Question

碳、硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。

（1）SiO₂是玻璃的主要成分之一，保存氢氧化钠溶液的玻璃瓶应用橡胶塞的原因是______________（用化学方程式表示）；Na₂SiO₃可通过SiO₂与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是________。

A．普通玻璃坩埚     B．石英玻璃坩埚      C．氧化铝坩埚     D．铁坩埚

（2）高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：

①用石英砂和焦炭在电弧炉中制粗硅，该反应的化学方程式为____________。

②在流化床反应的产物中，SiHCl₃大约占85%，还有SiCl₄、SiH₂Cl₂、SiH₃Cl等，有关物质的沸点数据如下表，提纯SiHCl₃的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和_______。

物质	Si	SiCl4	SiHCl3	SiH2Cl2	SiH3Cl	HCl	SiH4
沸点/℃	2 355	57.6	31.8	8.2	－30.4	－84.9	－111.9

③SiHCl₃极易水解，其完全水解的化学方程式为_____________。

（3）某同学为了验证碳和硅两种元素非金属性的相对强弱，用下图所示装置进行实验（夹持仪器已略去，气密性已检验），实验操作步骤：

Ⅰ.打开弹簧夹1，关闭弹簧夹2，并打开活塞a，滴加盐酸。

Ⅱ.A中看到白色沉淀时，关闭弹簧夹1，打开弹簧夹2，，关闭活塞a。

① B中反应的离子方程式是________。

②通过步骤Ⅰ得知盐酸具有的性质是________（填字母）。

A．挥发性       B. 还原性       C. 氧化性        D. 酸性

③ C装置中的试剂X是________（写化学式）。D中反应的化学方程式是________。

④碳、硅的非金属性逐渐减弱的原因：碳和硅______。

Answer

（1）SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O D

（2）SiO2＋3CSiC＋2CO↑ 精馏(或蒸馏)

SiHCl3+4H2O（或3H2O） = H4SiO4(或H2SiO3) +H2↑+3HCl↑

（3）CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + CO2↑+ H2O

A D NaHCO3

Na2SiO3 + CO2 + H2O = H2SiO3（胶体）+ Na2CO3

位于同一主族，从上到下，原子半径逐渐增大，得电子能力减弱，非金属性减弱。

【解析】

试题分析：（1）玻璃中的二氧化硅与NaOH反应，而Fe与NaOH不反应；（2）石英砂主要成分为二氧化硅，二氧化硅和碳在高温的条件下反应生成碳化硅和一氧化碳；碳化硅又称金刚砂，其晶体结构与金刚石相似；（3）该实验装置图是为了验证碳和硅两种元素非金属性的相对强弱，① B中为盐酸与碳酸钙的反应，其子方程式是CaCO3＋2H+＝Ca2+＋CO2↑＋H2O；②通过步骤Ⅰ中是为了验证氯化氢是否具有挥发性（看A能够产生沉淀）和酸性（与盐反应），所以通过步骤Ⅰ得知盐酸具有的性质是具有挥发性和酸性，所以本题的答案选择AD；③因为盐酸具有挥发性，所以C装置的作用是将HCl气体除去，可以使用的试剂为饱和NaHCO3溶液；为了验证碳的非金属性强于硅，步骤Ⅱ为A中看到白色沉淀时，关闭弹簧夹1，打开弹簧夹2，当D中出现白色胶状沉淀后，关闭活塞a，D中反应的化学方程式是:Na2SiO3＋CO2＋H2O＝H2SiO3↓＋Na2CO3；④由于碳和硅位于同一主族，从上到下，原子半径逐渐增大，得电子的能力减弱，非金属性减弱，所以碳、硅的非金属性逐渐减弱。

考点：考查元素周期律等相关知识。