考点集训(十一) 碳、硅及其化合物
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(对应考点集训第215页)
[A 级 基础达标]
1．多晶硅是单质硅的一种形态，是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅芯片的主要原料。已知第三代工业制取多晶硅流程如图所示：
下列说法错误的是( )
A ．Y 、Z 分别为H 2、Cl 2
B ．制取粗硅的过程中焦炭与石英会发生副反应生成碳化硅，在该副反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1
C ．SiHCl 3极易水解，其完全水解的产物为H 2SiO 3、H 2、HCl ，据此推测SiHCl 3中硅元素的化合价为＋4
D ．Y 与SiHCl 3制备多晶硅的反应属于置换反应
B [B 项中的反应为3
C ＋SiO 2=====△
SiC ＋2CO ↑，氧化剂与还原剂均为C ，二者之比为1∶2。]
2．(2019·广州模拟)下列叙述中正确的是 ( )
A ．因为Na 2CO 3＋SiO 2=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强
B ．碳和硅都是ⅣA 族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似
C ．二氧化硅既溶于氢氧化钠溶液又溶于氢氟酸，所以二氧化硅是两性氧化物
D ．二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反应生成硅酸
D [A 项的反应之所以能够发生，是因为生成的产物中有气体放出，平衡正向移动，促使反应能够顺利进行，故不能通过此反应判断H 2CO 3与H 2SiO 3的酸性强弱，A 错误；CO 2和SiO 2的物理性质差异较大，B 错误；SiO 2与氢氟酸的反应不属于酸性氧化物与一般酸的反应，在此反应中SiO 2并没有表现出碱性氧化物的性质，C 错误。]
3．下列说法正确的是( )
A ．向含K ＋、Na ＋、Br －、SiO 2－3的溶液中通入CO 2后仍能大量共存
B ．合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料
C ．NaHCO 3溶液中含有Na 2SiO 3杂质，可通入少量CO 2后过滤
D ．SiO 2中含Al 2O 3杂质，可加入足量稀盐酸，然后过滤除去
D [A 项， SiO 2－3与CO 2、H 2O 反应生成H 2SiO 3；B 项，合成纤维为有机高分子材料；C 项，
通入少量CO 2生成Na 2CO 3，引入新杂质；D 项，Al 2O 3溶于盐酸，而SiO 2不溶于盐酸。]
4．化学家指出Si 与NaOH 溶液的反应，首先是Si 与OH －迅速反应，生成SiO 4－4，然后SiO 4－4
迅速水解生成H 4SiO 4。下列有关说法正确的是( )
A ．原硅酸钠(Na 4SiO 4)能迅速水解，溶液呈碱性，故Na 4SiO 4为弱电解质
B ．蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi 2O 6)易溶于强酸和强碱
C ．2HCl ＋Na 2SiO 3===H 2SiO 3↓＋2NaCl ，说明Cl 的非金属性强于Si
D ．半导体工业所说的“从沙滩到用户”是指将二氧化硅制成晶体硅
D [A 项，Na 4SiO 4为盐，为强电解质；B 项，硅酸铜钡不易溶于酸和碱；C 项，该反应只说明酸性HCl ＞H 2SiO 3，不能说明Cl 的非金属性强于Si 。]
5．下列除杂方法正确的是( )
A ．SiO 2中含Al 2O 3杂质，可以加入足量NaOH 溶液然后过滤除去
B ．CO 2中含有CO 杂质，可以通入盛有CuO 的玻璃管并加热
C ．CO 2中含有HCl 杂质，可以通过盛有Na 2CO 3溶液的洗气瓶
D ．Na 2CO 3溶液中含有Na 2SiO 3杂质，可以通入足量的CO 2，然后过滤
B [A 项，SiO 2、Al 2O 3均与NaOH 溶液反应；
C 项，Na 2CO 3溶液吸收CO 2；
D 项，溶液变为NaHCO 3溶液。]
6．下列说法中正确的是( )
A ．单质――→O 2氧化物――→H 2O 酸或碱――→NaOH 或HCl
盐，硅单质可以按上述关系进行转化
B ．若a 、b 、c 分别为Si 、SiO 2、H 2SiO 3，则可以通过一步反应实现如图所示的转化关系：
C ．二氧化碳和二氧化硅都可溶解在NaOH 溶液中
D ．青花瓷胎体的原料为高岭土[Al 2Si 2O 5(OH)4]，若以氧化物形式可表示为Al 2O 3·SiO 2·H 2O
C [A 项，Si 与O 2反应生成SiO 2，SiO 2不与H 2O 反应，“氧化物――→H 2O
酸或碱”不能实现，错误；B 项，b →c ，c →a 均不能通过一步反应实现，错误；C 项，二氧化碳和二氧化硅都属于酸性氧化物，都能与NaOH 溶液反应生成盐和水，正确；D 项，硅酸盐可以用盐的形式或氧化物的形式表示，[Al 2Si 2O 5(OH)4]可表示为Al 2O 3·2SiO 2·2H 2O ，错误。]
[B 级 能力提升]
7．某矿石含碳酸镁和石英，制备高纯硅和硅胶的工艺流程如下：
(1)“硅胶”常用作________，也可以用作________的载体。A 的结构式为________。
(2)制备粗硅的方程式为________________________________________________________________________。
(3)操作Ⅰ为________，操作Ⅱ为________。
(4)操作Ⅲ，需要在氯化氢气流中加热脱水的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)溶液G 用E 酸化的化学方程式为________________________________________________________________________。
[答案] (1)干燥剂 催化剂 O===C===O
(2)SiO 2＋2C=====高温
Si ＋2CO ↑
(3)过滤 蒸发浓缩、冷却结晶
(4)防止镁离子水解
(5)Na 2SiO 3＋2HCl===2NaCl ＋H 2SiO 3↓
8．二氯二氢硅(SiH 2Cl 2)常用于外延法工艺中重要的硅源。易燃、有毒，与水接触易水解，沸
点为8.2 ℃。在铜催化作用下，HCl 与硅在250～260 ℃反应可以制得SiH 2Cl 2。
A B C D
(1)利用浓硫酸、浓盐酸为原料，选用A 装置制取HCl ，利用了浓硫酸的________性。
(2)D 装置中生成二氯二氢硅的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)按照气体从左到右的方向，制取SiH 2Cl 2的装置(h 处用止水夹夹好)连接顺序为a →( )→
( )→( )→( )→( )→( )→( )(填仪器接口的字母，其中装置C 用到2次)。
(4)按从左到右的顺序，前面装置C 中装的药品为
________________________________________________________________________，
后面装置C 的作用
为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)反应除生成二氯二氢硅之外，还会生成H 2和 ________________________________________________________________________、
________等。
(6)制取SiH 2Cl 2的新方法是：往硅粉中先通入Cl 2，在300～350 ℃反应生成SiCl 4，然后再与HCl 在250～260 ℃反应，可以大大提高产率。如果通入气体顺序相反，结果会________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(用化学方程式表示)。
[解析] (1)浓硫酸具有吸水性，可以使浓盐酸挥发出HCl 气体。
(3)SiH 2Cl 2与H 2O 接触易水解，故D 装置(制SiH 2Cl 2)的前后应有干燥装置。
[答案] (1)吸水 (2)Si ＋2HCl =====250～260 ℃
铜
SiH 2Cl 2 (3)d e f g b c d
(4)P 2O 5(或无水CaCl 2) 尾气处理和防止空气中的水进入B 中
(5)SiCl 4 SiHCl 3 (6)SiH 2Cl 2＋2Cl 2=====△SiCl 4＋2HCl(或SiH 2Cl 2＋Cl 2=====△SiHCl 3＋HCl)