山东省高考化学一轮复习 第4章第1节 硅 无机非金属材料课件

第第1节硅无机非金属材料节硅无机非金属材料 点面导图点面导图考向分析考向分析本节高考重点考查：本节高考重点考查： (1)硅单质及其重要化合物的主要性质和应用；硅单质及其重要化合物的主要性质和应用； (2)无机非金属材料。无机非金属材料。 高考对本节内容考查形式不固定，选择题难度较小；非选择高考对本节内容考查形式不固定，选择题难度较小；非选择题中等难度，但综合性较大。预计题中等难度，但综合性较大。预计2013年仍会出题。基于此，我年仍会出题。基于此，我们在复习时应注重以下三个方面的问题：硅及其化合物的实验探们在复习时应注重以下三个方面的问题：硅及其化合物的实验探究；硅及其化合物的推断；无机非金属材料在现实中的应用。究；硅及其化合物的推断；无机非金属材料在现实中的应用。一、硅与半导体材料一、硅与半导体材料1硅元素在自然界中的存在硅元素在自然界中的存在在地壳中的含量：在地壳中的含量：_，自然界中存在形态：，自然界中存在形态：_，主要存在形式：，主要存在形式：_和硅酸盐等。和硅酸盐等。2单质硅单质硅单 质 硅 有单 质 硅 有 _ _ _ _ _ _ 和 无 定 形 硅和 无 定 形 硅 ( 非 晶 体 硅非 晶 体 硅 ) 两 种两 种_，其晶体结构与金刚石类似。，其晶体结构与金刚石类似。居第二位居第二位化合态化合态二氧化硅二氧化硅晶体硅晶体硅同素异形体同素异形体(1)物理性质物理性质色泽色泽硬度硬度熔沸点熔沸点导电性导电性灰黑色、有金灰黑色、有金属光泽属光泽大大高高介于介于_之间之间导体与绝缘体导体与绝缘体(3)工业制法工业制法用焦炭和二氧化硅在电炉中反应得到粗硅，反应的化学方程用焦炭和二氧化硅在电炉中反应得到粗硅，反应的化学方程式为式为_。(4)主要用途主要用途用做用做_材料、生产硅合金等。材料、生产硅合金等。半导体半导体1(判一判判一判)判断下列说法是否正确判断下列说法是否正确(正确的打正确的打“”，不正确的打，不正确的打“”)(1)自然界中硅的含量稀少自然界中硅的含量稀少 ()(2)自然界中存在大量的单质硅自然界中存在大量的单质硅 ()(3)硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应 ()(4)硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料()(5)高纯度的单晶硅被广泛用于制造计算机芯片高纯度的单晶硅被广泛用于制造计算机芯片 ()(6)光导纤维的主要成分是硅光导纤维的主要成分是硅 ()【答案【答案】(1)(2)(3)(4)(5)(6)二、二氧化硅与光导纤维二、二氧化硅与光导纤维1二氧化硅二氧化硅(1)物理性质：硬度：物理性质：硬度：_，熔沸点：很高。，熔沸点：很高。(2)化学性质化学性质很大很大2光导纤维光导纤维(1)主要成分：主要成分：_。(2)用途：用于通讯、能量传输、信息处理、遥测遥控、医疗用途：用于通讯、能量传输、信息处理、遥测遥控、医疗器械制造等方面。器械制造等方面。(3)优点：耐腐蚀、传送量大、损耗少、抗干扰等。优点：耐腐蚀、传送量大、损耗少、抗干扰等。SiO22(选一选选一选)下列说法正确的是下列说法正确的是()A二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应，但不能与任何二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应，但不能与任何酸反应酸反应B根据反应根据反应SiO2CaCO3 CaSiO3CO2，可推知硅酸，可推知硅酸的酸性比碳酸的酸性强的酸性比碳酸的酸性强C石英的主要成分是石英的主要成分是SiO2DCO2与与SiO2均可溶于水生成对应的酸均可溶于水生成对应的酸【答案【答案】C3(想一想想一想)有人认为有人认为SiO2既能与酸反应又能与碱反应，所以认既能与酸反应又能与碱反应，所以认为它是一种两性氧化物，你同意这种看法吗？为它是一种两性氧化物，你同意这种看法吗？【答案【答案】不同意，因为不同意，因为SiO2只与只与HF反应，这是反应，这是SiO2的特性，的特性，与其他的酸不反应，所以与其他的酸不反应，所以SiO2是一种酸性氧化物。是一种酸性氧化物。三、硅酸盐和无机非金属材料三、硅酸盐和无机非金属材料1硅酸盐硅酸盐(1)硅酸盐制品的性质特征硅酸盐制品的性质特征化学性质稳定，熔点较高，大都难溶于水化学性质稳定，熔点较高，大都难溶于水(Na2SiO3例外例外)，Na2SiO3的水溶液俗称的水溶液俗称_，常用作黏合剂和耐火材料。，常用作黏合剂和耐火材料。(2)硅酸盐组成的表示硅酸盐组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成：通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成：如硅酸钠如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为可表示为_，石棉，石棉(CaMg3Si4O12)可表示为：可表示为：_。水玻璃水玻璃Na2OSiO2CaO3MgO4SiO22传统无机非金属材料传统无机非金属材料玻璃玻璃水泥水泥主要原料主要原料_石灰石、黏土石灰石、黏土生产过程中的生产过程中的主要变化主要变化SiO2Na2CO3 _，CaCO3SiO2_复杂的物理、复杂的物理、化学变化化学变化纯碱、石灰石、石英纯碱、石灰石、石英Na2SiO3CO2CaSiO3CO2主要成分主要成分_重要特性重要特性无固定熔点无固定熔点_Na2SiO3，CaSiO3，SiO23CaOSiO2,2CaOSiO2,3CaOAl2O3水硬性水硬性4(连一连连一连)属于硅酸盐材料的用线连起来：属于硅酸盐材料的用线连起来：5(填一填填一填)三硅酸镁晶体被用来治疗胃溃疡病患者的胃酸过多三硅酸镁晶体被用来治疗胃溃疡病患者的胃酸过多症，是因为该物质不溶于水，服用后能中和胃酸，作用持久。症，是因为该物质不溶于水，服用后能中和胃酸，作用持久。三硅酸镁晶体化学式为：三硅酸镁晶体化学式为：Mg2Si3O8nH2O。(1)用氧化物的形式表示三硅酸镁的化学式：用氧化物的形式表示三硅酸镁的化学式：_。(2)写出该药物中和胃酸的离子方程式写出该药物中和胃酸的离子方程式_。【答案答案】(1)2MgO3SiO2nH2O(2)Mg2Si3O8nH2O4H=2Mg23SiO2(n2)H2O 硅及其化合物的特性及应用硅及其化合物的特性及应用 物质物质一般规律一般规律硅及其化合物特性硅及其化合物特性Si硅还原性大于碳硅还原性大于碳2CSiO2 Si2CO非金属单质与强碱溶液非金属单质与强碱溶液反应一般不产生反应一般不产生H2硅可与强碱溶液反应产生硅可与强碱溶液反应产生H2非金属一般不与非氧化非金属一般不与非氧化性酸反应性酸反应Si4HF=SiF42H2一般非金属单质为绝缘一般非金属单质为绝缘体体硅为半导体，常用于电子部件硅为半导体，常用于电子部件SiO2酸性氧化物一般与水反酸性氧化物一般与水反应生成相应酸应生成相应酸SiO2不溶于水，不与水反应不溶于水，不与水反应酸性氧化物一般不与酸酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应发生复分解反应SiO24HF=SiF42H2O“较强酸制较弱酸较强酸制较弱酸” 是复分解反应的一般规是复分解反应的一般规律，律，H2CO3酸性大于酸性大于H2SiO3以下反应不符合此规律以下反应不符合此规律Na2CO3SiO2 Na2SiO3CO2CaCO3SiO2 CaSiO3CO2H2SiO3无机酸一般易溶于水无机酸一般易溶于水硅酸和原硅酸均难溶于水硅酸和原硅酸均难溶于水硅酸盐硅酸盐大多数硅酸盐难溶于水大多数硅酸盐难溶于水常见的可溶性硅酸盐为常见的可溶性硅酸盐为Na2SiO3，其水溶液俗称水玻，其水溶液俗称水玻璃、泡花碱璃、泡花碱(1)工业上用焦炭和石英制取粗硅生成的是工业上用焦炭和石英制取粗硅生成的是CO而不是而不是CO2。(2)中学化学中能与碱反应生成中学化学中能与碱反应生成H2的单质是的单质是Al和和Si。装置装置B中的试剂是中的试剂是_。装置。装置C中的烧瓶需要加热，其中的烧瓶需要加热，其目的是目的是_。(3)用用SiHCl3与过量与过量H2反应制备纯硅的装置如下反应制备纯硅的装置如下(热源及夹持装置略热源及夹持装置略去去)：反应一段时间后，装置反应一段时间后，装置D中观察到的现象是中观察到的现象是_，装置，装置D不能采用普通玻璃管的原因是不能采用普通玻璃管的原因是_。为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及的气密性，控制好反应温度以及_。为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，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是取上层清液后需再加入的试剂是(填写字母代号填写字母代号)_。a碘水碘水b氯水氯水cNaOH溶液溶液dKSCN溶液溶液eNa2SO3溶液溶液【精讲精析【精讲精析】(1)根据题意信息，粗硅可用碳还原二氧化硅根据题意信息，粗硅可用碳还原二氧化硅的方法制取。的方法制取。(2)因因HCl易溶于水，而易溶于水，而SiHCl3遇遇H2O强烈水解，强烈水解，故提纯故提纯SiHCl3的方法只能在无水的条件下采用分馏的方法只能在无水的条件下采用分馏(或蒸馏或蒸馏)的的方法进行分离，方法进行分离，(3)因因SiHCl3强烈水解，故强烈水解，故A产生的产生的H2必须必须干燥，干燥，B中盛装的液体为浓硫酸，烧瓶需加热是为了使中盛装的液体为浓硫酸，烧瓶需加热是为了使SiHCl3气化，加快与氢气的反应。气化，加快与氢气的反应。根据信息，石英管中产生的物根据信息，石英管中产生的物质为硅，质为硅，D中应有固体物质产生，普通玻璃在该反应条件下会中应有固体物质产生，普通玻璃在该反应条件下会软化，软化，D中发生中发生SiHCl3被氢气还原生成硅的反应。被氢气还原生成硅的反应。因高温下因高温下氢气和氧气混合容易爆炸，故应先排净装置中的空气。氢气和氧气混合容易爆炸，故应先排净装置中的空气。铁铁与盐酸反应生成二价铁，常用氯水先将二价铁氧化，然后再与盐酸反应生成二价铁，常用氯水先将二价铁氧化，然后再加入硫氰化钾溶液进行检验。加入硫氰化钾溶液进行检验。【答案【答案】(1)SiO22C Si2CO(2)分馏分馏(或蒸馏或蒸馏)(3)浓硫酸使滴入烧瓶中的浓硫酸使滴入烧瓶中的SiHCl3气化气化有固体物质生成在该反应温度下，普通玻璃会软化有固体物质生成在该反应温度下，普通玻璃会软化排尽装置中的空气排尽装置中的空气bd1下列说法正确的是下列说法正确的是()A盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅BSiO2既能与既能与HF反应又能与反应又能与NaOH溶液反应，说明溶液反应，说明SiO2是两是两性氧化物性氧化物CNa2CO3SiO2 Na2SiO3CO2。该反应不符合强酸。该反应不符合强酸制弱酸规律，但符合高沸点物质制低沸点物质的规律制弱酸规律，但符合高沸点物质制低沸点物质的规律D硅酸、硅酸盐都难溶于水硅酸、硅酸盐都难溶于水【解析【解析】盐酸与硅不反应，故盐酸与硅不反应，故A项错；项错；SiO2是酸性氧化物，是酸性氧化物，故故B错。高沸点物质制低沸点物质，如错。高沸点物质制低沸点物质，如H2SO4、H3PO4制制HCl，Na制制K，SiO2制制CO2，C正确。正确。Na2SiO3易溶于水，易溶于水，D错误。错误。【答案【答案】C无机非金属材料无机非金属材料 下列关于无机非金属材料的说法正确的是下列关于无机非金属材料的说法正确的是()水泥、普通玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品水泥、普通玻璃、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陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料高温结构陶瓷耐高温、硬度大，但是质脆，不可用于制造高温结构陶瓷耐高温、硬度大，但是质脆，不可用于制造发动机发动机普通玻璃中加入氧化亚铜普通玻璃中加入氧化亚铜(Cu2O)制成红色玻璃制成红色玻璃ABC D【精讲精析【精讲精析】水晶成分是水晶成分是SiO2，它是氧化物，不是盐，它是氧化物，不是盐，错误；制作光导纤维的材料是错误；制作光导纤维的材料是SiO2，不是，不是Si，错误；陶瓷错误；陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料，是人类应用很早的硅酸盐材料，正确；高温结构陶瓷可以正确；高温结构陶瓷可以制造发动机，制造发动机，错误；错误；Cu2O(红色红色)、Co2O3(蓝色蓝色)，正确。正确。【答案【答案】C2(2012济宁联考济宁联考)硅及其化合物是重要的无机材料，下列有关说法硅及其化合物是重要的无机材料，下列有关说法正确的是正确的是()A反应反应SiO22C 2COSi，每生成，每生成1 mol Si转移转移4 mol eB光纤的主要成分是硅单质，它质量轻且对光的传输能力强光纤的主要成分是硅单质，它质量轻且对光的传输能力强C光纤可以将光能转化为电能，是制造光电池的最佳材料光纤可以将光能转化为电能，是制造光电池的最佳材料D所有的玻璃都是硅酸盐产品所有的玻璃都是硅酸盐产品【解析【解析】标出选项标出选项A反应前后元素的化合价，分析反应前后化合反应前后元素的化合价，分析反应前后化合价的变化，可知价的变化，可知A说法正确；光纤是光导纤维的简称，其主要成分说法正确；光纤是光导纤维的简称，其主要成分是二氧化硅，是二氧化硅，B说法错误；制造光电池的材料是晶体硅，说法错误；制造光电池的材料是晶体硅，C说法错说法错误；石英玻璃的主要成分是二氧化硅，不是硅酸盐产品，故误；石英玻璃的主要成分是二氧化硅，不是硅酸盐产品，故D说法说法错误。错误。【答案【答案】A (1)选择制取选择制取SO2的合适试剂：的合适试剂：_。A10%的的H2SO4溶液溶液B80%的的H2SO4溶液溶液CNa2SO3固体固体 DCaSO3固体固体(2)写出装置写出装置B中发生的主要反应的化学方程式：中发生的主要反应的化学方程式：_。(3)你认为该装置是否有不足之处？你认为该装置是否有不足之处？_，如果有，请列，如果有，请列出两点：出两点：_。.某研究性学习小组进行了某研究性学习小组进行了“实验室制实验室制Si”的研究，他们以课的研究，他们以课本为基础，查阅资料后得到以下可供参考的信息：本为基础，查阅资料后得到以下可供参考的信息：工业上在高温时用工业上在高温时用C还原还原SiO2可制得可制得SiMg在高温的条件在高温的条件下即可与下即可与SiO2反应反应金属硅化物与稀硫酸反应生成硫酸盐和金属硅化物与稀硫酸反应生成硫酸盐和SiH4Si和和SiO2均不与稀硫酸反应均不与稀硫酸反应SiH4在空气中自燃在空气中自燃他们在研究报告中记录他们在研究报告中记录“选用合适的物质在适宜的条件下选用合适的物质在适宜的条件下充分反应；再用足量稀硫酸溶解固体产物；然后过滤、洗涤、充分反应；再用足量稀硫酸溶解固体产物；然后过滤、洗涤、干燥；最后称量干燥；最后称量在用稀硫酸溶解固体产物时，发现有爆鸣在用稀硫酸溶解固体产物时，发现有爆鸣声和火花，其产率也只有预期值的声和火花，其产率也只有预期值的63%左右左右”。(4)该小组该小组“实验室制实验室制Si”的化学方程式是的化学方程式是_。(5)你估计你估计“用稀硫酸溶解固体产物时，发现有爆鸣声和火花用稀硫酸溶解固体产物时，发现有爆鸣声和火花”的原因是的原因是_。【解析【解析】(1)SO2的溶解度较大，应选用浓度较大的的溶解度较大，应选用浓度较大的H2SO4溶溶液；为了使反应顺利进行须选择液；为了使反应顺利进行须选择Na2SO3固体与硫酸反应固体与硫酸反应(CaSO3固体与硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水固体与硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水)。(2)根据根据Mg与与CO2的反应知的反应知Mg与与SO2反应能生成氧化镁与单质反应能生成氧化镁与单质硫，但单质硫能与镁反应生成硫化镁。硫，但单质硫能与镁反应生成硫化镁。(3)SiO2、CO2都是酸性氧化物，所以镁与玻璃中的二氧化硅能都是酸性氧化物，所以镁与玻璃中的二氧化硅能发生反应，镁不能与玻璃管直接接触；又因为镁与钠的性质相发生反应，镁不能与玻璃管直接接触；又因为镁与钠的性质相似，能与水反应，因此似，能与水反应，因此A、B间应加干燥装置；从整个装置看间应加干燥装置；从整个装置看是完全封闭的，这是不允许的，因此是完全封闭的，这是不允许的，因此C应与大气相通。应与大气相通。(4)根据二氧化碳与镁的反应可写出二氧化硅与镁反应的化学方根据二氧化碳与镁的反应可写出二氧化硅与镁反应的化学方程式。程式。(5)根据信息根据信息可知，用稀可知，用稀H2SO4溶解固体产物时产生了溶解固体产物时产生了SiH4，所以固体产物中有金属硅化物，从而可知镁与二氧化硅，所以固体产物中有金属硅化物，从而可知镁与二氧化硅反应时生成的硅与镁反应生成了硅化镁。反应时生成的硅与镁反应生成了硅化镁。高考题组一硅及其化合物和无机非金属材料高考题组一硅及其化合物和无机非金属材料1(2011山东高考山东高考)某短周期非金属元素的原子核外最外层电某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素子数是次外层电子数的一半，该元素()A在自然界中只以化合态的形式存在在自然界中只以化合态的形式存在B单质常用作半导体材料和光导纤维单质常用作半导体材料和光导纤维C最高价氧化物不与酸反应最高价氧化物不与酸反应D气态氢化物比甲烷稳定气态氢化物比甲烷稳定【解析【解析】该短周期非金属元素为该短周期非金属元素为Si，硅在自然界中只以化，硅在自然界中只以化合态形式存在，合态形式存在，A项正确；单质硅可用作半导体材料，而光导项正确；单质硅可用作半导体材料，而光导纤维的主要成分是纤维的主要成分是SiO2，B项错误；项错误；Si的最高价氧化物为的最高价氧化物为SiO2，其可以与氢氟酸反应，其可以与氢氟酸反应，C项错误；由于非金属性项错误；由于非金属性SiC，因此，因此气态氢化物稳定性：气态氢化物稳定性：SiH4CH4，D项错误。项错误。【答案【答案】A2判断下列说法是否正确判断下列说法是否正确(正确的打正确的打“”，错误的打，错误的打“”)(1)SiO2不与任何酸反应，可用石英制耐酸容器不与任何酸反应，可用石英制耐酸容器(2010全国高全国高考考) ()(2)SiO2是酸性氧化物，能与是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应溶液反应(2010山东高考山东高考) ()(3)二氧化硅是生产光纤制品的基本原料二氧化硅是生产光纤制品的基本原料(2010江苏高考江苏高考) ()(4)水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂(2010江苏高考江苏高考) ()(5)可以用可以用Si3N4、Al2O3制作高温结构陶瓷制品制作高温结构陶瓷制品(2010天津高考天津高考) ()【答案【答案】(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)3(2010上海高考改编上海高考改编)胃舒平主要成分是氢氧化铝，同时含有胃舒平主要成分是氢氧化铝，同时含有三硅酸镁三硅酸镁(Mg2Si3O8nH2O)等化合物。等化合物。(1)三硅酸镁的氧化物形式为三硅酸镁的氧化物形式为_。(2)某元素与铝元素同周期且原子半径比镁原子半径大，该元素某元素与铝元素同周期且原子半径比镁原子半径大，该元素离子半径比铝离子半径离子半径比铝离子半径_(填填“大大”或或“小小”)，该元素和，该元素和铝元素的最高价氧化物的水化物之间发生反应的离子方程式为：铝元素的最高价氧化物的水化物之间发生反应的离子方程式为：_。(3)Al2O3、MgO和和SiO2都可以制耐火材料，其原因是都可以制耐火材料，其原因是_。aAl2O3、MgO和和SiO2都不溶于水都不溶于水bAl2O3、MgO和和SiO2都是白色固体都是白色固体cAl2O3、MgO和和SiO2都是氧化物都是氧化物dAl2O3、MgO和和SiO2都有很高的熔点都有很高的熔点【解析【解析】(1)硅酸盐用氧化物的形式来表示组成的书写顺序硅酸盐用氧化物的形式来表示组成的书写顺序是：活泼金属氧化物是：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物较活泼金属氧化物非金属氧化物非金属氧化物二氧化硅二氧化硅水，并将氧化物的数目用阿拉伯数字在其前面表水，并将氧化物的数目用阿拉伯数字在其前面表示。比如斜长石示。比如斜长石KAlSi3O8：K2OAl2O36SiO2。(2)与铝元素同周期且原子半径大于镁的元素是钠，其离子半与铝元素同周期且原子半径大于镁的元素是钠，其离子半径大于铝的离子半径；两者氢氧化物反应的离子方程式为：径大于铝的离子半径；两者氢氧化物反应的离子方程式为：Al(OH)3OH=Al(OH)4；(3)分析三种氧化物，可知三分析三种氧化物，可知三者都不溶于水且都具有很高的熔点。者都不溶于水且都具有很高的熔点。 【答案【答案】(1)2MgO3SiO2nH2O(2)大大Al(OH)3OH=Al(OH)4(3)ad高考题组二与高考题组二与“硅单质及其化合物硅单质及其化合物”有关的推断题和实验探有关的推断题和实验探究究4(2011天津高考节选天津高考节选)图中图中X、Y、Z为单质，其他为化合物，为单质，其他为化合物，它们之间存在如下转化关系它们之间存在如下转化关系(部分产物已略去部分产物已略去)。其中，。其中，A俗称俗称磁性氧化铁；磁性氧化铁；E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应。是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应。回答下列问题：回答下列问题：(1)组成单质组成单质Y的元素在周期表中的位置是的元素在周期表中的位置是_；M中存中存在的化学键类型为在的化学键类型为_；R的化学式是的化学式是_。(2)一定条件下，一定条件下，Z与与H2反应生成反应生成ZH4。ZH4的电子式为的电子式为_。(3)已知已知A与与1 mol Al反应转化为反应转化为X时时(所有物质均为固体所有物质均为固体)，放，放出出a kJ热量，写出该反应的热化学方程式：热量，写出该反应的热化学方程式：_。【解析【解析】(1)、(2)依题意结合物质的特性可推出框图中的依题意结合物质的特性可推出框图中的A为为Fe3O4，E为为SiO2，再结合框图中的信息推出，再结合框图中的信息推出X为为Fe、Y为为O2、Z为为Si，D为为HNO3溶液、溶液、G为为Fe(NO3)3、M为为Na2SiO3溶液、溶液、R为为H2SiO3(或或H4SiO4)。(3)先写出反应的化学方程式：先写出反应的化学方程式：8Al3Fe3O4=9Fe4Al2O3，根据方程式中根据方程式中Al的化学计量数得出反应热的数值为的化学计量数得出反应热的数值为8a，再根，再根据书写热化学方程式的要求据书写热化学方程式的要求注明反应体系中各物质的状态，注明反应体系中各物质的状态，放热用放热用“”、吸热用、吸热用“”，单位是，单位是“kJmol1”，正确写，正确写出该反应的热化学方程式：出该反应的热化学方程式：8Al(s)3Fe3O4(s)=9Fe(s)4Al2O3(s)H8a kJmol1【答案【答案】(1)第第2周期第周期第A族离子键、共价键族离子键、共价键H2SiO3(或或H4SiO4)(3)8Al(s)3Fe3O4(s)=9Fe(s)4Al2O3(s)H8a kJmol15(2009浙江高考节选浙江高考节选)单晶硅是信息产业中重要的基础材料。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通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷含铁、铝、硼、磷等杂质等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅，粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度反应温度450500 )，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验，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。室制备四氯化硅的装置示意图。相关信息如下：相关信息如下：a四氯化硅遇水极易水解；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；氯化物；c有关物质的物理常数见下表：有关物质的物理常数见下表：物质物质SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5沸点沸点/57.712.8315熔点熔点/70.0107.2升华温度升华温度/180300162请回答下列问题：请回答下列问题：(1)写出装置写出装置A中发生反应的离子方程式中发生反应的离子方程式_。(2)装置装置A中中g管的作用是管的作用是_；装置；装置C中的试剂是中的试剂是_；装置装置E中的中的h瓶需要冷却的理由是瓶需要冷却的理由是_。(3)装置装置E中中h瓶收集到的粗产物可通过精馏瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏类似多次蒸馏)得到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的杂质元素是_(填写元素符号填写元素符号)。【解析【解析】四氯化硅是由粗硅与四氯化硅是由粗硅与Cl2反应得到的，所以必须先反应得到的，所以必须先制得制得Cl2，因，因SiCl4极易水解，所以极易水解，所以Cl2须干燥，再根据表格数须干燥，再根据表格数据分析提纯据分析提纯SiCl4的方法。的方法。(1)书写的是离子方程式，书写的是离子方程式，B装置中装置中盛放饱和食盐水除去盛放饱和食盐水除去HCl，C装置用浓装置用浓H2SO4除水以制得干燥除水以制得干燥纯净的纯净的Cl2；(2)A中用恒压滴液漏斗以平衡压强，使液体顺利中用恒压滴液漏斗以平衡压强，使液体顺利流下；流下；h瓶用冷却液冷却主要目的是得到液态瓶用冷却液冷却主要目的是得到液态SiCl4；(3)精馏精馏粗产物得到粗产物得到SiCl4，温度应控制在，温度应控制在57.7 ，此时，此时BCl3变为气体，变为气体，但但AlCl3、FeCl3、PCl5均残留在均残留在h瓶中，所以残留杂质元素是瓶中，所以残留杂质元素是Fe、Al、P、Cl。课时知能训练课时知能训练