiHCl3＋H2Si＋
3HCl；
③亚铁离子的检验通常用的方法是：先向溶液中加入KSCN，溶液不变红色，再加入氯水
溶液变红色，即可却确定有亚铁离子，答案为bd。

7．化学就在我们身边，它与我们的日常生活密切相关，按要求回答以下问题：
（1）缺铁性贫血患者应补充Fe2＋，通常以硫酸亚铁的形式补充，而硫酸铁无这种药效。

当用硫酸亚铁制成药片时外表包有一层特殊的糖衣，这层糖衣的作用是_________________. （2）硅酸盐常可写成氧化物形式，钾长石（K2Al2Si6O16）写成氧化物的形式为
____________.
（3）漂粉精中有效成分的化学式为_________________.
（4）“硅材料”是无机非金属材料的主角，其中广泛应用的光导纤维成分是
_____________________
（5）陶瓷、水泥和玻璃是常用的传统的无机非金属材料，其中生产普通玻璃的主要原料有_________，氢氧化钠溶液不能用玻璃塞的原因是（化学方程式）_________________.（6）向浑浊的水中加入明矾KAl(SO4)2•12H2O后，水可得到净化．写出明矾在水中的电离方程式_______，往明矾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液直至Al3+恰好沉淀完全，发生反应的离子方程式为_________________ .
（7）饮用水中的NO3-对人类健康产生危害，为了降低饮用水中NO3-的浓度，可以在碱性
条件下用铝粉将NO3-还原为N2，其化学方程式为：
10Al+6NaNO3+4NaOH═10NaAlO2+3N2↑+2H2O．
请回答下列问题：
①在化学方程式上用单线桥标出该反应中电子转移的方向和数目：_________________.
②上述反应中若生成标况下3.36L N2，则转移的电子数目为：_________________.
【答案】防止硫酸亚铁被氧化 K2O·Al2O3·6SiO2 Ca(ClO)2 SiO2纯碱、石英、石灰石
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42- 2Al3++3Ba2++6OH-+3SO42-
=2Al(OH)3↓+3BaSO4↓ 1.5N A
【解析】
【分析】
（1）根据FeSO4不稳定，在空气中易被氧化的特征进行分析；（2）根据酸盐写成氧化物形式的规律即活泼金属氧化物写到前边，以此类推完成；（3）根据漂白粉的制取原理进行解答；（4）根据铝离子水解生成氢氧化铝胶体可以净水的原理分析解答；（5）根据氧化还原反应得失电子守恒进行解答。

【详解】
（1）FeSO4易被氧化而变质，糖衣可起到保护FeSO4不被空气中的氧气氧化，所以外表包有一层特殊的糖衣，故答案为:保护FeSO4不被空气中的氧气氧化；
（2）硅酸盐常可写成氧化物形式，钾长石（K2Al2Si6O16）写成氧化物的形式顺序为，活泼金属氧化物写到前边，以此类推即可以写成K2O·Al2O3·6SiO2；答案：
K2O·Al2O3·6SiO2；
（3）氯气与Ca(OH)2反应生成CaCl2、Ca(ClO)2和水，反应的方程式为
2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O，其中氯化钙和次氯酸钙的混合物为漂白粉的主要成分，氯化钙无漂白作用，所以漂白粉的有效成分为次氯酸钙，因其有强氧化性而有杀菌消毒的作用,有效成分的化学式为Ca(ClO)2;答案：Ca(ClO)2；
（4）光导纤维的成分为二氧化硅，其化学式为SiO2；答案：SiO2；
（5）陶瓷、水泥和玻璃是常用的传统的无机非金属材料，普通玻璃的制取是纯碱、石灰石分别在高温的条件下和石英反应，生成硅酸钠和硅酸钙、所以生产普通玻璃的主要原料有纯碱、石英、石灰石；因为氢氧化钠溶液和SiO2反应，所以装氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，其化学反应方程式为：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，Na2SiO3具有粘合性；答案：纯碱、石英、石灰石；SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；
（6）明矾在水溶液中电离方程式为KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-，电离生成Al3+和SO42-，可以和 Ba(OH)2反应，假设KAl(SO4)2为2mol,溶液中含有2molAl3+，4molSO42-，当2molAl3+恰好全部沉淀时，需要6molOH-，即加入3molBa(OH)2，反应的离子方程式为：2Al3++3Ba2++6OH-+3SO42-=2Al(OH)3↓+3BaSO4↓;故答案为:KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-；2Al3++3Ba2++6OH-+3SO42-
=2Al(OH)3↓+3BaSO4↓
（7）①由10Al+6NaNO3+4NaOH═10NaAlO2+3N2↑+2H2O反应可知，Al失3个电子变成AlO2-，2NO3-得10个电子变成N2↑，根据得失电子守恒可知转移的电子总数为30个，所以电子
转移总数为30e-，其方程式为：；答案：；
②由10Al+6NaNO3+4NaOH═10NaA lO2+3N2↑+2H2O反应可知，若反应中生成标况下3.36L
N 2，则转移的电子数目为： 3.36L 22.4/L mol
10N A =1.5N A ;答案：1.5N A 。

8．硅在无机非金属材料中，扮演着主要角色，请利用相关知识回答下列问题：
(1)硅有非常重要的用途，请写出其中的一种：_________________________________。

(2)古瓷中所用颜料成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi 2O x ，铜为＋2价)，下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是________。

A ．可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO 2
B ．性质稳定，不易脱色
C ．x 等于6
D ．易溶解于强酸和强碱
(3)工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图如下：
①在电弧炉中发生的反应需要在高温条件进行，写出该反应化学方程式：
________________。

②SiCl 4极易水解，在空气中生成烟尘和白雾，推测书写其水解的化学方程式为
____________________。

③在流化床反应的产物中，除SiCl 4外，还有SiHCl 3、SiH 2Cl 2、SiH 3Cl 、FeCl 3等，有关物质的沸点数据如下表，分离SiCl 4和其他杂质的方法为________。

物质 Si SiCl 4
SiHCl 3 SiH 2Cl 2 SiH 3Cl HCl SiH 4 沸点/℃ 2355
57.6 31.8 8.2 －30.4 －84.9 －111.9
【答案】制半导体、制电路板、制太阳能电池板、制硅钢等(回答其中一种即可) D 2C ＋SiO 2===高温
2CO↑＋Si SiCl 4＋3H 2O===H 2SiO 3↓＋4HCl 蒸馏(精馏) 【解析】
【详解】
(1)硅位于金属和非金属分界线附近，常用作半导体材料，为无机非金属材料的主角，计算机芯片的主要成分为单质硅，太阳能电池的主要成分是硅单质，所以硅可制半导体、制电路板、制太阳能电池板、制硅钢等，
因此，本题正确答案是：制半导体、制电路板、制太阳能电池板、制硅钢等；
(2)A. 硅酸盐用氧化物形式表示时，书写顺序为：活泼金属氧化物、不活泼金属氧化物、二
氧化硅、水，所以硅酸铜钡用氧化物形式表示：22BaO CuO SiO ⋅⋅，所以A 选项是正确的；
B.硅酸盐性质均比较稳定，不容易褪色，所以B 选项是正确的；
C. 在硅酸铜钡中的铜元素化合价为+2，硅元素化合价为+4，氧元素的化合价为-2价，钡元素的化合价为+2价，则由化学式为2X BaCuSi O ，根据化合物中正负化合价的代数和为0可得：(2)(2)(4)2(2)0x +++++⨯+-⨯=，计算得出x=6，所以C 选项是正确的；
D. 26BaCuSi O 是瓷器的一种颜料，瓷器耐酸耐碱耐腐蚀，所以不与强酸、强碱反应，故D 错误；
因此，本题正确答案是：D ；
(3)①石英砂的主要成分是二氧化硅，制备粗硅发生置换反应， 2C ＋SiO 2===高温
2CO↑＋Si ； ②4SiCl 水解生成硅酸和氯化氢，反应的方程式为： SiCl 4＋3H 2O===H 2SiO 3↓＋4HCl ，因此，本题正确答案是： SiCl 4＋3H 2O===H 2SiO 3↓＋4HCl ；
③利用沸点的不同提纯4SiCl 属于蒸馏，4SiCl (沸点57.6℃)中含有少量3 SiHCl (沸点33℃)和3FeCl (离子化合物沸点很高)，22SiH Cl (沸点8.2℃)、3SiH Cl (沸点-30.4℃)、因为沸点差别较大，可以通过精馏(或蒸馏)除去杂质，因此，本题正确答案是：精馏(或蒸馏)。

9．单质Z 是一种常见的半导体材料，可由X 通过如下图所示的路线制备，其中X 为Z 的氧化物，Y 为氢化物，分子结构与甲烷相似，回答下列问题：
（1）能与X 发生化学反应的酸是_________；由X 制备Mg 2Z 的化学方程式为_________。

（2）由Mg 2Z 生成Y 的化学反应方程式为_________，Y 分子的电子式为_________。

（3）Z 、X 中共价键的类型分别是_________。

【答案】氢氟酸 SiO 2+Mg O 2↑+Mg 2Si Mg 2Si +4HCl =2MgCl 2+SiH 4 非极性键、极性键
【解析】
【详解】
单质Z 是一种常见的半导体材料，则Z 为Si ，X 为Z 的氧化物，则X 为SiO 2，Y 为氢化物，分子结构与甲烷相似，则Y 为SiH 4，加热SiH 4分解得到Si 与氢气。

（1）能与SiO 2发生化学反应的酸是氢氟酸；由SiO 2制备Mg 2Si 的化学方程式为：SiO 2+4Mg 2MgO +Mg 2Si 。

（2）由Mg 2Z 生成Y 的化学反应方程式为：Mg 2Si +4HCl =2MgCl 2+SiH 4↑，Y 为SiH 4，电子式
为。

（3）Z为Si，周期表中位于第三周期IVA族，其单质属于原子晶体，化学键类型为非极性共价键；X为SiO2，属于原子晶体，含有的化学键属于极性共价键。

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．高纯二氧化硅可用来制造光纤。

某蛇纹石的成分见下表：
通过下图流程可由蛇纹石制备较纯净的二氧化硅。

(1)蛇纹石中涉及的可溶性金属氧化物有___________________(写化学式)。

(2)步骤①中涉及SiO 2 反应的离子方程式为_________________________ 。

(3)滤渣 A 的成分有__________________ (填化学式)。

(4)步骤②中洗涤沉淀的方法是 _____________________________________________。

(5)步骤③反应的化学方程式为 _______________________________________；实验室进行步骤③需要用到的仪器有坩埚、泥三角、酒精灯、玻璃棒、________和____________。

【答案】Na 2O 、K 2O SiO 2+2OH -=SiO 32- +H 2O MgO 和Fe 2O 3 向漏斗中注入蒸馏水至浸没沉淀，让水自然流下，重复操作2~3次 H 2SiO 3
加热SiO 2+H 2O 坩埚钳 三脚架
【解析】
【分析】
用足量的氢氧化钠浸泡，二氧化硅可以和氢氧化钠反应生成硅酸钠，过滤得滤液A 为硅酸钠溶液，MgO 和Fe 2O 3不能与氢氧化钠反应，滤渣A 为MgO 和Fe 2O 3，氧化钠、氧化钾与水反应生成氢氧化钠和氢氧化钾；硅酸钠溶液中加入盐酸生成硅酸沉淀，过滤、洗涤得滤渣B 为硅酸，煅烧硅酸可得二氧化硅；
(1)氧化钠、氧化钾、氧化铁、氧化镁、二氧化硅中，氧化钠、氧化钾为可溶性金属氧化物；
(2)二氧化硅为酸性氧化物，与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水；
(3)与氢氧化钠溶液不反应的氧化物为滤渣；
(4)加入盐酸后的沉淀为硅酸，选择洗涤过滤后的硅酸的方法；
(5)硅酸不稳定受热易分解生成二氧化硅和水；依据灼烧固体操作选择合适的仪器。

【详解】
(1)蛇纹石中含有的可溶性金属氧化物有Na 2O 、K 2O ，它们能与水反应生成氢氧化钠和氢氧化钾；
(2)二氧化硅属于酸性氧化物，可与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，反应的离子方程式为：SiO 2+2OH -=SiO 32- +H 2O ；
(3)氧化钠与氧化钾属于可溶性氧化物，氧化铝属于两性氧化物，二氧化硅属于酸性氧化物，上述四种物质都能溶解在氢氧化钠溶液中，氧化镁和氧化铁属于碱性氧化物且难溶于水，因此，滤渣A 的成分有MgO 和Fe 2O 3；
(4)步骤②生成沉淀的成分是硅酸，洗涤过滤出的沉淀的方法是：向过滤器中注入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流出后，重复上述操作两到三次；
(5)步骤③用灼烧的方法使硅酸分解生成二氧化硅，化学方程式为：H 2SiO 3加热SiO 2+H 2O ，实验室灼烧固体时需要用到的仪器有坩埚、泥三角、酒精灯、玻璃棒、坩埚钳和三脚架。

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 ++；。