基础课时1 硅 无机非金属材料
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)硅胶可用作食品干燥剂(√)
(2015•全国新课标Ⅱ,7A)
(2)利用如图所示装置进行下列实验,能证明酸性:硝酸>碳酸>硅酸
①浓硝酸、②Na2CO3、③Na2SiO3溶液(×)
(2014•新课标全国卷Ⅰ,1C)
(3)烧结黏土制陶瓷不涉及到化学变化(×)
(2015•重庆理综,1A)
(4)Na2SiO3溶液中通入过量SO2:SiO2-3+SO2+H2O===H2SiO3↓+SO2-3(×)
(2015•山东理综,2B)
(5)SiO2既能和NaOH溶液反应,又能和氢氟酸反应,所以是两性氧化物(×)
(2015•安徽理综,9D)
(6)可用磨口玻璃瓶保存NaOH溶液(×)
(2015•海南化学,7B)
(7)因晶体硅熔点高、硬度大,可用于制作半导体材料(×)
(2014•江苏化学,4A)
(8)SiO2既能与KOH溶液反应又能与浓盐酸反应(×)
(2014•福建理综,9②改编)
(9)SiO2、NaOH、HF三者两两均能反应(√)
(2014•江苏化学,8C改编)
(10)氢氟酸刻蚀玻璃不涉及化学变化(×)
(2014•重庆理综,1C)
(11)NH4F水溶液中含有HF,因此NH4F溶液不能存放在玻璃试剂瓶中(√)
(2014•天津理综,3B)
(12)玻璃容器可长期盛放各种酸(×)
(2014•海南化学,9A)
(13)高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅(√)
(2013•广东理综,11C)
(14)石英只能用于生产光导纤维(×)
(2013•福建理综,6A)
(15)二氧化硅不与强酸反应,可用石英器皿盛放氢氟酸(×)
(2013•江苏化学,4B)
2.(2013•海南卷,20-Ⅱ)硅在地壳中的含量较高。硅及其化合物的开发由来已久,在现代生活中有广泛应用。回答下列问题:
(1)1810年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时,得到一种“金属”。这种“金属”可能是 。
(2)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。其中,生产普通玻璃的主要原料有 。
(3)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线,其中一种工艺流程示意图及主要反应如下:
发生的主要反应
电弧炉 SiO2+2C=====1 600~1 800 ℃Si+2CO↑
流化床反应器 Si+3HCl=====250~300 ℃SiHCl3+H2
还原炉 SiHCl3+H2=====1 100~1 200 ℃Si+3HCl
①用石英砂和焦炭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 ;碳化硅又称 ,其晶体结构与 相似。
②在流化床反应的产物中,SiHCl3大约占85%,还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等,有关物质的沸点数据如下表,提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和 。
物质 Si SiCl4 SiHCl3 SiH2Cl2 SiH3Cl HCl SiH4
沸点/℃ 2 355 57.6 31.8 8.2 -30.4 -84.9 -111.9
③SiHCl3极易水解,其完全水解的产物为 。
(4)氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料,这些原料是 。
解析 (1)反应物是二氧化硅、木炭和铁,所得“金属”应是铁的合金。(2)生产普通玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英砂。(3)①SiC又名金刚砂,与金刚石或晶体硅具有相似的结构。②在SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl中,SiCl4和SiHCl3在常温下呈液态。由于SiCl4与SiHCl3沸点相差较大,因此可用蒸馏的方法进行分离。③SiHCl3完全水解的化学方程式为SiHCl3+4H2O===H4SiO4↓+H2↑+3HCl↑。(4)氯碱工业的产品是NaOH、H2、Cl2,其中H2、Cl2反应可制备HCl。H2、HCl都是制备硅工艺中的原料。
答案 (1)含有硅、碳的铁合金(或