9．(2009浙江理综28)(15分)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．铁、铝、硼、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：

请回答下列问题：

(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，把铁元素还原成Fe²⁺，再用KMnO₄标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是：

5Fe²⁺+MnO₄^－ 　+8H⁺ = 5Fe³⁺+Mn²⁺+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，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　　　　 　　。

高考真题答案与解析

化　 学

[考点16]无机非金属材料的主角　 硅及碳族元素

8．(2009重庆理综6)(6分)材料与化学密切相关，表中对应系错误的是　　　　　　　　　　 (　　 )

7．(2009四川理综6)(6分)开发新材料是现代科技发展的方向之一。下列有关材料的说法正确的是　　 (　　 )

A．氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料

B．C₆₀属于原子晶体，用于制造纳米材料

C．纤维素乙酸酯属于天然高分子材料

D．单晶硅常用于制造光导纤维

6．(2009广东理基28)(2分)下列说法正确的是(　　 )

A．MgSO₄晶体中只存在离子键

B．含Ca²⁺、Mg²⁺的水都是硬水

C．雾是气溶胶，在阳光下可观察到丁达尔效应

D．玻璃是氧化物，成分可表示为Na₂O·CaO·6SiO₂

5．(2009广东理基22)(2分)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

4.(2008广东化学23)(11分)硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：

　(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl₃)还原法是当前制备高纯硅的主

要方法，生产过程示意图如下：

①写出由纯SiHCl₃制备高纯硅的化学反应方程式　　。

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，写出配平的化学反应方程式　　；H₂还原SihCl₃过程中若混0₂，可能引起的后果是　　　　 。

　(2)下列有头硅材料的详法正确的是　　　 (填字母)。

A．碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水混

B．氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承

C．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂的，其熔点很高

D．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅

　 (3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象并给予解释　　。

3.(2007广东化学6)下列说法正确的是　 (　　 )　　　　　　　　

A．硅材料广泛应用于光纤通讯

B．工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品

C．水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品

D．粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应

2.(2008广东理基34)根据陈述的知识，类推得出的结论正确的是　　　　　　　　 (　　 )

　　 A．镁条在空气中燃烧生成的氧化物是MgO，则纳在空气中燃烧生成的氧化物是Na₂O

　　 B．乙烯可使酸性高链子酸钾溶液褪色，则丙烯也可以使其褪色

　　 C．CO₂与SiO₂化学式相似，则CO₂和SiO₂的物理性质也相似

　　 D．金刚石的硬度大，则C₁₂的硬度也大

1.(2007山东基本能力20)旅游洞穴一般是指供游人观览的喀斯特洞穴。多姿多彩的石钟乳、石笋、石柱、石花等碳酸钙沉积体是喀斯特洞穴中的主要景观。由于游人呼吸有时会使旅游洞穴中二氧化碳浓度大幅升高，可能造成的后果是(　　 )

　　　　 ①抑制碳酸钙沉积的生长　　　　　　　　　　　　　　　

②促进碳酸钙沉积体的生长

　　　　 ③使游客有憋闷的感觉　　　　　　　　　　　　　　　　　

④使照明灯下的植物大量死亡　　　　　　　　　　

　　　　 A．①③　　　　　　　　　　　　 B．②③　　　　　　　　　　　　

C．①④　　　　　　　　　　　　 D．②④

8. 答案：(1)反应①的方程式：4HCl(浓)+MnO₂MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O(2分)

(2)反应②的离子方程式：6I^－+ClO₃^－ +6H⁺ = 3I₂+Cl^－+3H₂O(2分)

(3)2H₂O₂2H₂O+O₂↑或2KMnO₄K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑(其它合理答案也给分)(2分)

(4)5.6×10^－4 mol·L^－1 (3分)

[解析]首先得破框图，G为紫黑色固体单质，一般可预测为碘单质，可推得C物质为氯气，则A为盐酸、B为二氧化锰；E在二氧化锰的催化下制取H，则E为氯酸钾、H为氧气；F为氯化钾；于是D一定为碘化钾。所以推出A盐酸、B二氧化锰、C氯气、D碘化钾、E氯酸钾、F氯化钾、G碘、H氧气。

(4)D溶液与Pb(NO₃)₂ 反应生成沉淀为PbI₂，PbI₂Pb²⁺+2I^－ 　　　

Ksp = c(Pb²⁺)·c(I^－)² = c(Pb²⁺)÷2×(10^－2÷2)² = 7.0×10^－9　

所以c(Pb²⁺) = 5.6×10^－4 mol·L^－1。

^9．答案：^{(1)蒸馏法、电渗析法、离子交换法及其他合理答案中的任意两种}

^{(2)Cl2　 NaOH　 NaClO　　 (3)富集溴元素}

^{(4)Br2+SO2+2H2O = 4H++SO42 －+2Br－　 强酸对设备的严重腐蚀}

^{(5)①冷凝管　 ②Br2腐蚀橡胶　 ③控制温度计b的温度，并收集59 ℃时的馏分}

^{④深红棕色　 分液(或蒸馏)}

[解析]本题考查海水中提取溴的实验。

(2)从反应2NaCl+2H₂O2NaOH+H₂↑+Cl₂↑可判断出产物，但其中Cl₂有可能与NaOH反应生成NaClO。

(3)步骤I中Br₂的浓度很小，若把其中的Br₂蒸馏出来，耗能太大，所以要先把Br₂富集。

(5)③蒸馏的目的，就是通过沸点不同而提纯Br₂，所以要把温度控制在Br₂的沸点，尽可能只使Br₂挥发。

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