硅、无机非金属材料-2025年高考化学一轮复习讲义（解析版）

第15讲硅iwtiaa

01掌握Si元素的单质及其重要化合物的性质及应用。

02掌握无机非金属材料的性质和用途。

考点一：碳族元素硅和二氧化硅

重点•夯基易错

1.碳族元素概述

(1)碳、硅、错、锡、铅均属于第WA族元素，又称碳族元素，其价电子排布式为磔如。

(2)碳的单质

①碳单质的存在形式有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯，它们互为同素异形体。

②几种单质的结构特点

金刚石：正四面体空间网状结构;石墨：平面正六边形层状结构,C60是由60个碳原子形成的足球状分子

晶体。

2.硅单质

荐用在自然界主要以硅酸盐和氧化物的形式

形式)一存在

①制取粗硅：工业上，用焦炭还原石英砂

一得到含有少量杂质的粗硅：

高温A

2C+SiO=Si+2COt

制备_2

涔「②粗硅提纯：Si(粗)+3HCl型EsiHCls+Hz

1100t:

SiHCl3+H2=Si+3HCl

①良好的半导体材料

［用途］②太阳能电池

③计算机芯片

3.二氧化硅

------普通的沙（细小的石英晶体）

水晶（纯石英，无色透明晶体）

瞿一难溶于水，熔点高、硬度大

碱

SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

酸性碱性

SiO+CaOCaSiOs

氧化物氧化物2

一

化盐

学SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2f

性

质氧化性SiO2+2CSi+2C0f

一

溶于

SiO+4HFSiFJ+2HO

氢氟酸——=2-------2

福卜光导纤维、光学仪器、电子部件

正易错辨析

1.PC、13C、14c是碳的三种同素异形体（）

2.金刚石和石墨由相同的元素组成，因此它们具有相同的性质（）

3.石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应（）

4.Si是半导体材料，可用于制作太阳能电池（）

5.Si。?与NaOH溶液反应生成盐和水，也可以和氢氟酸反应，所以SiO2是两性氧化物（）

6.合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料。（）

7.晶体硅熔点高、硬度大，所以可用于制作半导体材料。（）

8.二氧化硅不与强酸反应，可用石英器皿盛放氢氟酸。（）

9.SiCh可与氢氟酸反应，所以氢氟酸不能保存在玻璃瓶中。（）

10.向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2出现白色沉淀,证明H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强式）

【答案】l.X2.X3.X4.V5.X6.X7.X8.X9.V10.X

方法•规律总结

NaOH

（1）玻璃中含有二氧化硅，因此氢氟酸可用于雕刻玻璃，盛放氢氟酸不能用玻璃瓶而用塑料瓶。

（2）NaOH溶液可以用玻璃瓶盛放，但不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶。

（3）用石英砂和焦炭制备粗硅的反应必须要隔绝空气在电炉中进行，得到的氧化产物是CO而不是CO2o

（4）硅与碱溶液反应时，硅为还原剂，印0为氧化剂。

Si+2NaOH+4H4e-2O=Na2SiO3+2H2t+3H2Oo

（5）SiC）2虽然即能与NaOH溶液反应，又能与氢氟酸反应，但不属于两性氧化物，属于酸性氧化物。

(6)酸性氧化物一般和水反应生成相应的酸，Si。?虽然是HzSiOs的酸酎，但它不与水反应，不能直接与水作

用制备H?SiO3。

⑺不能依据反应2C+SiC)2―^Si+2cot来说明C的还原性比Si强，也不能依据反应SiO2+Na2CO3

=^=Na2SiO3+CO2t来说明SiCh水化物的酸性比H2c。3强。

点拨■能力培养

1.下列关于硅的说法不正确的是()

A.硅是非金属元素，它的单质是灰黑色、有金属光泽的固体

B.硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料

C.硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应

D.加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应

【答案】C

【解析】晶体硅的结构与金刚石类似，它是灰黑色、有金属光泽的非金属固体，故A正确；硅常温下能

和HF溶液、氢氧化钠溶液反应，故C错误；在加热时，硅能与氧气或氯气反应生成二氧化硅或四氯化硅,

故D正确。

2.二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用途。a〜e是对

①〜⑤反应中SiC>2所表现的化学性质或作用进行的判断，其中正确的是()

①SiC>2+2NaOH=Na2SiO3+H20

②SiC>2+2C==5^=Si+2COt

③SiC)2+4HF==SiF4t+2H2O

@Na2CO3+SiO2==^=Na2SiO3+CO2t

⑤SiC>2+3C==5®=SiC+2C0t

a.反应①中SiC>2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃

b.反应②中SiC>2表现出氧化性

c.反应③中SiC>2表现了酸性氧化物的通性

d.反应④符合用难挥发性的酸酊制取易挥发性的酸酎的原理

e.反应⑤中SiCh未参加氧化还原反应

A.aceB.bdeC.cdeD.ab

【答案】B

【解析】通常用氢氟酸来刻蚀玻璃，与之对应的反应是③，a、c判断错误；反应②是一个置换反应，其

中二氧化硅被还原，表现出氧化性，b判断正确；反应④是一个复分解反应，用难挥发的二氧化硅制取易挥

发的二氧化碳，d判断正确；反应⑤中碳的化合价由0价变为一4价和+2价，硅和氧的化合价都没有改变,

因此二氧化硅没有参加氧化还原反应，e判断正确。

真题■明考向

1.（2024・河北・高考真题）燕赵大地历史悠久，文化灿烂。对下列河北博物院馆藏文物的说法错误的是

战国宫门青铜铺首西汉透雕白玉璧五代彩绘石质浮雕元青花釉里红瓷盖罐

A.青铜铺首主要成分是铜锡合金B.透雕白玉璧主要成分是硅酸盐

C.石质浮雕主要成分是碳酸钙D.青花釉里红瓷盖罐主要成分是硫酸钙

【答案】D

【解析】A.青铜铺首是青铜器，青铜的主要成分是铜锡合金，A正确;

B.透雕白玉璧是玉石，玉石的主要成分是硅酸盐，B正确；

C.石质浮雕是汉白玉，汉白玉的主要成分是碳酸钙，C正确；

D.青花釉里红瓷盖罐是陶瓷，陶瓷的主要成分是硅酸盐，D错误；

故选D。

2.（2023・天津•高考真题）下列常见物质及用途，错误的是

A.氢氧化铝可用于治疗胃酸过多

B.SiC>2可用于制造光导纤维

C.Fe2C）3是铁红，可以用作染料

D.钠起火，可以使用水基灭火器扑灭

【答案】D

【解析】A.胃酸中含有HC1,氢氧化铝可以与HC1反应，能用于治疗胃酸过多，A正确;

B.SiC>2具有良好的光学特性，可用于制造光导纤维，B正确：

C.FezCh是一种红色粉末，俗称铁红，常用作红色染料，C正确；

D.钠能与水反应生成易燃性气体氢气，不能使用水基灭火器扑灭，D错误；

故选D。

考点二：无机非金属材料

重点•夯基易错

1.常见硅酸盐材料比较

水泥玻璃陶瓷

生产原料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英黏土

主要设备水泥回转窑玻璃窑陶瓷窑

2.新型无机非金属材料

（1）高温结构陶瓷,如SiC、BN、Si3N4>AI2O3等。

（2）碳纳米材料

①类型：富勒烯、碳纳米管、石墨烯等。

②用途：在能源、信息、医药等领域有广阔的应用前景。

（3）特殊功能的含硅材料

①碳化硅共价晶体，具有金刚石结构，可用作磨料。

②含硅元素4%的硅钢具有导磁性。

R易错辨析

1.沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐（）

2.二氧化硅可用于生产玻璃（）

3.碳化硅俗称金刚砂，它可用于高温结构陶瓷的制作（）

4.压电陶瓷能实现机械能与电能的相互转化（）

5.石墨烯的电阻率低，热导率也低（）

6.传统的无机非金属材料均为硅酸盐材料（）

【答案】1.X2.V3.V4.V5.X6,X

方法*规律总结

1.新型无机非金属材料

材料类别主要特性示例用途

高温结构能承受高氮化硅汽轮机叶片、轴承、永久

陶瓷温，强度高陶瓷性模具等

半导体具有电学二氧化锡

集成电路中的半导体

陶瓷特性陶瓷

具有光

光学材料光导纤维光缆通信、医疗、照明等

学特性

具有生氧化铝人造骨骼、人造关节、接

生物陶瓷

物功能陶瓷骨螺钉

2.特殊功能的含硅材料

（l）SiC（俗称至1磅_）具有类似于金刚石的结构，硬度大，可用作砂纸、砂轮的磨料。

（2）含硅4%硅钢具有很高的导磁性，可用作变压器的铁芯。

（3）硅橡胶具有耐高温、耐低温的性质。

点拨•能力培养

1.水玻璃（NazSiOs溶液）广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域，是一种重要的工业原料。如图是用稻壳

灰（Si。2：65%〜70%、C：30%〜35%）制取水玻璃的工艺流程：

NaOH溶液

稻

反操作A，NaSOs稀溶液声强高浓度

壳

一水玻璃

灰

器——-----T活性炭］

口

下列说法正确的是（）

A.原材料稻壳灰价格低廉，且副产品活性炭有较高的经济价值

B.操作A与操作B完全相同

C.该流程中硅元素的化合价发生改变

D.反应器中发生的反应为氧化还原反应

【答案】A

【解析】A项，稻壳灰来源广泛，价格低廉，活性炭具有吸附性，有较高的经济价值，正确；B项，操作

A为过滤，操作B为蒸发浓缩，是两种不同的操作，错误；C项，二氧化硅中硅元素的化合价是+4价，硅

酸钠中硅元素的化合价也是+4价，所以该流程中硅元素的化合价没有发生改变，错误；D项，反应器中发

生的反应为SiO2+2NaOH=Na2SiC）3+H2O,此反应没有元素化合价的变化，属于非氧化还原反应，错误。

2.新材料的新秀一石墨烯和氧化石墨烯已成为物理、化学、材料科学研究的国际热点课题。其结构模型

如图所示：

下列有关说法正确的是（）

A.石墨烯是一种新型化合物

B.氧化石墨烯即石墨烯的氧化物

C.二者和石墨都是碳的同素异形体

D.氧化石墨烯具有一定的亲水性

【答案】D

【解析】石墨烯是碳的单质，A错误；氧化石墨烯含有氢元素，故不是石墨烯的氧化物，也不是碳的同

素异形体，B、C错误；由于氧化石墨烯结构中含有的羟基和竣基为亲水基团，所以它具有一定的亲水性,

D正确。

真题*明考向

1.（2023•湖北•高考真题）工业制备高纯硅的主要过程如下：

石英砂地晨。t＞粗硅T^siHCk高纯硅

下列说法错误的是

高温A

A.制备粗硅的反应方程式为SiO2+2C-Si+2COT

B.ImolSi含Si-Si键的数目约为4x6.02x1023

C.原料气HC1和H?应充分去除水和氧气

D.生成SiHCL的反应为嫡减过程

【答案】B

【解析】A.Si。?和C在高温下发生反应生成Si和CO,因此，制备粗硅的反应方程式为

高温小

SiO2+2C-Si+2C0t,A说法正确；

B.在晶体硅中，每个Si与其周围的4个Si形成共价键并形成立体空间网状结构，因此，平均每个Si形成2

个共价键，ImolSi含Si-Si键的数目约为2X6.02X10"，B说法错误；

C.HC1易与水形成盐酸，在一定的条件下氧气可以将HC1氧化；应在高温下遇到氧气能发生反应生成水,

且其易燃易爆，其与SiHCh在高温下反应生成硅和HCL因此，原料气HC1和H?应充分去除水和氧气，C

说法正确；

300℃

D.Si+3HCl^SiHCL+H2,该反应是气体分子数减少的反应，因此，生成SiHC§的反应为幅减过程，D

说法正确；

综上所述，本题选B。

2.（2022•河北•高考真题）化学是材料科学的基础。下列说法错误的是

A.制造5G芯片的氮化铝晶圆属于无机非金属材料

B.制造阻燃或防火线缆的橡胶不能由加聚反应合成

C.制造特种防护服的芳纶纤维属于有机高分子材料

D.可降解聚乳酸塑料的推广应用可减少“白色污染”

【答案】B

【解析】A.氮化铝是一种高温结构陶瓷，属于新型的无机非金属材料，A正确；

B.天然橡胶的单体为异戊二烯，合成橡胶的单体如顺丁烯等中均含有碳碳双键，通过加聚反应合成制得橡

胶，B错误；

C.“涤纶”“锦纶”“睛纶”“丙纶”“维纶”“氯纶”“芳纶”等均为合成纤维，属于有机高分子材料，C正确；

D.可降解聚乳酸塑料的推广应用，可以减少难以降解塑料的使用，从而减少“白色污染”，D正确；

故答案为：Bo

3.(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Si。2和MgO

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

【答案】A

【解析】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SiC)2和MgO,B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+、Fe3+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。

4.(2022•浙江・高考真题)尖晶石矿的主要成分为MgAia(含S&杂质)。已知：

MgAl2O4(S)+4C12(g)=MgCl2(s)+2A1C13(g)+2O2(g)AH>0o该反应难以发生，但采用“加炭氯化法”可以制备

MgJ和A13，同时还可得到副产物SiCL(SiC14沸点为58℃,A1J在180℃升华)：

高温

MgAl2O4(S)+4C(S)+4C12(g)—MgCl2(S)+2A1C13(g)+4CO(g)0下列说法不正确的是

A.制备时要保持无水环境

B.输送气态产物的管道温度要保持在180℃以上

C.氯化时加炭，既增大了反应的趋势，又为氯化提供了能量

D.为避免产生大量CO2,反应过程中需保持炭过量

【答案】D

【解析】A.由于高温条件下，C与H2O将反应生成CO和H2,且AlCb、MgCb在高温下均易水解，生成

的HC1挥发后促进AICI3、MgCb水解，导致所得产物不纯，故制备时要保持无水环境，A正确：

B.由题干信息可知，A1CU在180℃升华，故输送气态产物的管道温度要保持在180℃以上，B正确；

C.由题干信息可知，不加炭的氯化反应很难进行，则氯化时加炭，既增大了反应的趋势，同时C被氧化为

CO放出热量，则又为氯化提供了能量，c正确；

D.反应过程中若保持炭过量，则可能发生反应：SiO2+2C/Si+2co或者SQ+3C型遢SiC+2cO,导致

获得的固体产物MgCb中含有Si、SiC等杂质，D错误；

故答案为：D。

演练*提能力

1.正误判断，正确的打“J”，错误的打“X”。

(1)晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，常用于制造光导纤维(X)

(2)用焦炭和石英砂制取粗硅，SiC>2可制作光导纤维(V)

(3)石灰石是制造玻璃和水泥的主要原料之一(V)

(4)单晶硅熔点高，所以可用作半导体材料(X)

(5)冰壶主材料花岗岩属于无机非金属材料(V)

(6)火炬“飞扬”使用的碳纤维属于有机高分子材料(X)

【答案】(1)(X)(2)(J)(3)(V)(4)(X)(5)(J)(6)(X)

2.(2022•浙江•高考真题)下列说法不正确的是

A.晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，常用于制造光导纤维

B.高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远，可用于道路照明

C.氧化铝熔点高，常用于制造耐高温材料

D.用石灰石-石膏法对燃煤烟气进行脱硫，同时可得到石膏

【答案】A

【解析】A.晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，可用于制造晶体管、集成电路

等，而二氧化硅常用于制造光导纤维，A错误；

B.钠的焰色反应为黄色，可用作透雾能力强的高压钠灯，B正确；

C.耐高温材料应具有高熔点的性质，氧化铝熔点高，可用作耐高温材料，C正确；

高温

D.石灰石的主要成分为碳酸钙，石灰石-石膏法脱硫过程中发生反应：CaCO30=CaO+CO2T，

SO2+CaCO3=CaSO3+CO2,2CaSO3+O2=2CaSO4,得到了石膏，D正确；

答案选A。

3.(2022•广东•高考真题)陈述I和n均正确但不具有因果关系的是

选项陈述I陈述n

A用焦炭和石英砂制取粗硅SiC>2可制作光导纤维

B利用海水制取澳和镁单质Br-可被氧化，Mg?+可被还原

C石油裂解气能使澳的CC14溶液褪色石油裂解可得到乙烯等不饱和燃

DFeCL水解可生成Fe(CH)3胶体FeCk可用作净水剂

A.AB.BC.CD.D

【答案】A

【解析】A.焦炭具有还原性，工业上常利用焦炭与石英砂(SiO2)在高温条件下制备粗硅，这与SiO2是否

做光导纤维无因果关系，故A符合题意；

B.海水中存在澳离子，可向其中通入氯气等氧化剂将其氧化为澳单质，再经过萃取蒸储物理操作分离提纯

澳单质，另外，通过富集海水中的镁离子，经过沉淀、溶解等操作得到无水氯化镁，随后电解熔融氯化镁

可制备得到镁单质，陈述I和陈述II均正确，且具有因果关系，B不符合题意；

C.石油在催化剂加热条件下进行裂解可得到乙烯等不饱和烧，从而使澳的CC14溶液褪色，陈述I和陈述

II均正确，且具有因果关系，C不符合题意；

D.FeCb溶液中铁离子可发生水解，生成具有吸附性的氢氧化铁胶体，从而可用作净水剂，陈述I和陈述

n均正确，且具有因果关系，D不符合题意；

综上所述，答案为A。

4.（2024・广东•高考真题）嘀嗒嘀嗒，时间都去哪儿了！计时器的发展史铭刻着化学的贡献。下列说法不正

确的是

A.制作日遇圆盘的石材，属于无机非金属材料

B.机械表中由钥钻镶铭等元素组成的发条，其材质属于合金

C.基于石英晶体振荡特性计时的石英表，其中石英的成分为SiC

D.目前“北京时间”授时以铭原子钟为基准，境Cs的质子数为55

【答案】C

【解析】A.制作日辱圆盘的石材主要为大理石，属于无机非金属材料，A正确；

B.由两种或两种以上的金属与金属或非金属经一定方法所合成的具有金属特性的混合物称为合金，机械表

中由钥钻镶铭等元素组成的发条，其材质属于合金，B正确；

C.基于石英晶体振荡特性计时的石英表，其中石英的成分为SiO2,C错误；

D.目前“北京时间”授时以葩原子钟为基准，2Cs的质量数为135,质子数为55,D正确；

故选C。

5.（2024高三・全国・专题练习）我国“蛟龙”号载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金。下面有关合金的说法

中正确的是

A.钛合金是一种新型金属单质B.Ti-Fe合金是新型储氢合金

C.钛合金的性质与钛单质相同D.钢和硬铝中都没有非金属元素

【答案】B

【解析】A.合金是由金属与金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质，不是新的单质，故A

错误；

B.氢是理想的能源，氢能为清洁、无环境公害的可再生能源，Ti-Fe合金与氢反应后以金属氢化物形式吸

氢，生成的金属氢化物加热后释放出氢，可有效地利用这一特性储氢，故B正确；

C.合金与它的成分金属相比，具有许多优良的物理、化学或机械加工性能，故C错误；

D.钢的含碳量为0.03%~2%,硬铝中含有少量硅，含有非金属元素，故D错误；

答案选B。

6.（2024・辽宁沈阳・模拟预测）下列关于物质的性质、用途等描述错误的是

A.工业上，用氯气和热的石灰乳制备漂白粉、漂粉精

B.在葡萄酒中添加适量的SO2能杀灭微生物并防止葡萄酒的氧化变质

C.储氢合金是一类能大量吸收H2,并与H2结合成金属氢化物的材料

D.高铁酸钾（KzFeOO在水处理过程中涉及的变化过程有：氧化还原反应、蛋白质变性、盐类水解、胶

体聚沉等

【答案】A

【解析】A.工业上用氯气与冷的石灰乳作用制成漂白粉或漂粉精，方程式为：

2Ca（OH）2+2Cl2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O,A错误；

B.二氧化硫具有还原性，并且可以杀菌、抗氧化，在葡萄酒中添加适量的二氧化硫能杀灭微生物并防止葡

萄酒的氧化变质，B正确；

C.储氢合金是一类能大量吸收H2,并与H2结合成金属氢化物的材料，C正确；

D.高铁酸钾具有强氧化性，能使蛋白质发生变性达到杀菌消毒的作用，被还原生成铁离子在溶液中水解成

生成氢氧化铁胶体，胶体吸附水中悬浮杂质聚沉而达到净水的作用，则水处理过程中涉及的变化有氧化还

原反应、蛋白质的变性、盐类的水解、胶体的聚沉等，故D正确；

故选Ao

7.（2022・河北，1）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SiC>2和MgO

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

【答案】A

【解析】陶瓷是良好的绝缘体，传统陶瓷是典型的绝缘材料，A正确；陶瓷的主要成分为硅酸盐，而不

是SiCh和MgO,B错误；陶瓷烧制过程发生复杂的化学反应，有新物质生成，属于化学变化，C错误；由

于Fe2+、Fe3+和铁的氧化物均有颜色，故陶瓷中含铁量越高，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。

8.（2022・广东，3）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（）

0

文物.二

选项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

【答案】C

【解析】鎏金饰品主要由合金材料制成，故A项不符合题意；蒜头纹银盒的主要成分为金属银，故B项

不符合题意；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；铜

镀金钟座由铜和金等金属制成，故D项不符合题意。

9.陶瓷是火与土的结晶，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.”雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁

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，主要化学成分是硅酸盐

D.陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点

【答案】A

【解析】“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色与氧化亚铁有关，而氧化铁显红棕色，A项错误；秦兵

马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成，B项正确；陶瓷以黏土为原料，经高温烧制而成，属于人造材料,

主要成分是硅酸盐，C项正确；陶瓷主要成分是硅酸盐，硅酸盐中硅元素化合价处于最高价，化学性质稳定，

具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点，D项正确。

10.科学家最新研制的利用氯化氢和氢气生产高纯硅的工艺流程如图所示：

氯化氢氯化氢

IT

［粗硅I容.①)------［容器②)~d高纯硅)

氢气

氢气

△

容器①中进行的反应为①Si(粗)+3HCl(g)=====SiHCl3(l)+H2(g)；容器②中进行的反应为②SiHCb+H2

=雪=Si(纯)+3HCl。下列说法不正确的是()

A.该工艺流程的优点是部分反应物可循环使用

B.①和②互为可逆反应

C.该流程中需要隔绝空气

D.粗硅制备不能通过SiO2—吧吆-SiCL—矗一Si实现

【答案】B

【解析】A项，反应②中生成的HC1在反应①中循环利用，反应①中生成的H2在反应②中循环利用，正

确；B项，反应①与反应②的反应温度不一致，不是可逆反应，错误；C项，高温条件下，Si、SiHCb、H2

都与O2反应，故需隔绝空气，正确；D项，SiCh不与HC1反应，不能通过上述途径制硅，正确。

11.水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2,并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧

化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：

｛沉淀A)

氯化镀

售乐祠P愁5声回

圆硝酸附加热

.阔草酸铁硫酸KMnO,

飞回溶液法测定

回答下列问题：

(1)在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化镂为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是

_____________________________________,还可以使用代替硝酸。

⑵沉淀A的主要成分是,其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为

O

(3)加氨水过程中加热的目的是-沉淀B的主要成分

为、(填化学式)。

(4)草酸钙沉淀经稀H2s。4处理后，用KMn(力标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量，滴定

2+

反应为：MnO了+H++H2c2O4--►Mn+CO2+H2Oo实验中称取0.400g水泥样品，滴定时消耗了0.0500

1

mol-L-的KMnO4溶液36.00mL,则该水泥样品中钙的质量分数为

【答案】(1)将样品中可能存在的Fe2+氧化为Fe3+H2O2(2)SiO2SiO2+4HF=SiF4t+2H2O(3)防止

胶体生成，易于沉淀分离A1(OH)3Fe(OH)3(4)45.0%

【解析】(1)水泥样品中含有铁的氧化物。加入盐酸后的溶液中可能含有Fe3+、Fe2+,Fe?+在pH为4〜5

时不能形成沉淀除去，所以需要先加入氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+,故加入硝酸的目的是将样品中可能存在

的Fe2+氧化为Fe3+；双氧水是一种强氧化剂，可将Fe?+氧化为Fe3+,本身被还原为水，不会引入新的杂质

离子，故可用双氧水代替硝酸。

(2)钙、铁、铝和镁等金属的氧化物都能溶于盐酸和硝酸的混合液，而二氧化硅不与盐酸、硝酸反应，故沉

淀A的主要成分为SiO2；二氧化硅可与氢氟酸反应，生成四氟化硅和水，该反应的化学方程式为SiO2+

4HF=SiF4t+2H2OO

(3)Fe3+和AF+在pH为4〜5时可水解生成氢氧化铁、氢氧化铝，水解过程中会生成氢氧化铁胶体和氢氧化

铝胶体，不利于分离出沉淀，加热可使胶体聚沉，有利于分离出沉淀。

(4)根据化合价升降法、电荷守恒和质量守恒配平可得：2MnO7+6H++5H2c2O4==2Mn2++10CC>2t+8H2O,

设含钙的物质的量为xmol,由反应方程式和钙元素守恒可得关系式：

5Ca2+〜5H2c2O4〜2MnO4

5mol2mol

xmol0.0500molL-1X36.00X10-3L

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解得x=4.5XIO-,则0.400g水泥样品中钙元素的质量为4.5XWmolX40g-moL=0.180g,故该水泥样

品中钙的质量分数为上空图X100%=45.0%。

0.400g

12.晶体硅是一种重要的非金属原料，由粗硅制备纯硅的主要步骤如下：

300℃

①粗硅与干燥的HC1气体反应制得SiHCl3：Si(fi)+3HC1=====SiHCl3+H2；

②经过纯化的SiHCb与过量H2在1000—1100℃下反应制得纯硅。

回答相关问题:

（1）粗硅与HC1气体反应完全后，经冷凝得到SiHCb（沸点为36.5℃）,只含有少量SiCL（沸点为57.6℃）和

HC1（沸点为一84.7℃）,提纯SiHCb的方法为=

（2）用SiHCb与过量H2反应制备纯硅的装置如图所示（热源及夹持装置已略去）：