【同步練習】《硅 無機非金屬材料》（魯科）.docx

硅 無機非金屬材料同步練習第1課時 選擇題一、選擇題1下列說法正確的是（ ）A. SiO2是一種酸性氧化物，能夠與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸B. 光導纖維的主要成分是硅C. 實驗室保存氫氧化鈉溶液不能用玻璃塞D. 晶體硅具有金屬光澤，可以導電，因此晶體硅屬于金屬材料2化學與生活密切相關(guān)，下列說法正確的是()A. 石油分餾、煤的干餾、煙氣脫硫、菜籽中提取菜籽油等過程都是物理變化B. “China”來源于聞名于世的中國陶瓷，陶瓷是一種硅酸鹽產(chǎn)品C. 高純度的硅廣泛用于制作光導纖維，光導纖維遇強堿會“斷路”D. 絢麗繽紛的煙花中添加了含鐵、鉑、鈉、鉀、銅等金屬化合物3下列敘述正確的是()A. 酸性氧化物均與水反應(yīng)生成對應(yīng)的酸B. 將NaOH溶液逐滴加入FeCl3溶液可制備Fe(OH)3膠體C. 電化學腐蝕是造成金屬腐蝕的主要原因D. 堿石灰、玻璃、生石灰、漂白粉都是混合物4下列有關(guān)物質(zhì)的工業(yè)制法中，錯誤的是（ ）A. 制硅：用焦炭還原二氧化硅得硅B. 制鈉：以海水為原料制得NaCl，再電解熔融NaCl得鈉C. 制鐵：以焦炭和鐵礦石為原料，用CO還原鐵礦石得鐵D. 制鎂：以海水為原料，經(jīng)一系列過程制得氯化鎂，用H2還原MgCl2得鎂5某氧化物不溶于水，溶于熔化的NaOH中，生成易溶于水的化合物，向稀鹽酸中滴加所生成化合物的水溶液，立即有白色沉淀產(chǎn)生，則原氧化物是（ ）A. CuO B. Al2O3 C. N2O5 D. SiO26下列指定反應(yīng)的離子方程式表達正確的是( )A. FeCl3溶液中加入KSCN溶液：Fe3+ 3SCN= Fe(SCN)3B. Ca(HCO3)2溶液中加入少量NaOH溶液：Ca2+2HCO3+ 2OH= CaCO3+ CO32+ H2OC. 向NaClO溶液中通入少量SO2: 2ClO+SO2+H2O =SO32+2HClOD. 過量的CO2通入水玻璃中：SiO322CO2+2H2O =H2SiO3 + 2HCO37下列物質(zhì)的用途錯誤的是（ ）A. 硅是制造太陽能電池的常用材料 B. 二氧化硅是制造光導纖維的材料C. 水玻璃可用作木材防火劑 D. 硅是制取水泥的原料8下列說法正確的是（ ）A. 常溫時硅化學性質(zhì)不活潑，不能與任何物質(zhì)反應(yīng)B. 晶體硅具有金屬光澤，可以導電，屬于金屬材料C. Na2SiO3是制備硅膠和木材防火劑的原料D. 二氧化硅是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的常用材料9下面關(guān)于硅的敘述中，正確的是（ ）A. 粗硅制備單晶硅不涉及氧化還原反應(yīng)B. 硅是構(gòu)成礦物和巖石的主要元素，硅在地殼中的含量在所有的元素中居第一位C. 硅的化學性質(zhì)不活潑，在自然界中可以以游離態(tài)存在D. 硅在電子工業(yè)中，是重要的半導體材料10下列物質(zhì)的變化，不能通過一步化學反應(yīng)完成的是（ ）A. CO2H2CO3 B. SiO2Na2SiO3C. Na2O2Na2CO3 D. SiO2H2SiO311二氧化硅屬于酸性氧化物，理由是（ ）A. Si是非金屬元素 B. SiO2對應(yīng)的水化物是可溶性弱酸C. SiO2與強堿反應(yīng)生成鹽和水 D. SiO2不能與酸反應(yīng)12下列說法不正確的是（ ）A. SiO2不溶于水，故H2SiO3不是SiO2對應(yīng)的酸，或者說SiO2不是H2SiO3的酸酐B. CO2通入到水玻璃中可以得到硅酸沉淀C. SiO2是一種空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，熔點高，硬度大D. 氫氟酸能夠刻蝕玻璃，故不能用玻璃瓶來盛裝氫氟酸13下列說法正確的是（ ）二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟堿反應(yīng)，但不能與任何酸反應(yīng)根據(jù)反應(yīng)SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2可推知硅酸酸性比碳酸強二氧化碳通入硅酸鈉溶液中可以制得硅酸二氧化硅常被用來制造光導纖維A. B. C. D. 14下列各組物質(zhì)相互混合反應(yīng)后，最終有白色沉淀生成的是（ ）將SO2通入鹽酸酸化的Ba(NO3)2溶液中過量Ba(OH)2溶液和明礬溶液混合少量Ca(OH)2投入過量NaHCO3溶液中Na2SiO3溶液中通入過量CO2CaCl2與NaOH的混合溶液中通入過量CO2 填空題A. B. C. D. 全部二、非選擇題15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)造了一個又一個奇跡。（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1：1，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： 反應(yīng)I為 Si（粗）+3HClSiHCl3+H2，則反應(yīng)II的化學方程式為 ；整個制備過程必須嚴格控制無水無氧。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)的化學方程式： ；設(shè)每一輪次制備1mol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，補充投入HCl 和H2的物質(zhì)的量之比是 。16硅在地殼中的含量較高。硅及其化合物的開發(fā)由來已久，在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}： （1）1810 年瑞典化學家貝采利烏斯在加熱石英砂、木炭和鐵時，得到一種“金屬”。這種“金屬”可能是_ ； （2）陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸鹽材料。其中，生產(chǎn)普通玻璃的主要原料有_；（3）高純硅是現(xiàn)代信息、半導體和光伏發(fā)電等產(chǎn)業(yè)都需要的基礎(chǔ)材料。工業(yè)上提純硅有多種路線，其中一種工藝流程示意圖及主要反應(yīng)如下： 用石英砂和焦炭在電弧爐中高溫加熱也可以生產(chǎn)碳化硅，該反應(yīng)的化學方程式為_ ；碳化硅又稱_，其晶體結(jié)構(gòu)與_相似； 在流化床反應(yīng)的產(chǎn)物中，SiHCl3大約占 85%，還有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有關(guān)物質(zhì)的沸點數(shù)據(jù)如下表，提純SiHCl3的主要工藝操作依次是沉降、冷凝和_；物質(zhì)SiSiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiH3ClHClSiH4沸點/235557.631.88.2-30.4-84.9-111.9SiHCl3極易水解，其完全水解的產(chǎn)物為_。；（4）氯堿工業(yè)可為上述工藝生產(chǎn)提供部分原料，這些原料是_。 17SiO2在自然界中廣泛存在，它是制備現(xiàn)代通訊材料_(寫該材料名稱)的主要原料；以SiO2為原料，在工業(yè)上制備單質(zhì)硅的化學方程式為_，在常溫下，SiO2可與一種酸發(fā)生反應(yīng)，該反應(yīng)的化學方程式為_該反應(yīng)的重要應(yīng)用是_。18硅是帶來人類文明的重要元素之一，從傳統(tǒng)材料到信息材料的發(fā)展過程中創(chuàng)造了許多奇跡。（l）新型陶瓷Si3N4的熔點高、硬度大、化學性質(zhì)穩(wěn)定。工業(yè)上可以采用化學氣相沉積法，在H2的保護下，使SiCI4與N2反應(yīng)生成Si3N4沉積在石墨表面，寫出該反應(yīng)的化學方程式_ _；（2）已知硅的熔點是1420，高溫下氧氣及水蒸氣能明顯腐蝕氮化硅。一種用工業(yè)硅（含少量鉀、鈉、鐵、銅的氧化物）合成氮化硅的主要工藝流程如下： 化N2和H2時，銅屑的作用是 ，硅膠的作用是_；在氮化爐中3Si（s） +2N2（g） =Si3N4（S） H= -727.5kJmol-l，開始時為什么要嚴格控制氮氣的流速以控制溫度？ ，體系中要通人適量的氫氣是為了_；X可能是 （選填“鹽酸”、“硝酸”、“硫酸”或“氫氟酸”） ；（3）工業(yè)上可以通過如下圖所示的流程制取純硅：整個制備過程必須嚴格控制無水無氧。SiHCl3遇水能發(fā)生劇烈反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的化學方程式 ；假設(shè)每一輪次制備1mol純硅，且生產(chǎn)過程中硅元素沒有損失，反應(yīng)I中HCI的利用率為90%，反應(yīng)II中H2的利用率為9375%。則在第二輪次的生產(chǎn)中，補充投入HC1和H2的物質(zhì)的量之比是 。19硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用很廣。請回答下列問題：（1）制備硅半導體材料必須先得到高純硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)還原法是當前制備高純硅的主要方法，生產(chǎn)過程示意圖如下 ：寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學反應(yīng)方程式 ；整個制備過程必須嚴格控制無水、無氧。SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，寫出配平的化學反應(yīng)方程式 ；H2還原SiHCl3過程中若混有O2，可能引起的后果是 ；（2）下列有關(guān)硅材料的說法正確的是A單質(zhì)硅化學性質(zhì)穩(wěn)定，但可以被強堿溶液腐蝕B鹽酸可以與硅反應(yīng)，故采用鹽酸為拋光液拋光單晶硅C普通玻璃是由純堿、石灰石和石英砂制成的，其熔點很高D光導纖維的主要成分是SiO2（3）硅酸鈉水溶液俗稱水玻璃。取少量硅酸鈉溶液于試管中，逐滴加入鹽酸，振蕩。寫出實驗現(xiàn)象并給予解釋(用化學方程式說明) ；（4）在人體器官受到損傷時，需要使用一種新型無機非金屬材料來植入體內(nèi)，這種材料是 (填字母)。A高溫結(jié)構(gòu)陶瓷 B生物陶瓷 C導電陶瓷20金屬鋁質(zhì)輕且有良好的防腐蝕性，在國防工業(yè)中有非常重要的作用，利用鋁熱反應(yīng)完成鋼軌的焊接非常方便迅速。完成下列填空：（1）在特制漏斗中將鋁熱劑混合均勻后，引發(fā)鋁熱反應(yīng)的操作是：_；（2）硅與鋁同周期地殼里硅鋁的含量硅_鋁(填，或=)。工業(yè)上制備金屬鋁的化學方程式是：_，工業(yè)上制備硅的化學方程式有：aSiO2+2CSi(粗)+2CObSiO2+3CSiC +2CO(副反應(yīng))cSi(粗)+ 2C12SiCl4dSiC14 + 2H2Si+4HC1某同學將氧化還原反應(yīng)、非氧化還原反應(yīng)及四大基本反應(yīng)繪制成上圖，其中屬于上圖“2區(qū)域的反應(yīng)是_(填序號) ；（3）SiO2是硅酸鹽玻璃(Na2CaSi6O14)主要成分，Na2CaSi6O14也可寫成Na2OCaO6SiO2，鈉長石(NaAlSi3O8)的氧化物形式_，長石是鋁硅酸鹽，不同類長石其氧原子的物質(zhì)的量分數(shù)相同由此可推知鈣長石的化學式為_；（4）某鋁合金由Al、Si、Cu、Mg組成。稱取100g該鋁合金樣品，分成等質(zhì)量的A、B兩份。向A份加入足量NaOH溶液，B份加入足量的稀鹽酸。待兩份反應(yīng)物都充分反應(yīng)之后，稱得濾渣質(zhì)量相差160g，收集得到的兩份氣體的體積相差2240mL(標準狀況下)。則樣品中Si和Mg的物質(zhì)的量分別是n(Si)_和n(Mg)_。答案和解析【答案】 1【答案】C【解析】A酸性氧化物不一定都與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸，SiO2不溶于水，不能夠與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸，故A錯誤；B光導纖維的主要成分是二氧化硅，故B錯誤；CSiO2能溶于NaOH溶液，則實驗室保存氫氧化鈉溶液不能用玻璃塞，故C正確；D硅單質(zhì)是半導體材料，可以導電，但屬于非金屬材料，故D錯誤；答案為C。2【答案】B【解析】A燃煤煙氣中的二氧化硫用堿性溶液吸收，二氧化硫與堿反應(yīng)生成亞硫酸鹽，有新物質(zhì)生成，屬于化學反應(yīng)，故A錯誤；B陶瓷主要成分是硅酸鹽，是硅酸鹽產(chǎn)品，故B正確；C高純度的硅是半導體材料，SiO2是光導纖維，SiO2能與NaOH溶液反應(yīng)，光導纖維遇強堿會“斷路”，故C錯誤；D鐵可代替鉑作焰色反應(yīng)的材料，則不能加鐵的金屬化合物，故D錯誤；答案為B。3【答案】C【解析】A酸性氧化物不一定均能與水反應(yīng)生成對應(yīng)的酸，如SiO2，故A錯誤；B將NaOH溶液逐滴加入FeCl3溶液得到Fe(OH)3紅褐色沉淀，而不是膠體，故B錯誤；C金屬的腐蝕主要是電化學腐蝕，故C正確；D堿石灰、玻璃、漂白粉都是混合物，而生石灰是氧化鈣，是純凈物，故D錯誤；答案為C。4【答案】D【解析】A工業(yè)用焦炭還原二氧化硅生產(chǎn)硅：SiO2+2CSi+2CO，A正確；B工業(yè)制鈉是以海水為原料制得NaCl，電解熔融NaCl：2NaCl2Na+Cl2，制得鈉，B正確；C工業(yè)上常用用CO在高溫下還原鐵礦石煉鐵：3CO+Fe2O32Fe+3CO2，制得鐵，C正確；D工業(yè)制鎂是電解熔融氯化鎂：MgCl2Mg+Cl2，D錯誤；答案選D。5【答案】D【解析】試題分析：CuO為堿性氧化物，與氫氧化鈉不反應(yīng)，故A錯誤；Al2O3與氫氧化鈉反應(yīng)生成的NaAlO2, 滴入稀鹽酸中，因為開始時鹽酸過量，所以開始沒有沉淀，故B錯誤；N2O5能溶于水，故C錯誤；硅酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成硅酸沉淀，故D正確。6【答案】D【解析】A. FeCl3溶液中加入KSCN溶液，溶液變成血紅色，沒有生成沉淀，故A錯誤；B. Ca(HCO3)2溶液中加入少量NaOH溶液，反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和碳酸氫鈉，反應(yīng)的離子方程式為Ca2+HCO3+ OH= CaCO3+ H2O，故B錯誤；C. 向NaClO溶液中通入少量SO2反應(yīng)生成的次氯酸具有強氧化性，能夠氧化亞硫酸鈉生成硫酸鈉，故C錯誤； D. 過量的CO2通入水玻璃中反應(yīng)生成硅酸沉淀和碳酸氫鈉：SiO322CO2+2 H2O =H2SiO3 + 2HCO3，故D正確；故選D。7【答案】D【解析】A、因晶體硅是目前應(yīng)用最成熟、最廣泛的太陽能電池材料太陽能電池材料，故A正確；B、因制造光導纖維的主要材料是SiO2，故B正確；C、因水玻璃不燃不爆，所以可作為木材防火劑，故C正確；D、因制造水泥的原料主要材料是石灰石、粘土，故D錯誤；故選：D8【答案】C【解析】A硅常溫下與氫氟酸、氫氧化鈉反應(yīng)，故A錯誤；B硅的導電性能介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導體材料，是非金屬材料，故B錯誤；CNa2SiO3的水溶液是水玻璃，可以用于制備硅膠和木材防火劑，故C正確；D二氧化硅是光導纖維，不能將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，故D錯誤；答案為C。9【答案】D【解析】A粗硅制備單晶硅先利用氧化反應(yīng)即用Cl2氧化粗硅為SiCl4，再利用還原反應(yīng)即用H2還原SiCl4，故A錯誤；B硅是構(gòu)成礦物和巖石的主要元素，硅在地殼中的含量在所有的元素中居第二位故B錯誤；C硅在自然界中以化合態(tài)形式存在，故C錯誤；D硅在電子工業(yè)中，是最重要的半導體材料，故D正確；故選D。10【答案】D【解析】A、由CO2H2CO3可知，二氧化碳能和水反應(yīng)生成碳酸，一步實現(xiàn)該轉(zhuǎn)化，選項A不選；B、由SiO2Na2SiO3可知，二氧化硅是酸性氧化物，能和強堿反應(yīng)生成鹽和水，所以能一步實現(xiàn)該轉(zhuǎn)化，選項B不選；C、由Na2O2Na2CO3可知，選擇二氧化碳即可一步實現(xiàn)，選項C不選；D、由SiO2H2SiO3可知，二氧化硅不溶于水，不能和水反應(yīng)，必須先和強堿反應(yīng)生成鹽，鹽再轉(zhuǎn)化為酸，選項D選。答案選D。本題考查物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，注意是否一步轉(zhuǎn)化是解答的關(guān)鍵，學生應(yīng)熟悉物質(zhì)之間的反應(yīng)及物質(zhì)的組成來分析解答。11【答案】C【解析】A、硅是非金屬，非金屬氧化物不一定是酸性氧化物，如NO、CO，選項A錯誤；B、酸性氧化物對應(yīng)酸可以是強酸或弱酸，如SO3形成的是硫酸屬于強酸，二氧化硫?qū)?yīng)酸是亞硫酸屬于弱酸，選項B錯誤；C、SiO2與強堿反應(yīng)生成鹽和水，符合酸性氧化物概念，選項C正確；D、NO、CO不能與酸反應(yīng)，但是它們不是酸性氧化物，選項D錯誤。答案選C。本題考查了酸性氧化物概念的分析判斷，掌握物質(zhì)性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目較簡單。依據(jù)酸性氧化物概念分析，與堿反應(yīng)只生成鹽和水的氧化物為酸性氧化物。12【答案】A【解析】A、二氧化硅是硅酸的酸酐，選項A不正確；B、碳酸的酸性強于硅酸的，選項B正確；C、 SiO2是一種空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，熔點高，硬度大，選項C正確；D、氫氟酸能夠刻蝕玻璃，故不能用玻璃瓶來盛裝氫氟酸，選項D正確。答案選A。13【答案】C【解析】二氧化硅是酸性氧化物，但它可以與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)：SiO2+4HF=SiF4+2H2，錯誤；反應(yīng)SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2只有在高溫下才能進行，由于CO2是氣體，生成后脫離反應(yīng)體系使反應(yīng)得以繼續(xù)進行，但這不能說明硅酸的酸性比碳酸的酸性強，錯誤；二氧化碳通入硅酸鈉溶液中可以制得硅酸：CO2+H2O+ Na2SiO3= Na2CO3+ H2SiO3，符合強酸制弱酸原理，可以說明碳酸的酸性比硅酸的強，正確；二氧化硅是光導纖維的主要成分，光導纖維可以用二氧化硅來制取，正確。本題考查了硅及其化合物的性質(zhì)，掌握物質(zhì)的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵，注意根據(jù)強酸制弱酸原理，必須在溶液中發(fā)生的化學反應(yīng)，因此不能得出硅酸的酸性比碳酸強，是易錯點。14【答案】A【解析】NO3在酸性條件下具有強氧化性，能把SO2氧化成SO42，因此沉淀為BaSO4，故錯誤；明礬是KAl(SO4)2，與Ba(OH)2溶液反應(yīng)，產(chǎn)生BaSO4沉淀，故正確；氫氧化鈣是少量，系數(shù)為1，離子方程式為Ca22OH2HCO3=CaCO32H2OCO32，故正確；硅酸是難溶于水的，發(fā)生SiO322CO22H2O=H2SiO32HCO3，故正確；因為通入過量CO2，產(chǎn)生的可溶于水的Ca(HCO3)2和NaHCO3，沒有沉淀產(chǎn)生，故錯誤；綜上所述，選項A正確。15.【答案】（1）1:2（2）SiHCl3+H2Si（純）+3HClSiHCl3+3H2OH2SiO3+3HCl+H2 5:1【解析】（1）將兩方程式疊加，可知C和SiO2的物質(zhì)的量之比為5:2，因此質(zhì)量比為：（512）：（260）=1:2。（2）由流程圖可知反應(yīng)II是SiHCl3和H2反應(yīng)生成純硅和HCl，因此方程式為SiHCl3+H2Si（純）+3HCl。寫出方程式中已知物質(zhì)：SiHCl3+3H2O H2SiO3+3HCl，由原子守恒可知另一種物質(zhì)為H2，因此反應(yīng)的化學方程式為SiHCl3+3H2OH2SiO3+3HCl+H2。由題中條件可知：Si（粗）+ 3HCl SiHCl3 + H21mol 3mol 1molSiHCl3+H2 Si（純）+3HCl1mol 1mol 3mol由以上數(shù)據(jù)可知循環(huán)生產(chǎn)中只能產(chǎn)生3molHCl，但HCl的利用率是90%，因此需要增加（）molHCl，循環(huán)生產(chǎn)中只產(chǎn)生1molH2，但H2的利用率為93.75%，因此需增加（）molH2，所以補充投入HCl 和H2的物質(zhì)的量之比為：（）：（）=5:1。16【答案】（1）含有硅碳的鐵合金；（2）純堿、石英和石灰石；（3）SiO2+3CSiC+2CO；金剛砂；金剛石；精餾(或蒸餾)；H4SiO4(或H2SiO3)、H2、HCl；（4）H2、HCl【解析】（1）石英砂的主要成分是二氧化硅，加熱石英砂、木炭和鐵時，發(fā)生置換反應(yīng)，SiO2+2CSi+2CO，所以在加熱石英砂、木炭和鐵時，得到一種“金屬”這種“金屬”可能是含有硅碳的鐵合金，故答案為：含有硅碳的鐵合金；（2）制造普通玻璃的主要原料是：純堿、石灰石和石英，在玻璃窯中強熱時的主要發(fā)生反應(yīng)：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2、SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2，故答案為：純堿、石英和石灰石；（3）石英砂的主要成分是二氧化硅，在反應(yīng)中生成碳化硅，反應(yīng)為：SiO2+3CSiC+2CO，碳化硅又稱金剛砂，其晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似，故答案為：SiO2+3CSiC+2CO；金剛砂；金剛石；利用沸點的不同提純SiHCl3屬于蒸餾，SiHCl3(沸點33.0)中含有少量SiCl4(沸點57.6)和HCl(沸點-84.7)，由于沸點差別較大，可以通過精餾(或蒸餾)除去雜質(zhì)，故答案為：精餾(或蒸餾)；SiHCl3水解反應(yīng)方程式為：SiHCl3+3H2OH2SiO3+H2+3HCl，生成硅酸、氫氣和氯化氫，故答案為：H4SiO4(或H2SiO3)、H2、HCl；（4）氯堿工業(yè)主要反應(yīng)為電解飽和食鹽水：2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2，為該化學工藝提供H2、HCl，故答案為：H2、HCl。本題考查了實驗方案設(shè)計的有關(guān)知識，側(cè)重考查了硅及其化合物的有關(guān)知識，注意粗硅的提純反應(yīng)原理，對知識進行遷移解決情形相似的新問題體現(xiàn)出知識運用與問題分析的能力是本題的特點。17【答案】光導纖維； SiO2+2CSi+2CO；SiO2+4HF SiF4+2H2O；刻蝕玻璃?！窘馕觥浚?）SiO2在自然界中廣泛存在，它可以使光線全反射，所以是制備現(xiàn)代通訊材料光導纖維的原料；在工業(yè)上，以SiO2為原料，與焦炭早高溫下發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生Si單質(zhì)和CO，反應(yīng)的化學方程式是：SiO2+2CSi+2CO；SiO2是原子晶體，原子之間以很強的共價鍵結(jié)合，不容易斷裂，所以在常溫下，SiO2與一般的物質(zhì)不能發(fā)生反應(yīng)，但是卻可與一種氫氟酸發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生四氟化硅和氫氣，該反應(yīng)的化學方程式為SiO2+4HF SiF4+2H2O；由于SiO2是玻璃的主要成分，所以該反應(yīng)原理可用于刻蝕玻璃。18【答案】（1）3SiCl4+2N2+6H2= Si3N4+12HCl（2）除去原料氣中的氧氣 除去生成的水蒸氣反應(yīng)是放熱反應(yīng)，需要控制溫度防止局部過熱，導致硅熔化熔合成團，阻礙與N2的接觸 ； 將體系中的氧氣轉(zhuǎn)化為水蒸氣，而易被除去（或?qū)⒄麄€體系中空氣排盡）硝酸（3）SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)，化學反應(yīng)方程式3SiHCl3+3H2OH2SiO3+H2+3HCl；5:1【解析】（1）由題意知，在H2的保護下，SiCI4與N2反應(yīng)生成Si3N4，該反應(yīng)的化學方程式為3SiCl4+2N2+6H2= Si3N4+12HCl；（2）Cu能與氧氣反應(yīng)，所以Cu屑的作用為除去原料氣中的氧氣；硅膠具有吸水性，可除去生成的水蒸氣；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，開始時嚴格控制氮氣的流速以控制溫度是防止局部過熱，導致硅熔化熔合成團，阻礙與N2的接觸；體系中要通入適量的氫氣是為將體系中的氧氣轉(zhuǎn)化為水蒸氣，而易被除去（或整個體系中空氣排盡）；氮化硅能與HF酸反應(yīng)，Cu與鹽酸、稀硫酸均不反應(yīng)，氮化硅中混有銅粉，為除去混有的Cu，可選擇硝酸，Cu與硝酸反應(yīng)，而氮化硅與硝酸不反應(yīng)；（3）SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)，化學反應(yīng)方程式3SiHCl3+3H2OH2SiO3+H2+3HCl；由題意可知：Si（粗）+ 3HCl = SiHCl3 + H2；SiHCl3+H2=Si（純）+3HCl；根據(jù)方程式，制備1mol純硅，循環(huán)生產(chǎn)中能產(chǎn)生3molHCl，但HCl的利用率是90%，因此需要增加（3/0.9）-3molHCl，循環(huán)生產(chǎn)中產(chǎn)生1molH2，但H2的利用率為93.75%，因此需增加（1/0.9375）-1molH2，因此，補充投入HCl 和H2的物質(zhì)的量之比為：（3/0.9）-3：（1/0.9375）-1=5:1。19【答案】（1）SiHCl3+H2Si+3HCl ；SiHCl3+3H2O=H2SiO3+H2+3HCl；高溫下，H2遇O2可能會引起爆炸；O2可能會氧化SiHCl3（2）AD；（3）生成白色絮狀沉淀，Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3；（4）B【解析】（1）純SiHCl3與氫氣反應(yīng)生成硅和氯化氫，方程式為：SiHCl3+H2 Si+3HCl；SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，根據(jù)元素守恒可知該物質(zhì)是氫氣，反應(yīng)的化學方程式為：SiHCl3+3H2O=H2SiO3+H2+3HCl；H2還原SiHCl3過程中若混有O2，可能引起的后果是高溫下H2與O2 發(fā)生放出大量的熱，使體積急劇膨脹，發(fā)生爆炸；同時O2可能會氧化SiHCl3 ；（2）A硅與氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉和氫氣，可以被強堿溶液腐蝕，正確；B硅與鹽酸不反應(yīng)，錯誤；C玻璃為混合物，沒有固定的熔點，錯誤；D二氧化硅為光導纖維的主要成分，正確； （3）鹽酸的酸性強于硅酸，鹽酸與硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸沉淀和氯化鈉，反應(yīng)的化學方程式：生成白色絮狀沉