1．下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是( )
①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 ②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品 ③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 ④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 2．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：SiO2＋CaCO3=====CaSiO3＋CO2↑ C．可以用焦炭还原二氧化硅生产硅：SiO2＋2C=====Si＋2CO↑ D．水泥的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2
3．(2015·云南第一次月考)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1∶1 B．物质的量之比为1∶2 C．质量之比为4∶1 D．质量之比为2∶1
4．(2015·天津河西模拟)下列有关硅及其化合物的用途及反应，正确的是( ) ①二氧化硅可用来制造半导体器件 ②硅可用于制造光导纤维 ③2C＋SiO2=====Si＋2CO↑
A．③ B．①②③ C．①③ D．②③
5．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
D．SiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨
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________________。
高温
高温高温
(2)工业上生产粗硅的反应有SiO2＋2C3 273 K,Si(粗硅)＋2CO↑；SiO2＋3C3 273 K,SiC＋2CO↑。若产品中单质硅与碳化硅的物质的量之比为1∶1，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：
①若反应Ⅰ的化学方程式为Si(粗硅)＋3HCl553～573 K,SiHCl3＋H2，则反应Ⅱ的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②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：
________________________________________________。
③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Ⅰ中HCl的利用率为90%，反应Ⅱ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450～500 ℃)，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 SiCl4 BCl3 AlCl3 FeCl3 PCl5 沸点/℃ 熔点/℃ 升华温度/℃ 请回答下列问题： 57.7 －70.0 － 12.8 －107.2 － － － 180 315 － 300 － － 162 (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5Fe2＋
＋3＋2＋＋MnO－4＋8H===5Fe＋Mn＋4H2O。
①滴定前是否要滴加指示剂？________(填“是”或“否”)，请说明理由：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②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1.000×10－2 mol· L－1 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
1．C [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，①正确；水晶的主要成分为SiO2，②错；制作光导纤维的原料是石英，而不是高纯硅，③错。]
2．D [水泥的主要成分是3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3；普通玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2。]
3．C [根据电子得失：可知铁与盐酸反应：Fe～H2，而硅与氢氧化钠反应：Si～2H2，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 2∶1，质量之比为(2 mol×56 g·mol－1)∶(1 mol×28 g·mol－1)＝4∶1。] 4．A [二氧化硅可制造光导纤维，做半导体器件的是单质硅，①、②错误；碳能在高温条件下将硅单质还原出来：2C＋SiO2=====Si＋2CO↑，③正确。] 5．C [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ⅣA族 (2)1∶2
高温
②SiHCl3＋3H2O,H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑ ③5∶1
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 ⅣA族。(2)根据产品中单质硅与碳化硅的物质的量之比为1∶1，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 mol×12 g·mol－1)∶(2 mol×60 g·mol－1)＝1∶2。(3)①根据流程图中的信息知，反应Ⅱ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。②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。 ③据题意：
3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(90%1
－3)mol，投入H2的物质的量为(93.75%－1) mol，二者的比值为5∶1。 7．(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－=====Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
(2)平衡气压 浓H2SO4 SiCl4沸点较低，用冷却液可得到液态SiCl4 (3)Al、B、P
(4)①否 MnO－4有颜色，故不需其他指示剂 ②4.48%
解析 A为Cl2的发生装置，B、C为Cl2的净化装置，D中发生2Cl2＋Si=====SiCl4，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SiCl4；由题中信息粗硅含铁、铝、硼、磷等杂质，即可轻松完成(3)问。
(4)①因MnO－4本来有颜色，故不再需其他指示剂。 ②由关系式： 5Fe2＋ ～ MnO－4 5 1
n(Fe2＋) 20.00×10－3 L×1.000×10－2 mol·L－1 n(Fe2＋)＝0.001 mol,
△
△
w(Fe)＝
100 mL
0.001 mol×25.00 mL×56 g·mol－1
5.00 g
×100%＝4.48%。
