硅元素及其化合物-2023年高考化学考试（解析版）

易错点12硅元素及其化合物

易错题［01］硅及其化合物的性质

(1)自然界中无游离态的硅，通常原子晶体不导电，但硅是很好的半导体材料，是制作光电

池的材料。Siθ2不导电，是制作光导纤维的材料P

(2)工业上制备粗硅，是用过量的C和Siθ2在高温下反应，由于C过量，生成的是CO而不

是CO2,该反应必须在隔绝空气的条件下进行。

(3)氢氟酸不能用玻璃容器盛放；NaoH溶液能用玻璃试剂瓶，但不能用玻璃塞。

(4)酸性氧化物一般能与水反应生成酸，但SiCh不溶于水；酸性氧化物一般不与酸作用，但

SiO2能与HF反应。

(5)硅酸盐大多难溶于水，常见可溶性硅酸盐是硅酸钠，其水溶液称为泡花碱或水玻璃，但

却是盐溶液。硅胶(mSiθ2∙"H2θ)是一种很好的无毒干燥剂。

(6)H2CO3的酸性大于H2SiO3的，所以有Na2SiO3+CO2(少量)+H2O=H2SiO3l+Na2CO3,

但高温下Na2CO3+Siθi^-Na2SiO3+CO2T也能发生，原因可从两方面解释：①硅酸盐

比碳酸盐稳定；②从化学平衡角度，由高沸点难挥发固体SiCh制得低沸点易挥发的CO2气

体。

(7)水泥、玻璃与陶瓷是三大传统无机非金属材料；碳化硅、氮化硅等是新型无机非金属材

料。

易错题【02】新型无机非金属材料

材料类型主要特性示例用途

高温结构陶瓷能承受高温，强度高氮化硅陶瓷汽轮机叶片、轴承、永久性模具等

半导体陶瓷具有电学特性二氧化锡陶瓷集成电路中的半导体

光学材料具有光学特性光导纤维-光缆通讯、医疗、照明等

生物陶瓷具有生物功能氧化铝陶瓷人造骨骼、人造关节、接骨螺钉

易错题【03】常考非金属及其化合物的性质与用途的对应关系

重要性质主要用途

ɪ硅是常用半导体材料用于制造芯片、硅太阳能电池

ɪSiθ2导光性能强、抗干扰性能好用于生产光导纤维

ɪ二氧化硫与02反应用作葡萄酒中食品添加剂

ɪ液氨汽化时吸收大量的热用作制冷剂

ɪ氯氟酸与玻璃中SiO2反应用氢氟酸刻蚀玻璃工艺

次氯酸盐(如NaCle)等)用于漂白棉、麻、纸张等

具有强氧化性

⑦硫酸钢难溶于水和盐酸医疗上用作“钢餐”

易错题【03】

(1)硅元素的原子序数为14,基态原子的筒化电子排布式为[Ne]3s23p2,核外电子的空间

运动状态有7种，不成对电子数有2种;单晶硅为原子晶体，晶体中每个Si原子以sp3杂化，

分别与4个相邻的Si原子形成4个。键,Si原子的配位数为4,晶体中最小的环是6元环，

1个环中平均含有2Si原子，含Si-Si键数为3。

(2)二氧化硅是直接由原子构成的原子晶体，晶体中Si原子均以sp3杂化，分别与4个O

原子成键，每个O原子与2个Si原子成键，晶体中的最小环为12元环，其中有6个Si原

子和6个O原子，含有12个Si-O键；每个Si原子被12个环共有，每个O原子被4个环

共有，每个Si-O键被4个环共有，Si原子数与O原子数之比为1：2。二氧化硅不溶于水，

熔沸点和硬度高于分子晶体干冰。

典例分析

的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切的关系。

下列说法错误的是

A.实验室熔融烧碱时，不可选用陶瓷培埸

B.闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成

C.陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是二氧化硅

D.陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点

C【解析】A.陶瓷含有二氧化硅，烧碱为氢氧化钠，能够与陶瓷中的二氧化硅反应，熔融

烧碱不能选用玻璃塔蜗，故A正确；

B.陶瓷的传统概念是指所有以黏土等无机非金属矿物为原材料，经过高温烧制而成的产品，

闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成，故B正确；

C.陶瓷由黏土经高温烧结而成，主要化学成分是硅酸盐，在新石器时代就已经开始使用，

应用较早，故C错误；

D.硅酸盐材料的化学性质不活泼，具有耐酸碱腐蚀，抗氧化等有点，故D正确。

例2、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：

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SiHCl3：Si+3HCl=SiHCl3+H2

③SiHCI3与过量H2在1100C反应制得纯硅，已知SiHCh能与H2O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SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量SiCI4(沸点57.6°C)

和HCl(沸点-84.7℃),提纯SiHCI3采用的方法为。

(3)用SiHCI3与过量H2反应制备纯硅的装置如图(热源及夹持装置略去)：

尾气处理

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中观察到的现象是一，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

是一(填写字母代号)。

a.碘水b.氯水c.NaOH溶液d.KSCN溶液e.Na2SO3溶液

高温

【答案】(I)Sio2+2C^Si+2COT(2)蒸储(3)①浓硫酸；使滴入烧瓶中的SiHCb气化②有

高温

固体物质生成；SiHCI3+比^=Si+3HC1③排尽装置中的空气④bd

【解析】本实验是利用SiHCl3和氢气反应制取纯硅，首先在装置A利用稀硫酸和锌粒反应

制取氯气，SiHCI3能与H2θ强烈反应、在空气中易自燃，所以需要装置B中盛放浓硫酸将

生成的氢气进行干燥、并用氢气排尽装置中的空气；水浴加热装置C,使SiHCh挥发，和

氢气一同进入石英管中在高温条件下反应制取纯硅。

高温

(1)高温下，SiCh和C反应生成Si和CO,反应的化学方程式为Sio2+2C^=Si+2COT；

(2)沸点不同的液体混合物可以采用蒸储的方法分离，这几种物质沸点不同，所以采用蒸储

的方法分离；

(3)①为防止SiHCI3与HzO强烈反应，需要干燥剂干燥氢气，浓硫酸具有吸水性且不和氢气

反应，所以装置B中可以盛放浓硫酸；加热装置C中烧瓶，升高温度能使SiHel3气化，从

而使SiHCb和氢气在D中反应；

高温

②D中发生反应SiHCl3+H2Si+3HC1,Si为固态，所以看到的现象是仃固体物质生成；

③SiHCI3能与HzO强烈反应、在空气中易自燃，且Si是亲氧元素，为防止SiHCl3自燃和

Si被氧化，需要排尽装置中的空气；

④若含铁单质，加入稀盐酸后溶液中应含Fe2+；检验Fe?+先加入KSCN溶液无明显现象,

再加入氯水溶液变红色即可，故选b、d»

例3、含硅元素的化合物广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成岩石.晶体硅(熔点

1410。C)用途广泛，制取与提纯方法有多种。

(1)炼钢开始和结束阶段都可能发生反应：Si+2FeO→2Fe+SiO,其目的是

高温2

A.得到副产品硅酸盐水泥B.制取SiCh,提升钢的硬度

C.除去生铁中过多的Si杂质D.除过量FeO,防止钢变脆

(2)一种由粗硅制纯硅过程如下：Si(粗)SiCU(纯)嬴＞Si(纯),在上

述由SiCLt制纯硅的反应中，测得每生成1.12kg纯硅需吸收akJ热量，写出该反应的热化

学方程式：;对于钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4)下列叙述正确的

是。

A.NaX易水解

B.SiX4是共价化合物

C.NaX的熔点一般高于SiX4

D.SiF4晶体是由共价键形成的空间网状结构

(3)粗硅经系列反应可生成硅烷(SiHQ,硅烷分解也可以生成高纯硅.硅烷的热稳定性弱于甲

烷，所以Si元素的非金属性弱于C元素，用原子结构解释其原因：0

(4)此外，还可以将粗硅转化成三氯氢硅(SiHcI3),通过反应：SiHCI3(g)+H2(g)USi⑸+3HCl(g)

制得高纯硅.不同温度下，SiHCl3的平衡转化率随反应物的投料比(反应初始时，各反应物

的物质的量之比)的变化关系如图所示.下列说法正确的是(填字母序号)。

SiiH(

平

衡

转

化

率

a.该反应的平衡常数随温度升高而增大

H(SiHCl2)

b.横坐标表示的投料比应该是

∏(H2)

c.实际生产中为提高SiHCI3的利用率，可适当降低压强

⑸硅元素最高价氧化物对应的水化物是H2SiO3.室温下，0.1mol∕L的硅酸钠溶液和0.1mol∕L

的碳酸钠溶液，碱性更强的是,其原因是。已知：H2SiO3:

7

Kal=2.0X101°、Ka2=LOxlO∣2,H2CO3：/Caι=4.3×10λTa2=5.6×10

【答案】⑴CD(2)SiC14(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g2H=+0.025akJ∕moI;BC(3)C和Si最外层电

子数相同(或“是同主族元素”)，C原子半径小于Si(或“C原子电子层数少于Si”)Si元素的非

金属性弱于C元素，硅烷的热稳定性弱于甲烷(4)ac(5)硅酸钠；硅酸的七2小于碳酸的心2,

硅酸钠更易水解

【解析】(I)炼钢的要求把生铁中的含碳量去除到规定范围，并使其它元素的含量减少或增

加到规定范围的过程，简单地说，是对生铁降碳、去硫磷、调硅钵含量的过程，这一过程基

本上是一个氧化过程，是用不同来源的氧(如空气中的氧、纯氧气、铁矿石中的氧)来氧化铁

高温高温

水中的碳、硅、镭等兀素.化学反应主要是2FeO+Si------2Fe+Siθ2∖Feo+Mn-------Fe+MnO；

在使碳等元素降到规定范围后，钢水中仍含有大量的氧，是有害的杂质，使钢塑性变坏，轧

制时易产生裂纹，故炼钢的最后阶段必须加入脱氧剂(例如镒铁、硅铁和铝等)，以除去钢液

高温高温高温

中多余的氧：Mn+FeO------MnO+Fe,Si+2FeO--------Sio2+2Fe,2Al+3FeO-------Ahθ3+3Fe,

故答案选CD；

11ɔX1∩3

(2)由题意可知：每生成1.12kg纯硅需吸收akJ热量，即生成j=4OmOl纯硅吸收的

a_a

热量为akJ热量，则生成ImOl纯硅吸收的热量为还巨贝一而kJ=0.025akJ,所以该反应

28

的热化学方程式：SiC14(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)∆∕7=+0.025akJ∕mol;

A.钠的强酸盐不水解，NaX(NaF除外)不易水解，故A错误；

B.硅的卤化物(SiX4)是由非金属元素原子间通过共用电子对形成的化合物，是共价化合物，

故B正确；

C.钠的卤化物(NaX)为离子化合物属于离子晶体，硅的卤化物(SiXQ为共价化合物属于分子

晶体，离子晶体的熔点大于分子晶体的熔点，即NaX的熔点一般高于SiX4,故C正确；

D.SiF4晶体是由分子间作用力结合而成，故D错误；

故答案为BC；

(3)C和Si最外层电子数相同(或“是同主族元素”)，C原子半径小于Si(或“C原子电子层数少

于Si”)Si元素的非金属性弱于C元素，硅烷的热稳定性弱于甲烷，故硅烷的分解温度远低

于甲烷；

(4)a.因为随着温度的升高，SiHCI3的转化率增大，平衡右移，则该反应的平衡常数随温度

升高而增大，故a正确；

b.增大一种反应物的浓度，能提高其它反应物的转化率，而本身的转化率反而降低，故横

坐林友小的投科比庖也是、'.故b用俣:

n(H2)

c.SiHa3(g)+H2(g)uSi(s)+3HCl(g)正向为气体系数增大的方向，降低压强平衡向气体系数增

大方向移动，可以提高SiHCl3的利用率，故C正确；

故答案选a、c；

(5)依据所给数据可知：硅酸的Ka2小于碳酸的Ka2,依据“越弱越水解”可知硅酸钠更易水解。

易错题通关

1.(2022•广东•高考真题)广东一直是我国对外交流的重要窗口，馆藏文物是其历史见证。

下列文物主要由硅酸盐制成的是

选

A.南宋鎏金饰品B.蒜头纹银盒C.广彩瓷咖啡杯D.铜镀金钟座

项

2.(2022.河北.高考真题)定窑是宋代五大名窑之一，其生产的白瓷闻名于世。下列说法正

确的是

A.传统陶瓷是典型的绝缘材料B.陶瓷主要成分为SiO?和MgC)

C.陶瓷烧制的过程为物理变化D.白瓷的白色是因铁含量较高

3.(2022・湖北・高考真题)C60在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳

玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是

A.具有自范性B.与C60互为同素异形体

C.含有sp3杂化的碳原子D.化学性质与金刚石有差异

4.(2022•广东•模拟预测)寿山石是中国传统四大印章石之一，含叶蜡石、高岭石等黏土矿

物。下列说法错误的是

A.寿山石的硬度与金刚石相当B.叶蜡石、高岭石的主要成分属于硅酸盐

C.寿山石的红色条纹与Fe2O3含量有关D.寿山石印章要避免与强酸、强碱接触

5.(2022•广东茂名•一模)硅及其化合物在人类进步中发挥了重要作用。Si和SiC用于制造

芯片，SiO,用于制造光纤，NazSiQ用作木材防火剂。下列说法正确的是

A.Si在自然界以游离态存在B.Si和SiC具有优良的导电性

C.SiOz不与酸反应D.Na2SiO3溶液可与CC>2反应

6.（2022・江苏•高考真题）下列说法正确的是

A.金刚石与石墨烯中的C-C-C夹角都为120

B.SiH八SiCL都是由极性键构成的非极性分子

C.楮原子QGe）基态核外电子排布式为4s%p2

D.IVA族元素单质的晶体类型相同

7.（2022・天津天津•二模）氮化硅（熔点1900°C）具有高强度、高韧性，通过SH与Nh发生

反应3SiH4+4NH3=Si3N4+12H2制得。下列说法错误的是

A.Si的电负性小于N的电负性B.SiK的稳定性强于NFh的稳定性

C.Si3N4属于共价晶体D∙SiH4为非极性分子

8.（2022•河南焦作•一模）2020年12月17B,嫦娥五号带回了近2公斤的月壤样品。将月

壤进行20倍放大后能明显看到褐色的玻璃状物质。下列有关玻璃的说法中正确的是

A.普通玻璃的原料是烧碱、石英、石灰石

B.普通玻璃和石英玻璃都属于硅酸盐产品

C.制备普通玻璃时的反应有Na2CO3+SiO2-CO2↑+Na2SiO3

D.普通玻璃用于镶嵌建筑物的门窗、墙面，但其不具有保温和防辐射等特征

9.（2022.湖北•天门市教育科学研究院模拟预测）“液态阳光”由中国科学院液态阳光研究组

命名，指的是利用太阳能、风能等可再生能源分解水制氢，再将空气中的CCh加氢制成

CH3OH等液体燃料。该过程零污染、零排放，并且可形成循环，是迄今为止人类制备CH3OH

最清洁环保的方式之一，下列说法错误的是（）

A.即使使用高效催化剂，改变反应历程，CO2和H2O合成CHQH和02也为吸热反应

B.Sio2的熔点比CCh的高，原因是SiCh的分子间作用力更大

C.Co2是直线形分子

D.甲醉的沸点介于水和甲硫醇（CH3SH）之间

10.（2022∙河北衡水中学一模）无机非金属材料在生产生活中应用广泛。下列说法错误的是

A.玻璃纤维用于高强度复合材料，其主要成分为玻璃

B.陶瓷是一种常见硅酸盐材料，可以用陶瓷用烟熔融纯碱

C.碳纳米材料是一类新型无机非金属材料，其中石墨烯具有导电性

D.碳化硅俗称金刚砂，可用作砂纸、砂轮的磨料

11.（2022•全国•模拟预测）“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金。”诗句中的“沙”的主要成分

是Si。？，下列说法错误的是

A.SiO?属于酸性氧化物，不与任何酸反应

B.“水玻璃”可以由SiO2与NaOH溶液反应制得

C.SiOz是制取传统硅酸盐产品玻璃的原料之一

D.通常所说的“从沙滩到用户”，这句话涉及工业上制备粗硅的工艺

12.（202卜浙江.模拟预测）根据“玉兔二号”提供的一个暗绿色闪光的石块信息进行分析，发

现石块主要由约45%的斜长石（CaAlSqg）、7%的辉石XYAL2rlSiQ6（X'Y为单核离子，

0<n≤l）和6%的橄榄石（M?SiO4,M为Mg、Fe）组成。下列关于上述“三石”的说法正确的

是

A.既是硅酸盐材料，又是金属材料

B.斜长石（CaAl2Si2Oj不稳定易水解

C.若辉石中n=l、Y为V3+时，X可能是Na+

D.橄榄石的氧化物形式一定为MgO∙FeO∙SiC>2

13.（2022•山东潍坊•三模）白炭黑（可用SiOz∙nHQ表示其组成）可广泛应用于日用化工、橡

胶制品、电子工业等许多领域。以硅酸钠和二氧化碳为原料制备白炭黑的工艺流程如下：

-►iSVf沉荷f洗津—♦控SU、烘干一►门炭黑

送相

下列说法错误的是

A.硅酸钠水溶液必须用带玻璃塞的试剂瓶盛装

B.沉淀反应的离子方程式为SiO1+HQ+CC½=H2SiO?J+CO；

C.蒸发“滤液”所得晶体中含有离子键和极性共价键

D.用稀盐酸洗涤沉淀的目的是除去沉淀表面的CO；

14.（2022∙湖北•模拟预测）石膏、水泥和石灰是传统的无机胶凝材料中的三大支柱。如图是

石膏的部分层状结构，中间的虚线代表层与层的分界线。下列说法错误的是（已知：（ɔ:

Ca2+

H2O、•'7硫氧四面体）

/,∖/,∖/z,

A.无水CaSO4可以用作干燥剂

B.每个H2O连接在1个Ca?+和相邻两层各1个S0；的0上

C.加热石膏，可以破坏层与层之间的氢键，只发生物理变化

D.工业制备水泥以黏土、石灰石为主要原料，辅料石膏可以调节水泥的硬化速度

15.（2022∙天津天津•二模）一种碳化硅晶体的晶胞如图所示，与金刚石的类似。下列判断正

B.熔点：碳化硅＞金刚石

C.该晶体熔融时会破坏极性键D.碳原子轨道的杂化类型为SP杂化

16.（2022∙重庆市育才中学模拟预测）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°C）,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。

连接

气

尾

理

处

置

装

冷却液

D

相关信息如下：①四氯化硅遇水极易水解;

②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;

③有关物质的物理常数见表:

物质

SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5

沸点/℃57.712.8—315—

熔点/℃-70.0-107.2———

升华温度/℃——180300162

请回答下列问,题：

(D写出装置A中发生反应的化学方程式一。

(2)装置A中g管的作用是__；装置C中的试剂是一；装置F的作用是一。

(3)常用强碱溶液吸收尾气，反应的离子方程式为一。

(4)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精储(类似多次蒸储)得到高纯度四氯化硅，精储后的

残留物中，除铁元素外可能还含有的元素是_(填写元素符号)。

(5)为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，使铁元素还原成Fe?+,再用KMnO4

标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是一。

17.作为推行“低碳经济”的重要科技进步，太阳能光伏发电成为重要的新型能源。太阳能光

伏发电最关键的材料是高纯硅，三氯甲硅烷(SiHeI3)还原法是当前制备高纯硅(Si)的主要方

法，生产流程示意如下：

j⅛⅞画T⅛7→丽画片丽画

L碗A

(1)石英砂的主要成分是SiO?,其能与NaOH反应生成硅酸钠和水，则SiC>2是(酸性

氧化物或碱性氧化物)，写出该反应化学方程式。

(2)“精储”也是蒸播的一种形式，通过蒸储可把液体混合物分离开，原理是利用混合物各成

分的(填“熔点”或“沸点”)不同。

(3)制取粗SiHXCIy的反应为：Si+HCl-SiHxCly+H?(未配平)，该条件下，30LHCl气体和足

量硅充分反应生成IOLSiHXCIy气体和IoLH2,则SiHXCIy化学式为。

(4)整个制备过程必须达到无水无氧，在H?还原SiHCI3过程中若混入0”除了生成SiO?外，

还可能引起的后果是。

(5)为达到绿色化学和资源综合利用的目的，在生产过程中物质A需要循环使用，A的化学

式是»

18.(2022・湖北•模拟预测)多晶硅是单质硅的一种形态，是制造硅抛光片、太阳能电池及高

纯硅制品的主要原料。

(1)已知多晶硅第三代工业制取流程如图所示。

多晶硅

电弧炉流化床反应器还原炉

发生的主要反应

1600-1800。C

电弧炉

SiO2+2CSi+CO↑

250-300°C

流化床反应器

Si+3HC1SiHCl3+H2

①物质Z的名称是

②用石英砂和焦在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反应的化学方程式为

③在流化床反应的产物中，SiHCI3大约占85%,还有SiCl4、SiH2Cl2.SiFhCl等,有关物质

的沸点数据如表，提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和o

物质

SiSiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiH3ClHCISiH4

沸点/℃235557.631.88.2-30.4-84.9-111.9

(2)利用晶体硅的粉末与干燥的氮气在1300~140(TC下反应，可制取结构陶瓷材料氮化硅

(Si3N4)0现用如图所示装置(部分仪器已省略)制取少量氮化硅。

①装置II中所盛试剂为O

②装置I和装置皿均需要加热，实验中应先(填“皿”或T)的热源。

⑶由晶体硅制成的n型半导体、P型半导体可用于太阳能电池。一种太阳能储能电池的工作

已知锂离子电池的总反应为：瞿

原理如图所示,Lil.xNiO2+xLiC6.LiNio2+xC60完

成下列问题。

太

阳

光n型半导体

濯半导体

①该锂离子电池充电时，n型半导体作为电源.(填“正”或"负”)极。

②该锂离子电池放电时，b极上的电极反应式为。

20.硅及其化合物广泛应用于太阳能的利用、光导纤维及硅橡胶的制备等.

纯净的硅是从自然界中的石英矿石(主要成分为Siθ2)中提取.高温下制取纯硅有如下反

应(方法I)：

①SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2C0(g)

②Si(s)+2Ch(g)≠SiCI4(g)

③SiCl4(g)+2H2(g)→Si(s)+4HC1(g)

完成下列填空：

(1)硅原子核外有种不同能级的电子，最外层P电子有种自旋方向；SiO?

晶体中每个硅原子与个氧原子直接相连。

(2)单质的还原性：碳硅(填写“同于”、“强于”或“弱于”).从平衡的视角而言，反

应①能进行的原因是。

(3)反应②生成的化合物分子空间构型为；该分子为分子(填写“极性”或“非极性”)。

(4)某温度下,反应②在容积为V升的密闭容器中进行,达到平衡时Cl2的浓度为amol∕L.然

后迅速缩小容器容积到0.5V升，t秒后重新达到平衡，CL的浓度为bmol∕L.贝hab

(填写“大于”、“等于”或“小于”

(5)在t秒内，反应②中反应速率V(SieIG=(用含a、b的代数式表示)。

(6)工业上还可以通过如下反应制取纯硅(方法H)：

@Si(粗)+3HC1(g)553-5："SiHCI3(1)+H2(g)+Q(Q>0)

i

⑤SiHCI3(g)+H2(g)J2⅛(纯)+3HCI(g)

提高反应⑤中Si(纯)的产率，可采取的措施有：、。

参考答案

1.C【详解】A.鎏金饰品是用金汞合金制成的金泥涂饰器物的表面，经过烘烤，汞蒸发而

金固结于器物上的一种传统工艺，其中不含硅酸盐，故A项不符合题意；

B.蒜头纹银盒中主要成分为金属银，其中不含硅酸盐，故B项不符合题意；

C.广彩瓷咖啡杯是由黏土等硅酸盐产品烧制而成,其主要成分为硅酸盐，故C项符合题意；

D.铜镀金钟座是铜和金等制得而成，其中不含硅酸盐，故D项不符合题意；

综上所述，答案为C。

2.A【详解】A.陶瓷是良好的绝缘体，传统陶瓷是典型的绝缘材料，常用于高压变压器的

开关外包装和器件，A正确；

B.陶瓷的主要成分为硅酸盐，而不是SiCh和MgO,C错误：

C.陶瓷烧制过程发生复杂的化学反应，由新物质生成，属于化学变化，C错误；

D.由于Fe2+、Fe"和铁的氧化物均有颜色，故陶瓷中含铁量越多，陶瓷的颜色越深，白瓷

的白色是因为铁含量较低甚至几乎不含，D错误；

故答案为：A。

3.A【详解】A.自范性是晶体的性质，碳玻璃为非晶态，所以没有自范性，A错误；

B.碳玻璃和C60均是由碳元素形成的不同的单质，所以是同素异形体，B正确：

C.碳玻璃具有高硬度，与物理性质金刚石类似，因而结构具有一定的相似性，所以含有sp?

杂化的碳原子形成化学键，C正确；

D.金刚石与碳玻璃属于同素异形体，性质差异主要表现在物理性质上，化学性质上也有着

活性的差异，D正确；

故选Ao

4.A【详解】A.己知寿山石是中国传统四大印章石之一，雕刻印章时通常用钢刀或金刚石

进行，故寿山石的硬度比金刚石小，A错误；

B.黏土属于硅酸盐，故叶蜡石、高岭石的主要成分属于硅酸盐，B正确；

C.FezCh是一种红棕色粉末，故寿山石的红色条纹与FezCh含量有关，C正确；

D.寿山石中含有铝硅酸盐，既能与强酸乂能与强碱反应，故寿山石印章要避免与强酸、强

碱接触，D正确：

故答案为：A0

5.D【详解】A.硅在自然界中以化合态存在，而不是游离态形式存，故A错误；

B.Si和SiC属于半导体，导电能力弱，故B错误；

C.SiCh能与氢氟酸发生反应，而不是不与任何酸反应，故C错误；

D.碳酸的酸性比硅酸强，则NaaSiCh溶液可与C0?反应生成H2SiO3,故D正确；

故选：D。

6.B【详解】A.金刚石中的碳原子为正四面体结构，C-C-C夹角为109。28，，故A错误;

B.SiH’的化学键为Si-H,为极性键，为正四面体，正负电荷中心重合，为非极性分子；SiCl4

的化学键为Si-C1,为极性键，为正四面体，正负电荷中心重合，为非极性分子，故B正确；

C.错原子（32Ge）基态核外电子排布式为[Ar]3d”>4s24p2,故C错误；

D∙NA族元素中的碳元素形成的石墨为混合晶体，而硅形成的晶体硅为原子晶体，故D错

误；

故选H

7.B【详解】A.元素的非金属性越强，电负性越大，氮元素的非金属性强于硅元素，所以

电负性强于硅元素，故A正确；

B.元素的非金属性越强，氢化物的稳定性越强，氮元素的非金属性强于硅元素，所以氨分

子的稳定性强于硅化氢，故B错误；

C.氮化硅是由原子组成的熔点高、强度高、韧性高的共价晶体，故C正确；

D.硅化氢的空间构型为结构对称的正四面体形，属于非极性分子，故D正确；

故选B。

8.C【详解】A.制造普通玻璃的主要原料是：纯碱、石灰石和石英，A项错误；

B.石英玻璃的主要成分是二氧化硅，B项错误；

高温

C.制造普通玻璃的主要原料是：纯碱、石灰石和石英，则反应有Na2Cθ3+SiCh-Cθ2↑+

Na2SiO3,C项正确；

D.普通玻璃具有透光、隔热、隔声、耐磨、耐气候变化的性能，有的还有保温、吸热、防

辐射等特征，D项错误；

答案选C。

9.B【详解】A.改变反应历程不能改变反应的焙变，所以加入催化剂，CCh和H?O合成

CHQH和02也为吸热反应，A选项正确；

B.SiCh为共价晶体，Ce）2为分子晶体，两者晶体类型不同，SiO2的熔点比CCh的高，B选

项错误；

C.CO2的结构式为C=O=C,为直线形分子，C选项正确；

D.甲醇分子之间和水分子之间都存在氢键，因此沸点高于不含分子间氢键的甲硫醇，而水

和甲醉均能形成分子间氢键，但分子数目相等时含有的氢键数目水比甲醉多，因此甲醇的沸

点介于水和甲硫醇之间，D选项正确；

答案选B。

10.B【详解】A.玻璃纤维是纤维状的玻璃，其主要成分为玻璃，常用于高强度复合材料，

故A正确；

B.陶瓷中的硅酸盐在高温条件下能与纯碱反应，故B错误；

C.碳纳米材料的主要成分为碳，属于新型无机非金属材料，石墨烯具有石墨的层状结构，

具有导电性，故C正确；

D.碳化硅为共价晶体，具有高硬度，可用作砂纸、砂轮的磨料，故D正确；

故选：Bo

II.A【详解】A.SiO2属于酸性氧化物，但其能与氢氟酸反应，A项错误；

B.“水玻璃”是硅酸钠溶液，可由SiO2与NaoH溶液反应制得，B项正确：

C.普通玻璃的成分是硅酸钠、硅酸钙和：氧化硅，Sio2与碳酸钠在高温条件下反应生成硅

酸钠和二氧化碳，C项正确；

D.“从沙滩到用户”的实质为工业上制粗硅的反应原理，即

高温

SiOa+2CJ^Si（粗硅）+2CO↑,D项正确；

故选Ao

12.C【详解】A.由化学式可知，斜长石、辉石、橄榄石的主要成分中都含硅元素，属于

硅酸盐材料；金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称,

主要包括纯金属或合金，则三石不属于金属材料，故A错误；

B.由化学式可知，斜长石是性质稳定、不易水解的硅酸盐，故B错误；

C.若辉石中n=l,Y为V3+,由化学式可知，辉石中不含有铝元素，设X元素的化合价为

+a,由化合价代数和为0可得：a+3+4×2-2×6=0,解得a=l,则X可能为Na+,故C正确;

D.橄榄石属于硅酸盐，可以用盐的形式表示，也可以用氧化物的形式表示，当用氧化物形

式表示时，若橄榄石中M只表示Mg,氧化物形式为2MgO∙SiCh,则橄榄石的氧化物形式不

一定为MgoFeO∙Siθ2,故D错误；

故选Co

13.A【详解】A.硅酸钠水溶液能黏合玻璃塞与玻璃瓶内颈，故不能用带玻璃塞的试剂瓶

盛装，故A项错误；

B.硅酸的酸性比碳酸弱，故可用在水玻璃中通入二氧化碳的方法制备硅酸，离子方程式为

SiO^+H2O+CO2=H2SiO3j+CO；,故B项正确;

C.蒸发滤液得到Na2CO3-XH2O,其中Na+与CO；之间为离子键，CO；内存在C-O极性键，

水分子内存在H-C）键为极性键，故C项正确；

D.Co:在酸性条件下不能大量存在，故用稀盐酸洗涤沉淀可除去沉淀表面的CO；,故D

项正确；

答案选A。

14.C【详解】A.硫酸钙可以吸收游离水生成结晶水合物石膏，可以做干燥剂，A项正确：

B.已知：C）：出0、Ca2+>▽：硫氧四面体（即硫酸根离子，四面体中每个

顶点均代表一个O原子)，由图可知每个H2O连接在1个Ca2+和相邻两层各1个SOΓ的O

上，B项正确；

C.加热石膏可失去结晶水，存在化学变化，C项错误；

D.石膏可调节水泥硬化速度，故工业制备水泥以黏土、石灰石为主要原料，辅料石膏可以

调节水泥的硬化速度，D项正确；

答案选C。

15.C【详解】A.碳化硅晶体属于原子晶体，与金刚石的类似，质硬，故A错误；

B.原子晶体中原子半径越小，共价键越强，硬度越大，原子半径：OSi,则熔沸点：金

刚石＞碳化硅，故B错误；

C.该晶体中只存在C-Si极性键，熔融时会破坏极性键，故C正确；

D.碳化硅形成4个共价键，C原子采用的是sp3杂化，故D错误；

故选：Co

Δ

16.(I)Mno2+4HCl(浓)-MnC12+C12f+2H2θ

(2)平衡气压，使盐酸顺利滴下浓硫酸防止水蒸气进入h使四氯化硅水解

(3)C12+2OH-=C1-+C1O+H2O

(4)AhP、Cl

2+3+2+

(5)5Fe+MnO；+8H÷=5Fe+Mn+4H2O

【解析】由制备四氯化硅的实验流程可知，A中发生二氧化镒与浓盐酸的反应生成氯气，B

中饱和实验水除去HCI,C装置中浓硫酸干燥氯气，D中发生Si与氯气的反应生成四氯化

硅，产物SiQ4沸点低，需要冷凝收集，E为吸收装置，F可防止水蒸气进入h使四氯化硅

水解。

Δ

(1)装置A制备氯气,其中发生反应的化学方程式为MnO2+4HC1(浓)—MnCI2+CI2T+2H2O；

(2)浓盐酸有挥发性，故分液漏斗要加盖，加盖后如没有g管，则盐酸就不易流下去，g管的

作用是平衡压强，使液体顺利流出并防止漏气；参加反应的氯气是干燥的，则装置C中的

试剂是浓硫酸；四氯化硅遇水极易水解，则装置F的作用是防止水蒸气进入h使四氯化硅

水解；

(3)氯气和氢氧化钠溶液反应的方程式为Ch+2OH=Cl+CIO+H2θ:

(4)D中氯气与粗硅反应生成Siel4,h瓶收集粗产物，精馅粗产品可得高纯度四氯化硅，由

表中数据可以看出，蒸出SiCI4气体时，BCb早已成气体被蒸出，而AICI卜FeCI3、PCk升

华温度均高于SiCL的沸点，所以当SiCh蒸出后，而AICI3、FeCi八PCL还为固体留在瓶里，

因此精储后的残留物中，除铁元素外可能还含有的元素是Al、P、C1；

⑸酸性高镭酸钾溶液氧化亚铁离子的离子方程式为5Fe2++MnO；+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。

17.(1)酸性氧化物SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

⑵沸点

(3)SiHCh

(4)爆炸

(5)HC1

【解析】石英砂的主要成分是Si<λ,与焦炭在高温下反应，制得粗硅与一氧化碳；粗硅与

HCl反应，生成三氯甲硅烷(SiHCl3)：三氯甲硅烷(SiHCl3)通过精储，得到纯的三氯甲硅烷

(SiHCl3);三氯甲硅烷(SiHCh)与氢气反应，得到高纯硅和HCL

(I)Sio2能与碱反应生成盐和水，则SiO?是酸性氧化物：该反应化学方程式：SiO2+2NaOH=

Na2SiO3+H2O,故答案为：酸性氧化物；SiO2+2NaOH=N