2020年高考化学一轮复习 微考点 第24练 硅的制取及应用 苏教版

硅的制取及应用一、单项选择题1下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是()硅是构成一些岩石和矿物的基本元素水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料A B C D2关于硅及其化合物的叙述中，错误的是()A硅是良好的半导体材料B二氧化硅能与石灰石反应：SiO2CaCO3CaSiO3CO2C可以用焦炭还原二氧化硅生产硅：SiO22CSi2COD水泥的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO23(2020苏州模拟)下列有关硅及其化合物的用途及反应，正确的是()二氧化硅可用来制造半导体器件硅可用于制造光导纤维2CSiO2Si2COA B C D二、不定项选择题4(2020盐城第一次月考)有一粗硅，含杂质铁，取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中，放出等量的H2，则该粗硅中铁和硅的关系正确的是()A物质的量之比为11 B物质的量之比为12C质量之比为41 D质量之比为415下列关于SiO2和CO2的叙述中不正确的是()A都是共价化合物B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DSiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨三、非选择题6硅是重要的化学元素之一，在从传统材料到信息材料的发展过程中其创造了一个又一个奇迹。请回答下列问题：(1)硅在元素周期表中的位置是_。(2)工业上生产粗硅的反应有SiO22C3 273 K,Si(粗硅)2CO；SiO23C3 273 K,SiC2CO。若产品中单质硅与碳化硅的物质的量之比为11，则参加反应的C和SiO2的质量之比为_。(3)工业上可以通过如图所示的流程制取纯硅：若反应的化学方程式为Si(粗硅)3HCl553573 K,SiHCl3H2，则反应的化学方程式为_。整个制备过程必须严格控制无水、无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出该反应的化学方程式：_。假设每一轮次制备1 mol纯硅，且生产过程中硅元素没有损失，反应中HCl的利用率为90%，反应中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450500 )，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。相关信息如下：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有关物质的物理常数见下表：物质SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5沸点/57.712.8315熔点/70.0107.2升华温度/180300162请回答下列问题：(1)写出装置A中发生反应的离子方程式：_。(2)装置A中g管的作用是_；装置C中的试剂是_；装置E中的h瓶需要冷却的理由是_。(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅，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)。(4)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5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O。滴定前是否要滴加指示剂？_(填“是”或“否”)，请说明理由：_。某同学称取5.000 g残留物，经预处理后在容量瓶中配制成100 mL溶液，移取25.00 mL试样溶液，用1.000102 mol L1 KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00 mL，则残留物中铁元素的质量分数是_。答案解析1C硅元素在地壳中的含量仅次于氧，排第二位，是构成岩石和矿物的基本元素，正确；水晶的主要成分为SiO2，错；制作光导纤维的原料是石英，而不是高纯硅，错。2D水泥的主要成分是3CaOSiO2、2CaOSiO2、3CaOAl2O3；普通玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2。3A二氧化硅可制造光导纤维，做半导体器件的是单质硅，、错误；碳能在高温条件下将硅单质还原出来：2CSiO2Si2CO，正确。4CD根据电子得失：可知铁与盐酸反应：FeH2，而硅与氢氧化钠反应：Si2H2，放出等量的H2，设生成氢气的物质的量为2 mol，所以粗硅中铁和硅的物质的量之比为 21，质量之比为(2 mol56 gmol1)(1 mol28 gmol1)41。5C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A族(2)12(3)SiHCl3H21 3731 453 K,Si(纯硅)3HClSiHCl33H2O,H2SiO33HClH251解析(1)根据硅的原子序数为14，可知其在元素周期表中位于第三周期 A族。(2)根据产品中单质硅与碳化硅的物质的量之比为11，再利用方程式计算。假设参加反应的C为5 mol，SiO2为2 mol，则二者的质量之比为(5 mol12 gmol1)(2 mol60 gmol1)12。(3)根据流程图中的信息知，反应的反应物有SiHCl3和H2，生成物有Si(纯硅)和HCl，利用观察法将其配平。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，最后利用观察法将其配平。据题意：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(3)mol，投入H2的物质的量为(1) mol，二者的比值为51。7(1)MnO24H2ClMn2Cl22H2O(2)平衡气压浓H2SO4SiCl4沸点较低，用冷却液可得到液态SiCl4(3)Al、B、P(4)否MnO有颜色，故不需其他指示剂4.48%解析A为Cl2的发生装置，B、C为Cl2的净化装置，D中发生2Cl2SiSiCl4，生成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中用冷却液可得到液态SiC