資源簡介

第03練 無機非金屬材料
1.無機非金屬材料
(1)硅酸鹽材料
①硅酸鹽的結(jié)構(gòu)、特點
結(jié)構(gòu) 特點
硅氧四面體 硬度高、熔點高、難溶于水、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐腐蝕等
②硅酸鹽材料
陶瓷 普通玻璃 普通水泥
原料 黏土 純堿(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)、石英砂(SiO2) 主要原料：石灰石、黏土輔助原料：適量的石膏
設(shè)備 — 玻璃窯 水泥回轉(zhuǎn)窯
制備過程 原料經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成 原料經(jīng)混合、粉碎，在玻璃窯中熔融，發(fā)生復(fù)雜的物理和化學(xué)變化而制得 原料與其他輔料經(jīng)混合、研磨后在水泥回轉(zhuǎn)窯中煅燒，發(fā)生復(fù)雜的物理和化學(xué)變化，加入適量石膏調(diào)節(jié)水泥硬化速率，再磨成細(xì)粉即得
主要成分 成分復(fù)雜 硅酸鈉(Na2SiO3)、硅酸鈣(CaSiO3)、二氧化硅(SiO2) 硅酸三鈣(3CaO·SiO2)、硅酸二鈣(2CaO·SiO2)、鋁酸三鈣(3CaO·Al2O3)
特點 抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣 玻璃是非晶體，稱為玻璃態(tài)物質(zhì)，無固定熔點，在某一溫度范圍內(nèi)軟化可加工成制品 具有水硬性，與水摻和攪拌并靜置后，很容易凝固變硬
用途 建筑材料、絕緣材料、日用器皿、衛(wèi)生潔具 建筑材料、光學(xué)儀器、各種器皿、制造玻璃纖維 大量用于建筑和水利工程
(2)新型無機非金屬材料
①硅和二氧化硅
主要應(yīng)用 硅 半導(dǎo)體材料→硅芯片、硅太陽能電池
二氧化硅 光導(dǎo)纖維
制備 粗硅 SiO2＋2CSi＋2CO↑
高純硅 Si＋3HClSiHCl3＋H2SiHCl3＋H2Si＋3HCl或Si＋2Cl2SiCl4SiCl4＋2H2Si＋4HCl
②新型陶瓷——碳化硅(SiC)
俗稱 結(jié)構(gòu)特點 主要性能 生產(chǎn)應(yīng)用
金剛砂 碳原子、硅原子以共價鍵連接，結(jié)構(gòu)類似金剛石 硬度很大、高溫抗氧化性能優(yōu)異 砂紙和砂輪的磨料、耐高溫結(jié)構(gòu)材料和耐高溫半導(dǎo)體材料
③碳納米材料
類別 成分 性能 應(yīng)用
富勒稀 由碳原子構(gòu)成的一系列籠形分子的總稱，其代表物為C60 —— 納米汽車
碳納米管 由石墨片層卷成的管狀物，具有納米尺度的直徑 碳納米管的比表面積大，強度高、優(yōu)良化學(xué)性能 生產(chǎn)復(fù)合材料、電池和傳感器等
石墨烯 只有一個碳原子直徑厚度的單層石墨 電阻率低、熱導(dǎo)率高，強度高 光電器件、超級電容器、電池和復(fù)合材料
(3)特殊功能的含硅材料：
①含4%硅的硅鋼具有導(dǎo)磁性，主要用作變壓器的鐵芯；
②人工合成的硅橡膠是最好的既耐高溫又耐低溫的橡膠，用于火箭、飛機、導(dǎo)彈的零件和絕緣材料；
③人工制造的分子篩，主要用作吸附劑和催化劑。
2.二氧化硅的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
(1)SiO2是硅最重要的化合物，地球上存在的天然二氧化硅稱為硅石，約占地殼質(zhì)量的12%，天然SiO2存在形態(tài)有結(jié)晶形和無定型形兩大類。石英、水晶、瑪瑙、沙子的主要成分是SiO2。
二氧化硅中每個Si周圍結(jié)合4個O，Si在中心，O在4個頂角；許多個這樣的四面體又通過頂角的O相連，每個O與2個Si相結(jié)合，二氧化硅晶體中Si和O按1：2的比例組成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，二氧化硅的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)決定了它的熔點高，硬度大，不導(dǎo)電，不溶于水，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。
(2)二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)：
①不與水、一般的酸反應(yīng)
②具有酸性氧化物的通性
分別寫出SiO2與CaO、NaOH、溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：
SiO2＋CaOCaSiO3；SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O；
與Na2CO3反應(yīng)：固體高溫條件下SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑
③特性：與氫氟酸反應(yīng)，化學(xué)方程式為：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。
(3)二氧化硅的用途：
①沙子是基本的建筑材料。
②純凈的SiO2是現(xiàn)代光學(xué)及光纖制品的基本原料，可以制作光導(dǎo)纖維。
③實驗室中使用的石英坩堝。
④水晶和瑪瑙制作飾物和工藝品。
1．硅及其化合物廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活，下列有關(guān)說法錯誤的是
A．Si可以用作半導(dǎo)體材料
B．互聯(lián)網(wǎng)通過光纖交換信息，光纖的主要原料是SiO2
C．硅酸鈉的溶液俗稱水玻璃，常用作木材的阻燃劑
D．玻璃上的精美刻花，是工藝師用鹽酸刻蝕形成的
2．廣東歷史文化悠久。下列四種廣東歷史文化寶藏主要成分由硅酸鹽構(gòu)成的是
選項 A B C D
文化寶藏
名稱 粵繡 潮州木雕 潮州功夫所用茶具 粵劇中的服飾
A．A B．B C．C D．D
3．下列物質(zhì)中，屬于酸性氧化物且跟水不能形成酸的是
A．CO2 B．SiO2 C．SO2 D．Fe2O3
4．我國具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的電腦芯片“龍芯一號”的問世，填補了我國計算機制造史上的一項空白。下列對硅及其化合物的有關(guān)敘述正確的是
A．二氧化硅既能與燒堿溶液反應(yīng)又能與氫氟酸反應(yīng)，所以二氧化硅是兩性氧化物
B．晶體硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)
C．晶體硅是一種良好的半導(dǎo)體材料，但是它的提煉工藝復(fù)雜，價格極高
D．晶體硅和金剛石的硬度都很大
5．從物質(zhì)類別、元素化合價、物質(zhì)所含元素在周期表中的位置三個角度可以認(rèn)識物質(zhì)的性質(zhì)。下列說法錯誤的是
A．晶體硅是良好的半導(dǎo)體材料
B．具有氧化性，能發(fā)生反應(yīng)：
C．與同屬酸性氧化物，能與水反應(yīng)：
D．溶液能與鹽酸反應(yīng)生成硅酸：
6．2021年，我國具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的“龍芯”19歲了。下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的敘述正確的是
A．陶瓷是人類應(yīng)用最早的硅酸鹽材料
B．利用二氧化硅的半導(dǎo)體性能制成光電池
C．硅的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不與任何物質(zhì)反應(yīng)
D．晶體硅是具有金屬光澤的灰黑色金屬
7．下列說法不正確的是
A．陶瓷是以黏土為主要原料，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成
B．普通玻璃以純堿、石灰和石英砂為原料，發(fā)生復(fù)雜的物理和化學(xué)變化制得
C．普通硅酸鹽水泥以黏土和石灰石為主要原料
D．向水泥中加入適量的石膏可以調(diào)節(jié)水泥硬化速率
8．下列說法中不正確的是
A．動力電池和超輕海綿使用了石墨烯材料，該材料不是新型無機非金屬材料
B．傳統(tǒng)硅酸鹽材料包括陶瓷、水泥、普通玻璃
C．氫氟酸可用于蝕刻普通玻璃
D．北斗導(dǎo)航系統(tǒng)計算機的芯片材料是單質(zhì)硅
9．下列說法不正確的是
A．高純硅可用于制作光感電池
B．因熔點高硬度大，可用于制光導(dǎo)纖維
C．石英砂可用于生產(chǎn)單晶硅
D．與反應(yīng)的實際應(yīng)用之一是氫氟酸在玻璃器皿上刻蝕標(biāo)記
10．如圖為刻蝕在玻璃上的精美的花紋圖案，則該刻蝕過程中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)為（ ）
A． B．
C． D．
11．半導(dǎo)體工業(yè)有“從沙灘到用戶”的行話，此過程中涉及的反應(yīng)之一為↑。下列說法正確的是。
A．該反應(yīng)表明非金屬性：C>Si B．可用于制備光導(dǎo)纖維
C．Si常用于制備芯片、玻璃纖維 D．利用該反應(yīng)可得到高純度的硅單質(zhì)
12．下列離子方程式中書寫正確的是
A．水玻璃中通入過量的二氧化碳：
B．二氧化硅放入澄清石灰水中：
C．二氧化硅與氫氟酸反應(yīng)：
D．單質(zhì)硅溶于燒堿溶液中：
13．科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了純碳新材料“碳納米泡沫”，每個泡沫含有約4000個碳原子，直徑約6~9nm，在低于-183℃時，泡沫具有永久磁性。下列敘述錯誤的是
A．“碳納米泡沫”與石墨互為同素異形體
B．把“碳納米泡沫”分散到適當(dāng)?shù)娜軇┲心墚a(chǎn)生丁達爾現(xiàn)象
C．“碳納米泡沫”是一種新型的碳單質(zhì)
D．“碳納米泡沫”和金剛石的性質(zhì)相同
14．金剛砂(SiC)可由SiO2和碳在一定條件下反應(yīng)制得，反應(yīng)方程式為SiO2+3CSiC+2CO↑，下列有關(guān)制造金剛砂的說法中正確的是
A．該反應(yīng)中的氧化劑是SiO2，還原劑為C
B．該反應(yīng)中的氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2
C．該反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為12e-
D．該反應(yīng)中的還原產(chǎn)物是SiC、氧化產(chǎn)物是CO
15．工業(yè)制備高純硅的原理示意圖如下：
則下列說法正確的是
A．硅的非金屬性比碳弱，硅在自然界中主要以單質(zhì)和硅酸鹽形式存在
B．反應(yīng)①為：
C．反應(yīng)②③均為置換反應(yīng)
D．高純硅可用來生產(chǎn)光導(dǎo)纖維
16．“龍芯一號”的問世填補了我國電腦芯片制造史上的一項空白。用硝酸與氫氟酸的混合液作制作芯片的刻蝕液，發(fā)生的反應(yīng)為。下列有關(guān)敘述正確的是
A．電腦芯片的主要成分為，具有良好的光學(xué)性能
B．實驗室中，可用玻璃儀器密封保存氫氟酸
C．在該反應(yīng)中，作還原劑，被氧化為
D．該反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子時，生成
17．A、B、C、D均為中學(xué)化學(xué)常見的純凈物且都含有一種相同元素，A是單質(zhì)，B是A的氧化物。它們有如圖反應(yīng)關(guān)系：
(1)若B是淡黃色固體，②③的反應(yīng)中均有一種相同的反應(yīng)物且摩爾質(zhì)量為18g/mol，D俗稱小蘇打。則C的化學(xué)式為 ，寫出物質(zhì)B與反應(yīng)的化學(xué)方程式 ，由D和澄清石灰水可得到C，寫出該反應(yīng)的離子方程式 。
(2)若B是制作光導(dǎo)纖維的材料，②③的反應(yīng)物中均有燒堿，D為酸。用氧化物表示C的組成 ，反應(yīng)①②③④⑤中，屬于氧化還原反應(yīng)的有 (填序號)，寫出D轉(zhuǎn)化為C的離子方程式 。
(3)若B是紅棕色固體，反應(yīng)③在鹽酸中完成，則反應(yīng)②中加入物質(zhì)的化學(xué)式為 ；若C、D組成元素相同，則C轉(zhuǎn)化為D的離子方程式為 ，在D中滴入氫氧化鈉溶液，一段時間內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是 。
18．非金屬材料及其化合物是無機非金屬材料的主要成分，硅是無機非金屬材料的主角，硅的氧化物和硅酸鹽約占地殼質(zhì)量的90%以上。
I．
(1)計算機芯片和太陽能電池的主要成分是 (填化學(xué)式，下同)；光導(dǎo)纖維的主要成分是 ；工藝師常用氫氟酸來雕刻玻璃，其原理為 (填化學(xué)方程式)。
Ⅱ．高純度單晶硅的制備方法：

某同學(xué)從資料中查知：SiCl4的熔點為-70℃，沸點為57.6℃，在潮濕的空氣中與水發(fā)生反應(yīng)而變質(zhì)。該同學(xué)設(shè)計了如圖裝置制取純硅(裝置中的熱源及夾持裝置均已略去)。

(2)已知：步驟①生成的另一產(chǎn)物為CO，寫出步驟①中反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。
(3)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。
(4)已知：SiCl4在潮濕的空氣中能與水發(fā)生反應(yīng)生成氯化氫。為防止空氣污染，含有SiCl4的尾氣可通入盛有 (填試劑名稱)的燒杯中。
(5)同學(xué)甲認(rèn)為用該裝置進行實驗，可能會導(dǎo)致實驗失敗，為保證制備純硅實驗的成功，你認(rèn)為該裝置應(yīng)進行的改進措施是 。
試卷第1頁，共3頁
試卷第1頁，共3頁
參考答案：
1．D
【詳解】A．硅是良好的半導(dǎo)體材料，故A正確；
B．二氧化硅可用于制造光導(dǎo)纖維，故B正確；
C．硅酸鈉的溶液俗稱水玻璃，硅酸鈉不能燃燒，常用作木材的阻燃劑，故C正確；
D．二氧化硅能與氫氟酸反應(yīng)，玻璃上的精美刻花是工藝師用氫氟酸刻蝕形成的，故D錯誤；
故選D。
2．C
【詳解】A．制作粵繡所用的孔雀毛和馬尾的主要成分是蛋白質(zhì)，故A不選；
B．潮州木雕主要成分是纖維素，故B不選；
C．潮州功夫所用茶具主要成分由硅酸鹽構(gòu)成，故C選；
D．粵劇中的服飾中絲綢的主要成分是天然蛋白質(zhì)，故D不選；
故選C。
3．B
【詳解】A．二氧化碳是酸性氧化物，且與水反應(yīng)可以生成碳酸，故A不選；
B．二氧化硅是酸性氧化物，且不溶于水，與水也不反應(yīng)，故B可選；
C．二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸铮苡谒遗c水反應(yīng)生成亞硫酸，故C不選；
D．氧化鐵屬于堿性氧化物，不溶于水，與水也不反應(yīng)，故D不選；
故選B。
4．D
【詳解】A．二氧化硅與氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅和水，沒有鹽生成，與氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉和水，有鹽生成，因此二氧化硅是酸性氧化物，A錯誤；
B．晶體硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，但常溫下能與氫氟酸反應(yīng)，B錯誤；
C．晶體硅是一種良好的半導(dǎo)體材料，是由二氧化硅和碳在高溫條件下反應(yīng)得到粗硅，粗硅和HCl在加熱條件下反應(yīng)得到三氯硅烷，三氯硅烷與氫氣在高溫條件下反應(yīng)得到硅單質(zhì)，它的提煉工藝不算復(fù)雜，價格不高，C錯誤；
D．晶體硅和金剛石的硬度都很大，D正確；
故選D。
5．C
【詳解】A．硅具有良好的導(dǎo)電性，是良好的半導(dǎo)體材料，故A正確；
B．反應(yīng)中，Si元素的化合價降低，被還原，SiO2為氧化劑，體現(xiàn)氧化性，故B正確；
C．是酸性氧化物，但與水不反應(yīng)，故C錯誤；
D．鹽酸的酸性強于硅酸，因此溶液能與鹽酸發(fā)生反應(yīng)，故D正確；
答案選C。
6．A
【詳解】A．陶瓷的主要原料是黏土，則陶瓷是人類應(yīng)用很早的硅酸鹽材料，故A正確；
B．硅是半導(dǎo)體材料，二氧化硅常被用來制造光導(dǎo)纖維，故B錯誤；
C．硅與氟化氫反應(yīng)生成四氟化硅，故C錯誤；
D．晶體硅是一種有金屬光澤的灰黑色的固體，是非金屬，故D錯誤；
故選：A。
7．B
【詳解】A．生產(chǎn)陶瓷的主要原料是黏土，將黏土做成具體形狀，然后高溫?zé)Y(jié)，從而獲得陶瓷制品，A正確；
B．普通玻璃的生產(chǎn)原料是純堿、石灰石和石英砂，石灰的主要成分為氧化鈣，而石灰石的主要成分為碳酸鈣，B不正確；
C．普通硅酸鹽水泥是以黏土和石灰石為主要原料，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)，再添加石膏制成，C正確；
D．為調(diào)節(jié)水泥的硬化速率，向水泥中加入適量的石膏，石膏加入越多，水泥凝固越慢，D正確；
故選B。
8．A
【詳解】A．石墨烯屬于新型無機非金屬材料，A錯誤；
B．陶瓷、水泥、普通玻璃主要成分為硅酸鹽，屬于傳統(tǒng)無機非金屬材料，B正確；
C．普通玻璃中的二氧化硅可與HF發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以可用HF蝕刻普通玻璃，C正確；
D．單晶硅屬于良好的半導(dǎo)體材料，可用于計算機芯片，D正確；
故選A。
9．B
【詳解】A． 利用高純硅的半導(dǎo)體性能，可制作光感電池，A項正確；
B． 可用于制光導(dǎo)纖維是因為其具有較強的傳導(dǎo)能力，B項錯誤；
C． 石英砂的主要成分為，可用焦炭在高溫條件下還原得到粗硅，粗硅經(jīng)提純得到單晶硅，C項正確；
D． 玻璃器皿的主要成分為，與發(fā)生反應(yīng)，所以氫氟酸能在玻璃器皿上刻蝕標(biāo)記，D項正確；
故選B。
10．D
【詳解】氫氟酸可用于在玻璃上雕刻各種精美圖案，雕刻過程中發(fā)生的反應(yīng)為：4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O，故D正確；
故選D。
11．B
【詳解】A．該反應(yīng)中碳元素化合價升高、硅元素化合價降低，該反應(yīng)不能說明得電子能力C>Si，也不能表明非金屬性：C>Si，故A錯誤；
B．SiO2具有優(yōu)良的光學(xué)特性，可用于制備光導(dǎo)纖維，故B正確；
C．Si常用于制備芯片，玻璃纖維的主要成分是二氧化硅、氧化鋁等，故C錯誤；
D．利用該反應(yīng)可得粗硅，不能得到高純度的硅單質(zhì)，故D錯誤；
故選B。
12．D
【詳解】A．水玻璃是硅酸鈉的水溶液，該物質(zhì)是易溶于水的強電解質(zhì)，以離子形式存在，向其中通入過量CO2反應(yīng)產(chǎn)生NaHCO3和H2SiO3，反應(yīng)的離子方程式為：+CO2+H2O=H2SiO3↓+，A錯誤；
B．澄清石灰水中Ca(OH)2以離子形式存在，該反應(yīng)方程式不符合質(zhì)量守恒定律和物質(zhì)存在形式，正確的離子方程式為：Ca2++2OH-+SiO2=CaSiO3+H2O，B錯誤；
C．氫氟酸是弱酸，應(yīng)該用化學(xué)式表示，C錯誤；
D．單質(zhì)硅溶于燒堿溶液中，生成硅酸鈉和H2，反應(yīng)符合反應(yīng)事實，遵循電子守恒、原子守恒、電荷守恒，D正確；
故答案為D。
13．D
【詳解】A．“碳納米泡沫”與石墨分子為含碳原子的不同單質(zhì)，兩者互為同素異形體，A正確；
B．“碳納米泡沫”的粒子直徑為6~9nm，分散到適當(dāng)?shù)娜軇┲行纬赡z體，能產(chǎn)生丁達爾現(xiàn)象，B正確；
C．“碳納米泡沫”分子含碳原子，是一種新型的碳單質(zhì)，C正確；
D．“碳納米泡沫”和金剛石互為同素異形體，化學(xué)性質(zhì)相同，物理性質(zhì)不同，D錯誤；
故選D。
14．D
【詳解】A．該反應(yīng)中C元素化合價從0價升高到一氧化碳中的+2價和降低到SiC中的-4價，Si、O元素的化合價不變，氧化劑和還原劑均為C，A錯誤；
B．SiC為還原產(chǎn)物，CO為氧化產(chǎn)物，氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物物質(zhì)的量之比為2：1，B錯誤；
C．未給出該反應(yīng)物質(zhì)的反應(yīng)量，無法得知其轉(zhuǎn)移電子數(shù)，C錯誤；
D．氧化劑得電子被還原對應(yīng)還原產(chǎn)物，還原劑失電子被氧化對應(yīng)氧化產(chǎn)物，還原產(chǎn)物是SiC、氧化產(chǎn)物是CO，D正確；
故答案選D。
15．C
【詳解】A．硅的非金屬性比碳弱，但是硅為親氧元素，硅在自然界中主要以氧化物和硅酸鹽形式存在，A項錯誤；
B．根據(jù)原理圖，反應(yīng)①為：，B項錯誤；
C．根據(jù)原理圖，反應(yīng)②為，反應(yīng)③為，均為置換反應(yīng)，C項正確；
D．二氧化硅具有良好的光學(xué)特性，可用來生產(chǎn)光導(dǎo)纖維，D項錯誤；
答案選C。
16．C
【詳解】A．電腦芯片的主要成分為硅，不是二氧化硅，故A錯誤；
B．氫氟酸能與玻璃中的二氧化硅反應(yīng)，所以不能用玻璃儀器密封保存氫氟酸，故B錯誤；
C．由方程式可知，反應(yīng)中硅元素的化合價升高被氧化，硅為反應(yīng)的還原劑，被氧化為硅氟酸，故C正確；
D．缺標(biāo)準(zhǔn)狀況下，無法計算反應(yīng)轉(zhuǎn)移0.1mol電子時，生成二氧化氮的體積，故D錯誤；
故選C。
17．(1) NaOH 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 OH-+Ca2++HCO=CaCO3↓+H2O
(2) Na2O·SiO2 ①② H2SiO3+2OH-=SiO+2H2O
(3) Cl2 Fe+2Fe3+=3Fe2+ 先產(chǎn)生白色沉淀，后迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色
【詳解】（1）氧化物為淡黃色固體，故B為過氧化鈉，A為鈉，反應(yīng)②③中有水參加反應(yīng)，故C為NaOH，D為小蘇打，即為碳酸氫鈉。過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，碳酸氫鈉與氫氧化鈣溶液反應(yīng)得到氫氧化鈉，說明氫氧化鈣過量，故離子方程式為OH-+Ca2++HCO=CaCO3↓+H2O；
（2）B是制作光導(dǎo)纖維的材料，則B為二氧化硅，則A為硅，②③的反應(yīng)物中均有燒堿，D為酸，則C為硅酸鈉，硅酸鹽組成復(fù)雜，通常用氧化物表示其組成，硅酸鈉表示為Na2O·SiO2；硅單質(zhì)生成SiO2或硅酸鈉時，化合價發(fā)生變化，為氧化還原反應(yīng)，故選①②；D為硅酸，硅酸與氫氧化鈉反應(yīng)的離子方程式為H2SiO3+2OH-=SiO+2H2O；
（3）若B是紅棕色固體，反應(yīng)③在鹽酸中完成，則B為氧化鐵，A為鐵，C為氯化鐵，D為氯化亞鐵，鐵和氯氣反應(yīng)生成氯化鐵，故反應(yīng)②加入Cl2，C轉(zhuǎn)化為D的離子方程式為Fe+2Fe3+=3Fe2+，在D中加入氫氧化鈉溶液先生成氫氧化亞鐵沉淀，然后被氧氣氧化為氫氧化鐵沉淀，觀察到的現(xiàn)象是先產(chǎn)生白色沉淀，后迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色。
18．(1) Si SiO2 4HF＋SiO2=SiF4↑＋2H2O
(2)2C＋SiO2Si＋2CO↑
(3)Zn＋2H＋=Zn2+＋H2↑
(4)氫氧化鈉溶液
(5)在裝置A與裝置B之間連接一個盛有濃硫酸的洗氣瓶(或堿石灰的干燥管)
【分析】二氧化硅和炭粉反應(yīng)生成粗硅和CO，粗硅和氯氣反應(yīng)生成四氯化硅，用氫氣還原四氯化硅生成高純硅和氯化氫。
【詳解】（1）計算機芯片和太陽能電池的主要成分是Si；光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2；工藝師常用氫氟酸來雕刻玻璃，其原理為二氧化硅和氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅氣體和水，反應(yīng)方程式為4HF＋SiO2=SiF4↑＋2H2O；
（2）步驟①二氧化硅在高溫條件下和炭粉反應(yīng)生成粗硅和CO，步驟①中反應(yīng)的化學(xué)方程式為2C＋SiO2Si＋2CO↑。
（3）裝置A中鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Zn＋2H＋=Zn2+＋H2↑；
（4）SiCl4在潮濕的空氣中能與水發(fā)生反應(yīng)生成氯化氫和硅酸，所以為防止空氣污染，含有SiCl4的尾氣可通入盛有氫氧化鈉溶液的燒杯中；
（5）SiCl4在潮濕的空氣中能與水發(fā)生反應(yīng)生，用該裝置制備的氫氣中含有水蒸氣，可能會導(dǎo)致實驗失敗，為保證制備純硅實驗的成功，在裝置A與裝置B之間連接一個盛有濃硫酸的洗氣瓶。
答案第1頁，共2頁
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