2019年高考化學(xué) 備考百?gòu)?qiáng)校大題狂練系列 專題11 硅及其化合物.doc
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專題11 硅及其化合物 (滿分60分 時(shí)間30分鐘) 姓名:_______________ 班級(jí):_______________ 得分:_______________ 1.某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如下裝置對(duì)焦炭還原二氧化硅的氣體產(chǎn)物的成分進(jìn)行探究。 已知:PdCl2溶液可用于檢驗(yàn)CO,反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO + PdCl2 + H2O = CO2 + 2HCl + Pd(產(chǎn)生黑色金屬鈀粉末,使溶液變渾濁)。 (1)實(shí)驗(yàn)時(shí)要通入足夠長(zhǎng)時(shí)間的N2,其原因是________________________。 (2)裝置B的作用是____________________________。 (3)裝置C、D中所盛試劑分別為___、___,若裝置C、D中溶液均變渾濁,且經(jīng)檢測(cè)兩氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量相等,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________。 (4)該裝置的缺點(diǎn)是____________________________。 (5)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明碳酸的酸性比硅酸的強(qiáng):____________________________。 【答案】 要用氮?dú)鈱⒀b置中的空氣排盡,避免空氣中的氧氣、二氧化碳、水蒸氣對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾 作安全瓶,防止倒吸 澄清石灰水 PdCl2溶液 3SiO2+4C2CO2↑+2CO↑+3Si 沒有尾氣處理裝置將CO吸收 向硅酸鈉溶液中通入二氧化碳?xì)怏w,溶液變渾濁,證明碳酸酸性大于硅酸 【解析】(1)碳與二氧化硅反應(yīng)要在高溫下進(jìn)行,高溫下,碳與空氣中氧氣也能反應(yīng),所以實(shí)驗(yàn)時(shí)要將裝置液;若裝置C、D中溶液均變渾濁,說(shuō)明既有二氧化碳又有一氧化碳,檢測(cè)兩氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量相等,根據(jù)元素守恒可知化學(xué)方程式為3SiO2+4C2CO2+2CO+3Si,故答案為:澄清石灰水;PdCl2溶液;3SiO2+4C2CO2+2CO+3Si; (4)一氧化碳有毒,有能排放到空氣中,而該裝置沒有尾氣吸收裝置將CO吸收,故答案為:沒有尾氣吸收裝置將CO吸收; 點(diǎn)睛:解答本題需要注意題干信息的分析判斷和應(yīng)用。本題的易錯(cuò)點(diǎn)是(5),驗(yàn)證碳酸、硅酸的酸性強(qiáng)弱,要注意避免氣體物質(zhì)的干擾,如果二氧化碳需要制備,則需要除去二氧化碳中的氯化氫雜質(zhì)。 2.單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。通常用炭在高溫下還原二氧化硅制得粗硅(含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì)),粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅(反應(yīng)溫度450~500℃),四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得高純硅。以下是實(shí)驗(yàn)室制備四氯化硅的裝置示意圖。 相關(guān)信息:①四氯化硅遇水極易水解;②SiCl4沸點(diǎn)為57.7℃,熔點(diǎn)為-70.0℃。請(qǐng)回答: (1)寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式___________________________________________。 (2)裝置C中的試劑是______________;裝置F的作用是_____________________________; 裝置E中的h瓶需要冷卻的理由是_____________________________________________。 (3)裝置E中h瓶收集到的粗產(chǎn)物可通過(guò)精餾(類似多次蒸餾)得到高純度四氯化硅,精餾后的殘留物中含有鐵元素,為了分析殘留物中鐵元素的含量,先將殘留物預(yù)處理,使鐵元素還原成Fe2+,再用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液在酸性條件下進(jìn)行氧化還原滴定。 ①反應(yīng)的離子方程式:______________。 ②滴定前是否要滴加指示劑? _____(填“是”或“否”),請(qǐng)說(shuō)明理由___________________。 ③滴定前檢驗(yàn)Fe3+是否被完全還原的實(shí)驗(yàn)操作是__________________________________。 【答案】MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O濃硫酸防止空氣中的水進(jìn)入H中產(chǎn)物SiCl4沸點(diǎn)低,需要冷凝收集5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O否KMnO4溶液的紫紅色可指示反應(yīng)終點(diǎn)取少量還原后的溶液于試管中,滴加KSCN溶液,若不出現(xiàn)血紅色,表明Fe3+已完全還原 【解析】 【分析】制四氯化硅是由粗硅與Cl2反應(yīng)得到的,所以必須先制得Cl2,因SiCl4極易水解,所以Cl2須干燥,再根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析提純SiCl4的方法。 【詳解】 (1)裝置A是制取氯氣的,所以發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。(2)四 【點(diǎn)睛】本題考查了實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì),涉及氯氣的制法、硅的提純、氧化還原滴定和離子檢驗(yàn),把握制備原理及實(shí)驗(yàn)流程中的反應(yīng)、物質(zhì)的性質(zhì)等為解答的關(guān)鍵。 3.硅是最理想的太陽(yáng)能電池材料,高性能晶硅電池是建立在高質(zhì)量晶硅材料基礎(chǔ)上的。工業(yè)上可以用如圖所示的流程制取高純硅。 (1)硅在周期表中的位置是_______________,反應(yīng)1中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為:__________________ (2)粗硅與HCl反應(yīng)完全后,經(jīng)冷凝得到的SiHCl3 (沸點(diǎn)31.8℃)中含有少量SiCl4 (沸點(diǎn)57.6℃)和SiH2Cl2 (沸點(diǎn)8.2℃)、SiH3Cl(沸點(diǎn)-30.4℃)提純SiHCl3采用的方法為__________,整個(gè)過(guò)程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)X是:_____________(填化學(xué)式) (3)提純粗硅的過(guò)程中必須嚴(yán)格控制無(wú)水無(wú)氧,原因之一是硅的鹵化物極易水解,寫出SiCl4遇水劇烈反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________________________ (4)硅在有HNO3存在的條件下,可以與HF生成H2SiF6,同時(shí)有不溶于水的氣體生成,該氣體遇空氣變?yōu)榧t棕色,硅單質(zhì)發(fā)生的化學(xué)方程式為__________________________ (5)某工廠用100噸純度為75%的石英砂為原料經(jīng)第一步反應(yīng)制得的粗硅中含硅28噸,則該過(guò)程中硅的產(chǎn)率是:__________(精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位) 【答案】 第三周期第IVA族 1:2 蒸餾或分餾 HCl SiCl4+3H2O=H2SiO3↓+4HCl或3SiCl4+4H2O=H3SiO4↓+4HCl 3Si+4HNO3+18HF=3H2SiF6+4NO↑+8H2O 0.80或80.00% 【解析】(1)硅是14號(hào)元素,在周期表中位于第三周期第IVA族,反應(yīng)1為二氧化硅和碳的反應(yīng): (5)100噸純度為75%的石英砂中含有二氧化硅的質(zhì)量為75t,其中含有硅元素75t=35t,經(jīng)第一步反應(yīng)制得的粗硅中含硅28噸,該過(guò)程中硅的產(chǎn)率=100%=80.00%,故答案為:80.00%。 4.中國(guó)傳統(tǒng)文化是人類文明的瑰寶,古代文獻(xiàn)中記載了大量古代化學(xué)的研究成果?;卮鹣旅鎲?wèn)題。 (1)我國(guó)最原始的陶瓷約出現(xiàn)在距今12000年前,制作瓷器所用的原料是高嶺士,其晶體化學(xué)式是Al4[Si4O10](OH)8,用氧化物表示其組成為____。 (2)《本草綱目》中記載:“(火藥)乃焰消( KNO3)、硫磺、杉木炭所合,以為烽燧銃機(jī)諸藥者。”反應(yīng)原理為:S+2KNO3+3CK2S+N2↑+2CO2↑,該反應(yīng)的氧化劑是____ ,反應(yīng)轉(zhuǎn)移4mol電子時(shí),被S氧化的C有____mol。 (3)我國(guó)古代中藥學(xué)著作《新修本草》記載的藥物有844種,其中有關(guān)“青礬”的描述為:“本來(lái)綠色,新出窟未見風(fēng)者,正如瑁璃…燒之赤色…?!蔽覈?guó)早期科技叢書《物理小適-金石類》 記載有加熱青礬時(shí)的景象:“青礬廠氣熏人,衣服當(dāng)之易爛,載木不盛?!鼻嗟\就是綠礬( FeSO47H2O)。根據(jù)以上信息,寫出“青礬”受熱分解的化學(xué)方程式____ (4)中國(guó)古代第一部藥物學(xué)專著《神農(nóng)本革經(jīng)》記載:“石硫磺(S)…主陰蝕疽痔惡血,堅(jiān)筋骨,除頭禿,能化金銀銅鐵奇物?!备鶕?jù)以上信息,得出硫磺(S)具有的性質(zhì)或用途是 _____________。 【答案】Al2O32SiO22H2OS,KNO31/6或0.17或0.1672FeSO47H2OFe2O3+SO3↑+SO2↑+14H2O氧化性 殺菌(劑)或消毒(劑) 【解析】 【詳解】 【點(diǎn)睛】本題考查了硅酸鹽的表示形式、氧化還原反應(yīng)的規(guī)律和計(jì)算等。本題的易錯(cuò)點(diǎn)為(2),要注意還原劑C被兩種物質(zhì)氧化——S和KNO3,題目只要求被S氧化的C,需要根據(jù)S轉(zhuǎn)移的電子守恒求解- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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