新高考化学常考知识点微专题每天一练半小时微考点24硅的制取及应用(含答案解析)

1．以下关于硅单质及其化合物的说法正确的选项是( )①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐资料A．①②B．②③C．①④D．③④2．关于硅及其化合物的表达中，错误的选项是( )．硅是优异的半导体资料高温B．二氧化硅能与石灰石反应：SiO2＋CaCO3=====CaSiO3＋CO2↑高温C．可以用焦炭还原二氧化硅生产硅：SiO2＋2C=====Si＋2CO↑D．水泥的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2高温3．(2016南·通高三下学期第一次调研)工业上经过反应“SiO2＋2C=====Si＋2CO↑”制取单质硅，以下说法正确的选项是( )A．自然界中硅元素均以SiO2形式存在．硅的化学性质不爽朗，常温下不与任何物质反应C．该反应条件下C的还原性比Si强D．生成4.48LCO时转移电子数为0.4×6.03×10234．(2017黑·龙江实验中学高三开学考)氯气用途十分广泛，可用于生产半导体资料硅，其生产的流程以下，以下说法不正确的选项是()石英砂①焦炭②氯气③氢气――→粗硅――→四氯化硅――→纯硅高温加热高温．①③是置换反应，②是化合反应．高温下，焦炭与氢气的还原性均强于硅的C．任一反应中，每耗资或生成28g硅，均转移4mol电子．高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按必然比率混杂可得高纯硅5．以下关于SiO2和CO2的表达中不正确的选项是( )．都是共价化合物．都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应C．都能溶于水且与水反应生成相应的酸D．SiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨6．硅是重要的化学元素之一，在从传统材想到信息资料的发展过程中，其创立了一个又一个奇景。请回答以下问题：硅在元素周期表中的地址是________________。工业上生产粗硅的反应有SiO2＋2C3273K,Si(粗硅)＋2CO↑；SiO2＋3C3273K,SiC＋2CO↑。若产品中单质硅与碳化硅的物质的量之比为1∶1，则参加反应的C和SiO2的质量之比为________。工业上可以经过以下列图的流程制取纯硅：①若反应Ⅰ的化学方程式为Si(粗硅)＋3HCl553～573K,SiHCl3＋H2，则反应Ⅱ的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________

。②整个制备过程必定严格控制无水、无氧。

SiHCl3

遇水激烈反应生成

H2SiO3、HCl

和另一种物质，写出该反应的化学方程式：

_______________________________________。③假设每一轮次制备

1mol

纯硅，且生产过程中硅元素没有损失，反应Ⅰ中

HCl

的利用率为90%，反应Ⅱ中

H2的利用率为

93.75%，则在第二轮次的生产中，补充投入

HCl

和H2的物质的量之比是

________。7．单晶硅是信息产业中重要的基础资料。平时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表示图。相关信息以下：a．四氯化硅遇水极易水解；b．硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；c．相关物质的物理常数见下表：物质SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5沸点/℃57.712.8－315－熔点/℃－70.0－107.2－－－升华温度/℃－－180300162请回答以下问题：写出装置A中发生反应的离子方程式：_____________________________________________________________________________________________________________。装置A中g管的作用是______________；装置C中的试剂是____________；装置E中的h瓶需要冷却的原由是________________________________________。装置E中h瓶收集到的粗产物可经过精馏(近似多次蒸馏)获取高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是____________(填写元素符号)。为了解析残留物中铁元素的含量，先将残留物预办理，使铁元素还原成Fe2＋，再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式为5Fe2＋＋MnO－4＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。①滴定前可否要滴加指示剂？________(填“是”或“否”)，请说明原由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②某同学称取

5.000g

残留物，经预办理后在容量瓶中配制成

100mL

溶液，移取

25.00mL

试样溶液，用

1.000×10－2

mol·L－1

KMnO

4

标准溶液滴定。达到滴定终点时，耗资标准溶液20.00mL，则残留物中铁元素的质量分数是

________。答案精析1．C2．D[水泥的主要成分是3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3；一般玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2。]3．C4.D5．C[二氧化硅不溶于水，硅酸是利用可溶性硅酸盐与酸反应制得的。]6．(1)第三周期ⅣA族(2)1∶2(3)①SiHCl3＋H21373～1453K,Si(纯硅)＋3HCl②SiHCl3＋3H2O,H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑③5∶1解析(1)依照硅的原子序数为14，可知其在元素周期表中位于第三周期ⅣA族。(2)依照产品中单质硅与碳化硅的物质的量之比为1∶1，再利用方程式计算。假设参加反应的C为5mol，SiO2为2mol，则二者的质量之比为(5mol×12g·mol－1－1)＝1∶2。)∶(2mol×60g·mol(3)①依照流程图中的信息知，反应Ⅱ的反应物有SiHCl3和H2，生成物有Si(纯硅)和HCl，利用察见解将其配平。②由于SiHCl3中Si为＋4价、H为－1价、Cl为－1价，SiHCl3与H2O发生了氧化还原反应(归中反应)，其氧化产物和还原产物均为H2，最后利用察见解将其配平。③据题意：3综合以上各反应的数据可知，在第二轮次的生产中补充投入HCl的物质的量为(90%－3)mol，投入H2的物质的量为(1－1)mol，二者的比值为5∶1。93.75%7．(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－△2＋＋Cl2↑＋2H2O=====Mn(2)平衡气压浓H2SO4SiCl4沸点较低，用冷却液可获取液态SiCl4(3)Al、Cl、P(4)①否MnO4－有颜色，故不需其他指示剂②4.48%解析A为Cl2的发生装置，B、C为Cl2的净化妆置，D中发生2Cl△2＋Si=====SiCl4，生成物SiCl4用E收集，B中为饱和食盐水将氯化氢气体除去，C中应为浓H2SO4除水；SiCl4沸点较低，E中用冷却液可获取液态SiCl4；由题中信息粗硅含铁、铝、硼、