（通用版）2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第四章 非金屬及其重要化合物 第1節(jié) 無機(jī)非金屬材料的主角——硅學(xué)案 新人教版

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1、（通用版）2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第四章 非金屬及其重要化合物 第1節(jié) 無機(jī)非金屬材料的主角——硅學(xué)案 新人教版 【考綱要求】 了解碳、硅元素單質(zhì)及其重要化合物的制備方法，掌握其主要性質(zhì)及其應(yīng)用。　 了解碳、硅元素單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境的影響。　 以上各部分知識的綜合應(yīng)用。 考點(diǎn)一　碳、硅單質(zhì)的重要性質(zhì)及應(yīng)用 1．碳、硅的存在形態(tài)、物理性質(zhì)和用途 碳 硅 存在形態(tài) 游離態(tài)和化合態(tài) 化合態(tài) 物理性質(zhì) 金剛石：熔點(diǎn)高、硬度大 石墨：硬度小、電的良導(dǎo)體 灰黑色固體，有金屬光澤、熔點(diǎn)高、硬度大，有脆性 用途 金剛石用于制造切割刀具；石墨用于制造電極

2、、鉛筆芯 半導(dǎo)體材料和合金材料 2.碳、硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì) (1)碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)——還原性 ①與O2的反應(yīng)(用化學(xué)方程式表示) O2不足：2C＋O22CO； O2充足：C＋O2CO2。 ②與其他物質(zhì)的反應(yīng)(用化學(xué)方程式表示) a．與CuO反應(yīng)：C＋2CuO2Cu＋CO2↑(可用于金屬的冶煉)； b．與CO2反應(yīng)：C＋CO22CO； c．與水蒸氣反應(yīng)：C＋H2O(g)CO＋H2(制水煤氣)； d．與濃硫酸反應(yīng)：C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。 (2)硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)——還原性 ①與氫氟酸反應(yīng)(用化學(xué)方程式表示，下同)： Si＋4HF===SiF

3、4↑＋2H2↑； ②與NaOH溶液反應(yīng)：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑； ③與O2反應(yīng)：Si＋O2SiO2。 3．硅的制備 (1)原料：二氧化硅、焦炭。 (2)原理：SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑。 (3)提純：Si(粗)＋2Cl2SiCl4，SiCl4＋2H2Si(純)＋4HCl。 1．硅在自然界中只以化合態(tài)的形式存在(　　) 2．高溫下用焦炭還原SiO2制取粗硅(　　) 3．單質(zhì)硅是將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿某Ｓ貌牧?　　) 4．晶體硅熔點(diǎn)高、硬度大，故可用于制作半導(dǎo)體材料(　　) 5．硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)反應(yīng)(　　) 答

4、案：1.√　2.√　3.√　4.×　5.× 題組一　考查碳、硅單質(zhì)的重要性質(zhì)及應(yīng)用 1．下列關(guān)于硅單質(zhì)及其用途的說法不正確的是(　　) A．硅和碳的單質(zhì)都具有同素異形體 B．硅的晶體結(jié)構(gòu)類似于金剛石，熔點(diǎn)高，硬度大 C．硅屬于金屬，所以是良好的半導(dǎo)體材料 D．硅可用作光電轉(zhuǎn)換材料 解析：選C。硅屬于非金屬，C不正確。 2．下列關(guān)于碳和硅的敘述中，正確的是(　　) A．其氧化物都能與NaOH溶液反應(yīng) B．其單質(zhì)在加熱時(shí)都能跟O2反應(yīng) C．碳和硅都可以和濃H2SO4反應(yīng) D．碳和硅兩種元素共有兩種單質(zhì) 解析：選B。CO不溶于水，也不能與NaOH溶液反應(yīng)；碳可以和濃H2

5、SO4在加熱條件下反應(yīng)，而硅不和濃H2SO4反應(yīng)；碳有金剛石、石墨、C60等同素異形體，硅有晶體硅和無定形硅等，所以兩種元素共有多種單質(zhì)。 題組二　考查晶體硅的制備 3．從石英砂制取高純硅的主要化學(xué)反應(yīng)如下： ①SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑ ②Si(粗)＋2Cl2SiCl4 ③SiCl4＋2H2Si(純)＋4HCl 關(guān)于上述反應(yīng)的敘述不正確的是(　　) A．①③是置換反應(yīng)，②是化合反應(yīng) B．高溫下，焦炭與氫氣的還原性均強(qiáng)于硅 C．任一反應(yīng)中，每消耗或生成28 g硅，均轉(zhuǎn)移4 mol電子 D．高溫下在爐子里將石英砂、焦炭、氯氣、氫氣按比例混合就能得到高純硅 解析：選D

6、。在氧化還原反應(yīng)中，還原劑的還原性比還原產(chǎn)物的還原性強(qiáng)，B正確；根據(jù)元素化合價(jià)的變化，每消耗或生成28 g(1 mol)硅，均轉(zhuǎn)移4 mol電子，C正確；題中的三個(gè)反應(yīng)是在三個(gè)不同反應(yīng)器中發(fā)生，D錯(cuò)誤。 4．制備硅半導(dǎo)體材料必須先得到高純硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)還原法是當(dāng)前制備高純硅的主要方法，生產(chǎn)過程示意圖如下： (1)寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學(xué)方程式：_______________________________。 (2)整個(gè)制備過程必須嚴(yán)格控制無水無氧。SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________

7、_____________________________； H2還原SiHCl3過程中若混入O2，可能引起的后果是_________________________。 解析：(1)H2還原SiHCl3得到Si和HCl。(2)SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，依據(jù)原子守恒，判斷另一物質(zhì)是H2。因H2還原SiHCl3的反應(yīng)條件是高溫(1 357 K)，若混入O2，則H2與O2混合加熱可能發(fā)生爆炸，同時(shí)，O2也可能氧化SiHCl3。 答案：(1)SiHCl3＋H2Si＋3HCl　(2)SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑　氧氣與氫氣混合，可

8、能引起爆炸；氧氣可能會氧化SiHCl3 制備純硅實(shí)驗(yàn)題中常常涉及到的九方程式 (1)高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅： SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑ (2)粗硅與干燥HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3： Si(粗)＋3HClSiHCl3＋H2 (3)粗硅與干燥Cl2反應(yīng)制得SiCl4： Si(粗)＋2Cl2SiCl4 (4)SiHCl3與過量H2在高溫下反應(yīng)制得純硅： SiHCl3＋H2Si(純)＋3HCl (5)SiCl4與過量H2在高溫下反應(yīng)制得純硅： SiCl4＋2H2Si(純)＋4HCl (6)SiO2與Mg 在高溫下反應(yīng)： SiO2＋2Mg2MgO＋Si

9、 (7)SiHCl3與水發(fā)生反應(yīng)： SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑ (8)SiCl4與水發(fā)生反應(yīng)： SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl (9)SiH4在空氣中易自燃： SiH4＋2O2===SiO2＋2H2O　 考點(diǎn)二　二氧化硅和二氧化碳 二氧化硅 二氧化碳 結(jié)構(gòu) 立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不存在單個(gè)分子 存在單個(gè)CO2分子 物理性質(zhì) 硬度大，熔、沸點(diǎn)高，常溫下為固體，不溶于水 熔、沸點(diǎn)低，常溫下為氣體，微溶于水 化 學(xué) 性 質(zhì) 與水反應(yīng) 不反應(yīng) CO2＋H2OH2CO3 與酸反應(yīng) 只與氫氟酸反應(yīng)：

10、 SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 不反應(yīng) 與堿(NaOH) 反應(yīng) SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛堿液的試劑瓶用橡膠塞) CO2少量：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O； CO2過量：CO2＋NaOH===NaHCO3 與鹽反應(yīng) 如與Na2CO3反應(yīng)：SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑ 如與Na2SiO3反應(yīng)：Na2SiO3＋H2O＋CO2(不足)===H2SiO3↓＋Na2CO3或 Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(足量)===H2SiO3↓＋2NaHCO3 與堿性氧 化物反應(yīng) 如與CaO反應(yīng)：SiO2＋Ca

11、OCaSiO3 如與Na2O反應(yīng)：Na2O＋CO2===Na2CO3 用途 光導(dǎo)纖維、光學(xué)儀器、電子部件 制飲料、制碳酸鹽 1．因SiO2有導(dǎo)電性，所以SiO2可用于制備光導(dǎo)纖維(　　) 2．SiO2不與任何酸反應(yīng)，可用石英制造耐酸容器(　　) 3．SiO2是酸性氧化物，能與NaOH溶液反應(yīng)(　　) 4．二氧化硅是生產(chǎn)光纖制品的基本原料(　　) 5．NaOH溶液應(yīng)貯存在帶有橡膠塞的玻璃試劑瓶中(　　) 答案：1.×　2.×　3.√　4.√　5.√ 題組一　考查二氧化硅的性質(zhì)及重要應(yīng)用 1．下列物質(zhì)：①氫氟酸；②濃H2SO4；③燒堿溶液；④Na2CO3 固體；⑤氧

12、化鈣；⑥濃HNO3。其中在一定條件下能與SiO2反應(yīng)的有(　　) A．①②⑥　　 B．②③⑥ C．①③④⑤ D．全部 解析：選C。SiO2可與燒堿溶液、氧化鈣反應(yīng)，表現(xiàn)出酸性氧化物的性質(zhì)；SiO2可以與氫氟酸反應(yīng)；在制玻璃過程中SiO2與Na2CO3固體反應(yīng)；SiO2不能與濃硫酸和濃硝酸反應(yīng)。 2．據(jù)報(bào)道，科學(xué)家通過對稻殼進(jìn)行控制性焚燒熱解，從中提取一種叫做生物質(zhì)納米結(jié)構(gòu)二氧化硅的超高活性材料，將少量這種材料摻入混凝土中，即可制備出超高強(qiáng)度的高性能混凝土。下列關(guān)于二氧化硅的說法正確的是(　　) A．二氧化硅可以和濃鹽酸反應(yīng) B．將二氧化碳通入硅酸鈉溶液中可以得到硅酸

13、C．因?yàn)楦邷貢r(shí)二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸的強(qiáng) D．水晶是比較純凈的二氧化硅，沙子的主要成分是硅酸鹽 解析：選B。二氧化硅不與濃鹽酸反應(yīng)；硅酸的酸性比碳酸的弱；沙子的主要成分也是二氧化硅。 題組二　考查SiO2和CO2的性質(zhì)比較 3．下列關(guān)于SiO2和CO2的說法中正確的是(　　) A．CO2、SiO2都能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng) B．CO2和SiO2與水反應(yīng)分別生成相應(yīng)的酸 C．CO2是酸性氧化物，SiO2是兩性氧化物 D．CO2和SiO2都是由相應(yīng)的分子組成的 解析：選A。SiO2、CO2都是酸性氧化物，都能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，A正確、C錯(cuò)誤；CO2

14、可溶于水生成H2CO3，SiO2卻不能溶于水生成H2SiO3，B錯(cuò)誤；CO2是由CO2分子構(gòu)成的，而SiO2則是由硅原子和氧原子構(gòu)成的，SiO2中不存在分子，D錯(cuò)誤。 4．下列敘述正確的是(　　) A．CO2和SiO2都是酸性氧化物，所以兩者物理性質(zhì)相似 B．因?yàn)镃aCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸強(qiáng) C．CO2和SiO2都能與碳反應(yīng)，且都作氧化劑 D．SiO2既能和NaOH反應(yīng)，又能和HF反應(yīng)，所以SiO2屬于兩性氧化物 解析：選C。CO2的熔、沸點(diǎn)低，可溶于水，SiO2的熔、沸點(diǎn)高，硬度大，不溶于水，兩者都是酸性氧化物，和其物理性質(zhì)沒有因果關(guān)系，A錯(cuò)

15、；CaCO3和SiO2反應(yīng)是因?yàn)樯傻腃O2為氣體，脫離反應(yīng)體系，不能說明H2CO3的酸性比H2SiO3弱，B錯(cuò)；SiO2和HF反應(yīng)是SiO2的特殊性質(zhì)，不能說明SiO2是兩性氧化物，D錯(cuò)。 硅及其氧化物的特性 物質(zhì) 一般規(guī)律 硅及其氧化物的特性 Si 硅的還原性比碳強(qiáng) SiO2＋2CSi＋2CO↑ 非金屬單質(zhì)與強(qiáng)堿反應(yīng)一般不生成氫氣 Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑ 非金屬單質(zhì)一般不與非氧化性酸反應(yīng) Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑ 一般非金屬單質(zhì)為絕緣體 硅為半導(dǎo)體 SiO2 酸性氧化物一般與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸 SiO2不溶

16、于水，也不與水反應(yīng) 酸性氧化物一般不與酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng) SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O “較強(qiáng)酸制較弱酸”是復(fù)分解反應(yīng)的一般規(guī)律，碳酸酸性大于硅酸 Na2SiO3＋CO2(少量)＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，但在高溫下Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑ 考點(diǎn)三　CO2與鹽或堿溶液反應(yīng)產(chǎn)物的判斷 1．CO2與鹽溶液反應(yīng)產(chǎn)物或現(xiàn)象的判斷(一般從強(qiáng)酸制弱酸的角度分析) (1)碳酸比硅酸、次氯酸、Al(OH)3(偏鋁酸)的酸性強(qiáng)，能用CO2制取上述弱酸： CO2＋Na2SiO3＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓ (或CO2＋Na2Si

17、O3＋2H2O===H4SiO4↓＋Na2CO3)； CO2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO； CO2(過量)＋NaAlO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3， CO2(少量)＋2NaAlO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋Na2CO3。 (2) 2．CO2與堿反應(yīng)產(chǎn)物的判斷 (1)CO2與單一組分反應(yīng)(如CO2通入NaOH溶液)產(chǎn)物的分析 ①反應(yīng)原理：NaOHNa2CO3NaHCO3 ②反應(yīng)后溶質(zhì)成分的判斷 x＝ 溶質(zhì)成分 x≤1∶1 NaHCO3 1∶1＜x＜2∶1 Na2CO3、NaHCO3 x＝2∶1 Na2CO3

18、 x＞2∶1 NaOH、Na2CO3 ③用數(shù)軸來表示 (2)CO2與多組分[如CO2通入NaOH、Ca(OH)2的混合溶液]反應(yīng)的順序是 ①Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O； ②2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O； ③Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3； ④CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2。 1．向Na2SiO3溶液中通入CO2，溶液變渾濁，繼續(xù)通入CO2至過量，渾濁消失(　　) 2．向Ca(ClO)2溶液中通入CO2氣體，溶液變渾濁，繼續(xù)通入CO2至過量，渾濁消失(　　) 3．向CaCl2溶液中通入CO2

19、，無明顯現(xiàn)象，若先通入NH3再通CO2，溶液會變渾濁(　　) 4．向飽和Na2CO3溶液中通入過量的CO2氣體，有晶體析出(　　) 5．向NaAlO2溶液中通入CO2氣體，一開始有白色沉淀生成，CO2過量，沉淀溶解(　　) 6．向飽和NaCl的氨溶液中通入過量CO2氣體，有晶體析出(　　) 答案：1.×　2.√　3.√　4.√　5.×　6.√ 1．將足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量(n)和通入CO2體積(V)的關(guān)系正確的是(　　) 解析：選D。CO2與KOH和Ca(OH)2都會反應(yīng)，但存在著競爭，如果先與KOH反應(yīng)，則反應(yīng)后生成的K2C

20、O3立即會與Ca(OH)2反應(yīng)生成CaCO3，因此，可以看成CO2先與Ca(OH)2反應(yīng)，所以通CO2后立即有CaCO3生成。第二步還要判斷CO2是先跟KOH反應(yīng)還是先與生成的CaCO3反應(yīng)，同樣可以采用假設(shè)法判斷，即如果先與CaCO3反應(yīng)，則生成的Ca(HCO3)2又會與KOH反應(yīng)，因此是先與KOH反應(yīng)，此過程生成沉淀的物質(zhì)的量不變，當(dāng)KOH反應(yīng)完全，再與CaCO3反應(yīng)，直至沉淀完全溶解，故選D。 2．將足量的CO2不斷通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量與所通入CO2的體積關(guān)系如圖所示。下列關(guān)于整個(gè)反應(yīng)過程中的敘述不正確的是(　　) A．Oa段反應(yīng)

21、的化學(xué)方程式是Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O B．a(chǎn)b段與cd段所發(fā)生的反應(yīng)相同 C．de段沉淀減少是由于BaCO3固體的消失 D．bc段反應(yīng)的離子方程式是2AlO＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO 解析：選B。CO2優(yōu)先與Ba(OH)2反應(yīng)(圖像中Oa段)，然后與KOH反應(yīng)(圖像中ab段)，接著與KAlO2反應(yīng)(圖像中bc段)，再與K2CO3反應(yīng)(圖像中cd段)，最后與BaCO3反應(yīng)(圖像中de段)。 3．向300 mL KOH溶液中緩慢通入一定量的CO2氣體，充分反應(yīng)后，在減壓低溫下蒸發(fā)溶液得到白色固體，請回答下列問題： (1)由于CO2通入量不

22、同，所得到的白色固體的量及組成也不同，試推斷有幾種可能的組成，并分別列出。 (2)若通入CO2氣體2.24 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，得到11.9 g白色固體，請通過計(jì)算確定：此白色固體是由哪些物質(zhì)組成的？其質(zhì)量分別為多少？KOH的物質(zhì)的量濃度為多少？ 解析：(1)可能發(fā)生的反應(yīng)有 CO2不足時(shí)，CO2＋2KOH===K2CO3＋H2O　① CO2過量時(shí)，CO2＋KOH===KHCO3　② 其中分別為、1。所以可確定、1為臨界點(diǎn)。 畫數(shù)軸： 根據(jù)數(shù)軸、列表得出結(jié)果。 (2)根據(jù)題意：n(CO2)＝＝0.1 mol，若生成的固體全部為K2CO3，則其質(zhì)量為0.1 mol×138 g·mol

23、－1＝13.8 g，若生成的固體全部為KHCO3，則其質(zhì)量為0.1 mol×100 g·mol－1＝10 g?，F(xiàn)固體質(zhì)量為11.9 g。所以，此固體為K2CO3和KHCO3的混合物。設(shè)K2CO3和KHCO3的物質(zhì)的量分別為a mol 、b mol，則：， 解得a＝b＝0.05，所以，白色固體中m(K2CO3)＝0.05 mol×138 g·mol－1＝6.9 g， m(KHCO3)＝0.05 mol×100 g·mol－1＝5 g， 反應(yīng)中消耗n(KOH)＝2a mol＋b mol＝0.15 mol。 故c(KOH)＝＝0.5 mol·L－1。 答案：(1) 固體組成 0＜＜

24、 KOH、K2CO3 ＝ K2CO3 ＜＜1 K2CO3和KHCO3 ≥1 KHCO3 (2)該白色固體為K2CO3和KHCO3的混合物，質(zhì)量分別為K2CO3 6.9 g和KHCO3 5 g，c(KOH)＝0.5 mol·L－1。 考點(diǎn)四　硅酸和硅酸鹽 1．硅酸 (1)弱酸性：H2SiO3難溶于水，其酸性比碳酸弱，不能使指示劑變色，能與強(qiáng)堿(如NaOH)反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。 (2)不穩(wěn)定性：H2SiO3不穩(wěn)定，受熱易分解，反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2SiO3SiO2＋H2O。 (3)硅酸的制備及硅膠 ①制備原

25、理：可溶性硅酸鹽(如Na2SiO3)與其他酸(如鹽酸)反應(yīng)，化學(xué)方程式為Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl。 ②硅膠：硅酸在水中易聚合形成硅酸凝膠，經(jīng)干燥脫水后即得硅膠，常用作干燥劑和催化劑的載體。 2．硅酸鹽 (1)硅酸鹽是由硅、氧和金屬元素組成的化合物的總稱，是構(gòu)成地殼巖石的重要成分。 (2)硅酸鹽組成的表示方法 通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示硅酸鹽的組成，如硅酸鈉(Na2SiO3)可表示為Na2O·SiO2，長石(KAlSi3O8)可表示為K2O·Al2O3·6SiO2。 (3)硅酸鈉 ①物理性質(zhì)：白色、可溶于水的粉末狀固體，其水溶液俗稱水玻

26、璃，有黏性，水溶液顯堿性。 ②化學(xué)性質(zhì)：與酸性較硅酸強(qiáng)的酸反應(yīng) a．與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式： Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。 b．與少量CO2水溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式： Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓。 ③用途：黏合劑(礦物膠)，耐火阻燃材料。 3．無機(jī)非金屬材料 (1)傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料：如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料。 水泥 玻璃 陶瓷 生產(chǎn)原料 石灰石、黏土 純堿、石灰石、石英砂 黏土 主要設(shè)備 水泥回轉(zhuǎn)窯 玻璃窯 陶瓷窯 (2)新型無機(jī)非金屬材料：如高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、生物陶瓷、壓電陶瓷等

27、。 1．合成纖維和光導(dǎo)纖維都是新型無機(jī)非金屬材料(　　) 2．水玻璃是一種特殊的玻璃，泡花堿屬于堿(　　) 3．傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料陶瓷、水泥、玻璃的主要成分是硅酸鹽(　　) 4．瓷坩堝可用于加熱熔化燒堿或純堿(　　) 5．高溫結(jié)構(gòu)材料具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點(diǎn)(　　) 6．普通玻璃、石英玻璃、水泥、瑪瑙都屬于硅酸鹽產(chǎn)品(　　) 答案：1.×　2.×　3.√　4.×　5.√　6.× 題組一　考查硅酸、硅酸鹽的組成和性質(zhì) 1．下列關(guān)于水玻璃的性質(zhì)和用途的敘述中不正確的是(　　) A．這是一種礦物膠，既不燃燒也不易受腐蝕 B．在建筑工業(yè)上可以作

28、黏合劑、耐酸水泥摻料 C．木材、織物浸過水玻璃后具有防腐性能且不易燃燒 D．水玻璃的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在空氣中不易變質(zhì) 解析：選D。水玻璃是一種礦物膠，可作黏合劑、耐酸水泥摻料，木材、織物浸過水玻璃后具有防腐性能且不易燃燒，水玻璃的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，但在空氣中易與二氧化碳反應(yīng)生成硅酸。 2．月球的礦產(chǎn)資源極為豐富，僅月面表層5 cm厚的沙土所含鐵單質(zhì)就有上億噸，月球上的主要礦物有輝石(CaMgSi2O6)、斜長石(KAlSi3O8)和橄欖石[(Mg，F(xiàn)e)2SiO4](逗號表示兩種元素各占一部分)等，下列說法或分析不正確的是(　　) A．輝石、斜長石及橄欖石均屬于硅酸鹽礦 B．斜長石的氧化

29、物形式可表示為K2O·Al2O3·6SiO2 C．橄欖石中鐵為＋2價(jià) D．月球上有游離態(tài)鐵是因?yàn)樵虑蛏翔F的活動性比地球上鐵的活動性弱 解析：選D。由輝石、斜長石和橄欖石的組成可知其均屬于硅酸鹽礦，A正確；斜長石(KAlSi3O8)可以寫成氧化物形式，B正確；橄欖石[(Mg，F(xiàn)e)2SiO4]中Mg元素化合價(jià)為＋2價(jià)，鐵也應(yīng)為＋2價(jià)，C正確；月球上鐵的活動性和地球上鐵的活動性是一樣的，月球上有游離態(tài)鐵是因?yàn)樵虑蛏蠜]有氧氣，D錯(cuò)誤。 題組二　考查無機(jī)非金屬材料 3．下列關(guān)于材料的敘述中正確的是(　　) A．氮化硅陶瓷耐高溫，可用來制造汽車發(fā)動機(jī) B．鋼化玻璃屬于新型無機(jī)非金屬材料

30、C．水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料都不溶于水，所以所有的硅酸鹽都不溶于水 D．新型陶瓷材料種類很多，但是都屬于硅酸鹽 解析：選A。鋼化玻璃是把普通玻璃高溫軟化，迅速降溫獲得的機(jī)械強(qiáng)度增大的玻璃，成分還是硅酸鹽，屬于傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料，所以B錯(cuò)誤；大多數(shù)硅酸鹽都難溶于水，但是Na2SiO3是可溶的，所以C錯(cuò)誤；新型陶瓷中的壓電陶瓷就不屬于硅酸鹽，所以D錯(cuò)誤。 4．下列有關(guān)玻璃的說法不正確的是(　　) A．制普通玻璃的原料主要是純堿、石灰石和石英砂 B．玻璃在加熱熔化時(shí)有固定的熔點(diǎn) C．普通玻璃的主要成分是硅酸鈉、硅酸鈣 D．盛放燒堿溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，是為了防止燒堿跟二氧化硅

31、反應(yīng)生成硅酸鈉而使瓶塞與瓶口黏在一起 解析：選B。玻璃是混合物，沒有固定的熔、沸點(diǎn)，B錯(cuò)誤；玻璃中的SiO2與燒堿反應(yīng)生成易溶于水的硅酸鈉，硅酸鈉是無機(jī)黏合劑，會將玻璃塞與瓶口黏在一起而不易打開，D正確。 1．下列關(guān)于硅及其化合物的描述中正確的是(　　) A．(2017·高考江蘇卷)SiO2硬度大，可用于制造光導(dǎo)纖維 B．(2017·高考江蘇卷)在給定條件下，下列物質(zhì)間轉(zhuǎn)化可實(shí)現(xiàn)：CaCO3CaOCaSiO3 C．(2017·高考天津卷)硅太陽能電池工作時(shí)，光能轉(zhuǎn)化成電能，該過程與氧化還原反應(yīng)有關(guān) D．(2016·高考江蘇卷)在給定條件下，下列物質(zhì)間轉(zhuǎn)化可實(shí)現(xiàn)：SiO2SiCl

32、4Si 解析：選B。SiO2可用于制造光導(dǎo)纖維的原因是其導(dǎo)光性能好，與硬度無對應(yīng)關(guān)系，A項(xiàng)錯(cuò)誤；CaCO3高溫分解生成CaO，CaO與SiO2在高溫時(shí)反應(yīng)生成CaSiO3，B項(xiàng)正確；硅太陽能電池工作時(shí)，利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)，將光能轉(zhuǎn)化為電能，與氧化還原反應(yīng)無關(guān)，C錯(cuò)誤；SiO2不能與鹽酸反應(yīng)，D錯(cuò)誤。 2．(2011·高考山東卷)某短周期非金屬元素的原子核外最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的一半，該元素(　　) A．在自然界中只以化合態(tài)的形式存在 B．單質(zhì)常用作半導(dǎo)體材料和光導(dǎo)纖維 C．最高價(jià)氧化物不與酸反應(yīng) D．氣態(tài)氫化物比甲烷穩(wěn)定 解析：選A。該短周期非金屬元素為硅，硅在自然界中只

33、以化合態(tài)形式存在，A項(xiàng)正確；單質(zhì)硅可用作半導(dǎo)體材料，而光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Si的最高價(jià)氧化物為SiO2，其可以與氫氟酸反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由于非金屬性：Si

34、_____________________。 (2)由Mg2Z生成Y的化學(xué)反應(yīng)方程式為______________________________，Y分子的電子式為________。 解析：Z為半導(dǎo)體單質(zhì)，則Z是Si；Si的氧化物為SiO2(X)，可與氫氟酸反應(yīng)。根據(jù)反應(yīng)流程圖可知，SiO2與Mg在加熱條件下反應(yīng)生成Mg2Si，Mg2Si與鹽酸反應(yīng)生成的Y為氫化物，則Y的分子式是SiH4，加熱分解可得到Si單質(zhì)。 答案：(1)氫氟酸　SiO2＋4Mg2MgO＋Mg2Si (2)Mg2Si＋4HCl===2MgCl2＋SiH4↑　 4．(2015·高考北京卷)研究CO2在海洋中的轉(zhuǎn)移和

35、歸宿，是當(dāng)今海洋科學(xué)研究的前沿領(lǐng)域。 (1)溶于海水的CO2主要以4種無機(jī)碳形式存在，其中HCO占95%。寫出CO2溶于水產(chǎn)生HCO的方程式：______________________________________________________。 (2)在海洋碳循環(huán)中，通過下圖所示的途徑固碳。 ①寫出鈣化作用的離子方程式：____________________________________________。 ②同位素示蹤法證實(shí)光合作用釋放出的O2只來自于H2O。用18O標(biāo)記物質(zhì)的光合作用的化學(xué)方程式如下，將其補(bǔ)充完整： ______＋______(CH2O)x＋x18O

36、2＋xH2O 解析：(1)CO2溶于水生成H2CO3、H2CO3電離生成HCO，其方程式分別為CO2＋H2OH2CO3、H2CO3H＋＋HCO。 (2)根據(jù)圖示可寫出鈣化作用的離子方程式：Ca2＋＋2HCO===CaCO3↓＋H2O＋CO2↑。 同位素示蹤法證實(shí)光合作用的化學(xué)方程式為xCO2＋2xH218O(CH2O)x＋x18O2＋xH2O。 答案：(1)CO2＋H2OH2CO3、H2CO3H＋＋HCO (2)①2HCO＋Ca2＋===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O ②xCO2　2xH218O 一、選擇題 1．硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙

37、子和土壤。在無機(jī)非金屬材料中，硅一直扮演著主角。下面幾種物質(zhì)中含有硅單質(zhì)的是(　　) 解析：選C?，旇?、光導(dǎo)纖維和水晶的主要成分是SiO2，硅單質(zhì)可用來制造太陽能電池板。 2．下列關(guān)于碳、硅的敘述正確的是(　　) A．碳、硅都是ⅣA族元素，它們在自然界中都以化合態(tài)形式存在 B．二氧化碳、二氧化硅的物理性質(zhì)相似 C．二氧化碳、二氧化硅都是酸性氧化物，能與NaOH溶液反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽 D．高純度的二氧化硅用于制造半導(dǎo)體材料 解析：選C。自然界中含有單質(zhì)碳(如金剛石、石墨)，A錯(cuò)誤；二氧化碳、二氧化硅的物理性質(zhì)(如熔、沸點(diǎn))差別很大，B錯(cuò)誤；高純度的晶體硅用于制造半導(dǎo)體材料，D錯(cuò)誤

38、。 3．大多數(shù)物質(zhì)的俗名是根據(jù)其特殊的物理性質(zhì)或用途得來的。下列物質(zhì)的俗名與化學(xué)式或用途不相符的一組是(　　) 選項(xiàng) 俗名 主要成分(化學(xué)式) 用途 A 石英 SiO2 集成電路板 B 純堿 Na2CO3 制備玻璃 C 水玻璃 Na2SiO3 制備硅膠 D 鐵紅 Fe2O3 用作油漆和涂料 解析：選A。石英主要用于生產(chǎn)玻璃，也可用于制造光導(dǎo)纖維，晶體硅才用于制作集成電路板。 4．下列離子方程式的書寫正確的是(　　) A．水玻璃中通入過量二氧化碳：Na2SiO3＋CO2＋H2O===2Na＋＋CO＋H2SiO3↓ B．澄清石灰水中通入過量二氧化碳

39、：Ca(OH)2＋2CO2===Ca2＋＋2HCO C．硅與氫氟酸的反應(yīng)：Si＋4H＋＋4F－===SiF4↑＋2H2↑ D．二氧化硅溶于燒堿溶液中：SiO2＋2OH－===SiO＋H2O 解析：選D。A項(xiàng)，Na2SiO3是強(qiáng)電解質(zhì)，應(yīng)拆分成Na＋、SiO，且應(yīng)生成HCO；B項(xiàng)，正確寫法是CO2＋OH－===HCO；C項(xiàng)，氫氟酸是弱酸，不能拆分成H＋和F－。 5．下列敘述正確的是(　　) A．紅寶石、珍珠、水晶、鉆石等裝飾的主要成分都是硅酸鹽 B．硅酸鈉的水溶液俗名為水玻璃，可用于制備硅膠和木材防火劑 C．制造玻璃是復(fù)雜的物理過程，玻璃的組成不同，性能不同 D．金剛石是自然界中

40、硬度最大的物質(zhì)，不可能與氧氣發(fā)生反應(yīng) 解析：選B。紅寶石的主要成分為Al2O3，珍珠的主要成分為CaCO3，水晶的主要成分為SiO2，鉆石為碳單質(zhì)，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；制造玻璃包含復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；金剛石是碳單質(zhì)，具有碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。 6．壽山石主要成分為葉蠟石，葉蠟石組成為Al2O3·4SiO2·H2O，下列觀點(diǎn)不正確的是(　　) A．壽山石雕刻作品要避免與酸、堿接觸 B．壽山石顏色豐富多彩是因?yàn)楹胁煌螒B(tài)的金屬氧化物 C．潮濕的空氣可能導(dǎo)致壽山石作品表面溶解變質(zhì) D．久置于干燥空氣中可能會導(dǎo)致壽山石作品脫水變質(zhì) 解析：選C。根據(jù)壽山石的主要成分，可

41、知其能與酸或堿發(fā)生反應(yīng)，A正確；壽山石中含有不同形態(tài)的Al2O3，造成其色彩豐富，B正確；其中的氧化物Al2O3和SiO2不溶于水也不和水反應(yīng)，在潮濕的空氣中不會溶解變質(zhì)，C錯(cuò)誤；久置于干燥空氣中，會失去其中的結(jié)晶水變質(zhì)，D正確。 7．下列除雜方法正確的是(　　) A．SiO2中含Al2O3雜質(zhì)，可以加入足量NaOH溶液然后過濾除去 B．CO2中含有CO雜質(zhì)，可以通入盛有CuO的玻璃管并加熱 C．CO2中含有HCl雜質(zhì)，可以通入盛有Na2CO3溶液的洗氣瓶 D．Na2CO3溶液中含有Na2SiO3雜質(zhì)，可以通入足量的CO2，然后過濾除去 解析：選B。A項(xiàng)，SiO2、Al2O3均與N

42、aOH溶液反應(yīng)；C項(xiàng)，應(yīng)通入盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶；D項(xiàng)，引入了NaHCO3雜質(zhì)。 8．水玻璃(Na2SiO3溶液)廣泛應(yīng)用于耐火材料、洗滌劑生產(chǎn)等領(lǐng)域，是一種重要的工業(yè)原料。如圖是用稻殼灰(SiO2：65%～70%、C：30%～35%)制取水玻璃的工藝流程： 下列說法正確的是(　　) A．原材料稻殼灰價(jià)格低廉，且副產(chǎn)品活性炭有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值 B．操作A與操作B完全相同 C．該流程中硅元素的化合價(jià)發(fā)生改變 D．反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng) 解析：選A。A項(xiàng)，稻殼灰來源廣泛價(jià)格低廉，活性炭具有吸附性，有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，正確；B項(xiàng)，操作A為過濾，操作B為蒸發(fā)濃縮，是

43、兩種不同的操作，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，二氧化硅中，硅元素的化合價(jià)是＋4價(jià)，硅酸鈉中，硅元素的化合價(jià)也是＋4價(jià)，所以該流程中硅元素的化合價(jià)沒有發(fā)生改變，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)為SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，此反應(yīng)沒有化合價(jià)的變化，屬于非氧化還原反應(yīng)，錯(cuò)誤。 9．科學(xué)家最新研制的利用氯化氫和氫氣生產(chǎn)高純硅的工藝流程如圖所示： 容器①中進(jìn)行的反應(yīng)為①Si(粗)＋3HCl(g)SiHCl3(l)＋H2(g)；容器②中進(jìn)行的反應(yīng)為②SiHCl3＋H2Si(純)＋3HCl。下列說法正確的是(　　) A．該工藝流程的優(yōu)點(diǎn)是部分反應(yīng)物可循環(huán)使用 B．最好用分液的方法分離Si

44、和SiHCl3 C．反應(yīng)①和②中HCl均作氧化劑 D．反應(yīng)①和②互為可逆反應(yīng) 解析：選A。該工藝流程中HCl和H2可循環(huán)使用；分離Si與SiHCl3可用過濾的方法；反應(yīng)②中HCl是生成物，是氧化產(chǎn)物；反應(yīng)①、②不在同一條件下進(jìn)行，不是可逆反應(yīng)。 10．濃度相同的NaOH溶液各100 mL倒入A、B、C三個(gè)燒杯中，分別向三份溶液中通入不等量的CO2，充分反應(yīng)后，再向三份所得溶液中逐滴加入0.2 mol·L－1的鹽酸，產(chǎn)生CO2的體積與所加鹽酸體積之間的關(guān)系如圖所示。下列判斷不正確的是(　　) A．原NaOH溶液的濃度為0.2 mol·L－1 B．B燒杯中通入的CO

45、2體積為448 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況) C．通入CO2后，A燒杯中的溶質(zhì)為Na2CO3和NaHCO3 D．通入CO2后，C燒杯中溶質(zhì)成分的物質(zhì)的量之比為n(NaOH)∶n(Na2CO3)＝2∶1 解析：選B。CO2通入NaOH溶液，可能發(fā)生反應(yīng)2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O或NaOH＋CO2===NaHCO3，由圖示可知，滴加鹽酸時(shí)均不直接產(chǎn)生CO2氣體，且最終完全反應(yīng)消耗的鹽酸均為100 mL生成NaCl，由原子守恒得n(Na＋)＝n(Cl－)，即n(NaOH)＝n(HCl)，故c(NaOH)＝＝＝0.2 mol·L－1，A正確；B燒杯中從開始加入鹽酸到開始產(chǎn)生氣體與從開始產(chǎn)生

46、氣體到氣體完全放出需鹽酸相同，即通入CO2后生成的溶液為Na2CO3溶液，據(jù)2NaOH～CO2可知n(CO2)＝＝0.01 mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下V(CO2)＝224 mL，B錯(cuò)誤；A燒杯中未產(chǎn)生氣體消耗的鹽酸小于氣體完全生成消耗的鹽酸，故溶質(zhì)為Na2CO3和NaHCO3，C正確；C燒杯中通入CO2未產(chǎn)生氣體消耗的鹽酸大于氣體完全放出消耗的鹽酸，故溶液溶質(zhì)為Na2CO3和NaOH，n(Na2CO3)＝n(NaHCO3)＝(100－75)×10－3×0.2 mol＝5×10－3 mol，故n(NaOH)＝(50－0)×10－3×0.2 mol＝1×10－2 mol，即n(NaOH)∶n(Na2CO3

47、)＝2∶1，D正確。 二、非選擇題 11．硅是無機(jī)非金屬材料的主角，硅的氧化物和硅酸鹽約占地殼質(zhì)量的90%以上。 (1)下列物質(zhì)不屬于硅酸鹽的是________。 A．陶瓷　　 B．玻璃 C．水泥 D．生石灰 (2)SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO2與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________，工藝師常用________(填物質(zhì)名稱)來雕刻玻璃。 (3)用Na2SiO3水溶液浸泡過的棉花不易燃燒，說明Na2SiO3可用作______________。Na2SiO3可通過SiO2與純堿混合高溫熔融反應(yīng)制得，高溫熔融純堿時(shí)下列坩堝可選用的是________。 A．普通玻

48、璃坩堝 B．石英玻璃坩堝 C．氧化鋁坩堝 D．鐵坩堝 (4)工業(yè)上常用2C＋SiO2Si＋2CO↑制備粗硅，該反應(yīng)中所含元素化合價(jià)升高的物質(zhì)是________(填化學(xué)式，下同)，氧化劑是________。 解析：(1)生石灰(CaO)不含Si元素，不屬于硅酸鹽。(2)SiO2與HF反應(yīng)，所以通常用氫氟酸來雕刻玻璃。(3)含有SiO2的坩堝可與Na2CO3反應(yīng)，Al2O3也可與Na2CO3反應(yīng)。 答案：(1)D　(2)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O　氫氟酸　(3)防火劑　D　(4)C　SiO2 12．分別取等物質(zhì)的量濃度的氫氧化鈉溶液各100 mL，再通入一定量的CO

49、2，隨后分別各取20 mL溶液，向其中逐滴滴入0.2 mol/L的鹽酸，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生CO2的體積(y軸)與所加入鹽酸的體積(x軸)的關(guān)系如下圖(分A、B兩種情況)： (1)在A情況下，溶質(zhì)是________________(填化學(xué)式)，其物質(zhì)的量之比為__________。在B情況下，溶質(zhì)是________(填化學(xué)式)，其物質(zhì)的量之比為________。 (2)原氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為__________________________。 解析：(1)CO2通入NaOH溶液中進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，據(jù)CO2量與NaOH量的相對多少，有兩個(gè)階段：①CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H

50、2O，此時(shí)溶質(zhì)可能為NaOH和Na2CO3或只有Na2CO3(剛好反應(yīng))；②Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，此時(shí)溶質(zhì)可能為Na2CO3和NaHCO3或只有 NaHCO3。據(jù)圖分析：B情況最終生成的CO2(其實(shí)就是最初通入的與NaOH溶液反應(yīng)的CO2)是A情況的2倍。 (2)當(dāng)加入150 mL鹽酸時(shí)，恰好完全反應(yīng)，此時(shí)溶液中溶質(zhì)為NaCl。據(jù)元素守恒有n(NaOH)＝n(Na＋)＝n(Cl－)＝0.2 mol/L×0.15 L＝0.03 mol，所以原氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為0.03 mol/0.02 L＝1.5 mol/L。 答案：(1)NaOH、Na2CO3　1∶1

51、 Na2CO3、NaHCO3　1∶1 (2)1.5 mol/L 13．綜合利用CO2、CO對構(gòu)建低碳社會有重要意義。 (1)Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。如果尋找吸收CO2的其他物質(zhì)，下列建議合理的是________(填字母)。 A．可在堿性氧化物中尋找 B．可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中尋找 C．可在具有強(qiáng)氧化性的物質(zhì)中尋找 (2)Li4SiO4可用于吸收、釋放CO2，原理是在500 ℃，CO2與Li4SiO4接觸后生成Li2CO3；平衡后加熱至700 ℃，反應(yīng)逆向進(jìn)行，放出CO2，Li4SiO4再生，寫出CO2與Li4SiO4反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______

52、________________________________________________________。 (3)如圖所示，利用缺鐵氧化物(如Fe0.9O)可實(shí)現(xiàn)CO2的綜合利用、構(gòu)建低碳環(huán)保社會。 ①過程Ⅰ反應(yīng)中二氧化碳作________(填“氧化”或“還原”)劑，每生成3 mol的Fe3O4可轉(zhuǎn)化CO2的體積為________(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。 ②請說明該轉(zhuǎn)化的優(yōu)點(diǎn)：_________________________________________________。 解析：(1)A項(xiàng)，Li2O、Na2O、MgO均屬于堿性氧化物，均能吸收酸性氧化物CO2，可在堿性氧化物中尋找

53、吸收CO2的其他物質(zhì)，故A正確；B項(xiàng)，Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2，鋰與鈉、鎂為ⅠA、ⅡA族元素，所以可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中尋找吸收CO2的其他物質(zhì)，故B正確；C項(xiàng)，Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2，但它們都沒有強(qiáng)氧化性，且吸收二氧化碳與氧化還原反應(yīng)無關(guān)，故C錯(cuò)誤。(2)在500 ℃，CO2與Li4SiO4接觸后生成Li2CO3，反應(yīng)物為CO2與Li4SiO4，生成物有Li2CO3，根據(jù)質(zhì)量守恒可知產(chǎn)物還有Li2SiO3，所以化學(xué)方程式為CO2＋Li4SiO4Li2CO3＋Li2SiO3。(3)根據(jù)圖示可知，F(xiàn)e0.9O可以將CO2轉(zhuǎn)化為Fe3O4和C，過程Ⅰ反

54、應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe0.9O＋CO2===Fe3O4＋C，可知生成3 mol的Fe3O4消耗1 mol CO2，而Fe3O4又在太陽能高溫作用下分解為Fe0.9O和氧氣，可實(shí)現(xiàn)鐵的氧化物的循環(huán)利用。 答案：(1)AB　(2)CO2＋Li4SiO4Li2CO3＋Li2SiO3　(3)①氧化　22.4 L?、趯O2轉(zhuǎn)化為C和O2；利用了太陽能；Fe3O4可循環(huán)使用 14．硅是人類文明發(fā)展的重要元素之一，從傳統(tǒng)材料到信息材料的發(fā)展過程中創(chuàng)造了一個(gè)又一個(gè)奇跡。 (1)工業(yè)生產(chǎn)粗硅的反應(yīng)有SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑，SiO2＋3CSiC＋2CO↑。若產(chǎn)品中單質(zhì)硅與碳化硅的物質(zhì)的量之比為1

55、∶1，則參加反應(yīng)的C和SiO2的質(zhì)量之比為________。 (2)工業(yè)上可以通過如下圖所示的流程制取純硅： ①若反應(yīng)Ⅰ為Si(粗)＋3HClSiHCl3＋H2，則反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式為 ________________________________________________________________________。 ②設(shè)每一輪次制備1 mol純硅，且生產(chǎn)過程中硅元素沒有損失，反應(yīng)Ⅰ中HCl的利用率為90%，反應(yīng)Ⅱ中H2的利用率為93.75%，則在第二輪次的生產(chǎn)中，補(bǔ)充投入HCl 和H2的物質(zhì)的量之比是__________ 。 解析：(1)將兩方程式疊加，可知C和S

56、iO2的物質(zhì)的量之比為5∶2，因此質(zhì)量比為(5×12)∶(2×60)＝1∶2。 (2)①由流程圖可知反應(yīng)Ⅱ是SiHCl3和H2反應(yīng)生成純硅和HCl，因此化學(xué)方程式為SiHCl3＋H2Si(純)＋3HCl。 ②由題中條件可知： Si(粗)＋3HClSiHCl3＋H2 1 mol　 3 mol　　　　　　1 mol SiHCl3＋H2Si(純)＋3HCl 1 mol　 1 mol　　 　　　 　3 mol 由以上數(shù)據(jù)可知循環(huán)生產(chǎn)中只能產(chǎn)生3 mol HCl，但HCl的利用率是90%，因此需要增加(－3) mol HCl，循環(huán)生產(chǎn)中只產(chǎn)生1 mol H2，但H2的利用率為93.75%，因此需增加(－1) mol H2，所以補(bǔ)充投入HCl和H2的物質(zhì)的量之比為(－3)∶(－1)＝5∶1。 答案：(1)1∶2 (2)①SiHCl3＋H2Si(純)＋3HCl ②5∶1