Question

【題目】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量的90%以上。

（1）下列物質不屬于硅酸鹽的是____。

A．陶瓷 B．玻璃 C．水泥 D．生石灰

（2）玉石的主要成分基本都屬于硅酸鹽，翡翠的主要成分為NaAlSi2O6，將其表示為氧化物形式為_________________________。

（3）用Na2SiO3水溶液浸泡過的棉花不易燃燒,說明Na2SiO3可用作______。Na2SiO3可通過SiO2與純堿混合高溫熔融反應制得,高溫熔融純堿時下列坩堝可選用的是___。

A．普通玻璃坩堝 B．石英玻璃坩堝 C．瓷坩堝 D．鐵坩堝

（4）高純度單晶硅可以按下列方法制備:

SiO2 Si(粗) SiHCl3 Si(純)

寫出步驟①的化學方程式___________________________________________________。步驟②的產物經過冷凝后得到的SiHCl3(沸點33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸點57.6℃)，提純SiHCl3主要操作的名稱是_________。步驟③需要在無水無氧環境下進行，若在有氧環境下，除了有不安全因素外還可能使產品中混有雜質____________。

Answer 1

【答案】D Na2O·Al2O3·4SiO2 防火劑 D 2C+ SiO2 Si+ 2CO 蒸餾 SiO2

【解析】

（1）硅酸鹽指由硅酸或多硅酸形成的鹽，常見的硅酸鹽材料有陶瓷、玻璃和水泥等；

（2）用氧化物的形式表示硅酸鹽的組成時，各氧化物的排列順序為：較活潑金屬的氧化物→較不活潑金屬的氧化物→二氧化硅→水。氧化物化學式之間用“”隔開，化學式前的計量數只能取整數，且只代表氧化物本身；

（3）水玻璃是礦物膠，不燃燒，可用作防火劑；二氧化硅能夠與堿反應，氯化鋁能夠與堿發生反應；

（4）①工業用C還原二氧化硅制備粗硅；

②根據沸點不同選擇混合物的分離和提純方法；硅和氧氣在高溫條件下會生成二氧化硅。

（1）陶瓷、玻璃和水泥都是硅酸鹽，生石灰是氧化鈣，不屬于硅酸鹽，

故答案選D；

（2）用氧化物的形式表示硅酸鹽的組成時，各氧化物的排列順序為：較活潑金屬的氧化物→較不活潑金屬的氧化物→二氧化硅→水。氧化物化學式之間用“”隔開，則NaAlSi2O6，表示為氧化物形式為Na2O·Al2O3·4SiO2，

故答案為：Na2O·Al2O3·4SiO2；

（3）水玻璃是礦物膠，不能燃燒，也有支持燃燒，可以在可燃物表面形成一層耐高溫材料，故可以做防火劑；普通玻璃坩堝、石英玻璃坩堝都含有二氧化硅，能夠與堿反應。氯化鋁與堿能夠發生反應，鐵坩堝卻不會與堿反應，所以高溫熔融純堿時可選用的是鐵坩堝，

故答案為：防火劑；D；

（4）①步驟①為工業制備粗硅的過程，其化學方程式為：2C+ SiO2 Si+ 2CO，

故答案為2C+ SiO2 Si+ 2CO；

②SiHCl3(沸點33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸點57.6℃)，因沸點不同，故可采用蒸餾的方法提純SiHCl3；步驟③是SiHCl3與過量還原性氣體氫氣反應制備高純硅的過程，需要在無水、無氧環境下進行，若在有氧環境下，除了有不安全因素外，還可能使產品中生成的硅單質與氧氣在高溫下反應生成雜質SiO2。

故答案為：蒸餾；SiO2。