第四章非金属及其化合物
第一节无机非金属材料的主角——硅
【思维导图】
【微试题】
1.能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（）
A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水
B．CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀
C．高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2
D．氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀【答案】B
2.在SiO2+3C SiC+2CO↑反应中，氧化剂和还原剂的质量比为（）
A．36∶30 B．60∶36 C．2∶1 D．1∶2
【答案】D
3.下列有关物质性质的应用正确的是( ) A.液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂 B.二氧化硅不与强酸反应，可用石英器皿盛放氢氟酸 C.生石灰能与水反应，可用来干燥氯气 D.氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝 【答案】A
4.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粗硅与干燥的HCl 气体反应制得SiHCl 3：Si ＋3HCl=====300℃
SiHCl 3＋H 2； ③SiHCl 3与过量的H 2在1 000℃～1 100℃反应制得纯硅。

已知SiHCl 3能与H 2O 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SiCl4(沸点
57.6℃)和HCl(沸点－84.7℃)，提纯SiHCl3采用的方法为____________________。

(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图(热源及夹持装置略去)：
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________________________________，装置D 不能采用普通玻璃管的原因是________________________________，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，操作的关键是检验实验装置的气密性，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(填写字母代号)是()
a．碘水b．氯水c．NaOH溶液d．KSCN溶液e．Na2SO3溶液
【答案】
（1）SiO2+2C Si+CO↑（2）分馏(或蒸馏)蒸馏
（3）①浓H2SO4使滴入烧瓶中的SiHCl3气化
②D中应有固体物质生成在反应温度下，普通玻璃会软化SiHCl3+H2Si+3HCl
③排尽装置中的空气④b d
【解析】本题以晶体硅的制备为背景考查硅及其化合物的性质及综合分析能力。

(1)制备粗硅的化学反应方程式为SiO2+2C Si+CO↑
(2)由题目所给数目可知，相关物质的沸点明显不同，故可采用蒸馏的方式进行SiHCl3的提纯。

(3)由于SiHCl3能与H2O强烈作用，所以A装置中制备的H2，必须经B干燥，液体干燥剂可选浓
H 2SO4。

为使H2与SiHCl3SiHCl3C装置需加热。

由制备步骤③可知，D中发生的反应为SiHCl3+H2Si+3HCl显然反应一段时间后D中应有固体硅生成，由于反应温度高，普通玻璃在高温下会软化，故不能采用普通玻璃。

由于SiHCl3在空气中会自燃，且Si易被空气中的氧气氧化，所以除把握好③中所给关键处，还需排尽装置中的空气。

若含微量的铁，则与盐酸反应后的溶液中应含Fe2+,则需再加入氧化剂和
KSCN看是否变红色，以确定是否含有Fe元素。

故④应选b、d。