△
NH4Cl=====NH3↑＋HCl↑
解析 (1)可根据SiO2可溶于NaOH溶液除去。(2)可根据CaCO3可溶于盐酸除去。(3)可根据NH4Cl的热稳定性，或NH4Cl易溶于水的性质除去。
题组一 硅和二氧化硅的特性
1．(2017·甘肃秦安一中第二次检测)下列叙述正确的是( )
A．高温下二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，说明硅酸(H2SiO3)的酸性比碳酸强 B．陶瓷、玻璃、水泥容器都能贮存氢氟酸 C．石灰抹墙、水泥砌墙的硬化过程原理相同 D．玻璃窑中出来的气体的主要成分是二氧化碳 答案 D
解析 B项，物质中都含有SiO2，能与氢氟酸反应；C项，石灰硬化的原理是Ca(OH)2与CO2反应生成CaCO3的过程，而水泥硬化过程中发生复杂的物理变化和化学变化。
2．二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用途。a～e是对①～⑤反应中SiO2所表现的化学性质或作用进行的判断，其中正确的是( ) ①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O 高温
②SiO2＋2C=====Si＋2CO↑ ③SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 高温
④Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑ 高温
⑤SiO2＋3C=====SiC＋2CO↑
a．反应①中SiO2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃 b．反应②中SiO2表现出氧化性
c．反应③中SiO2表现了酸性氧化物的通性
d．反应④符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性的酸酐的道理 e．反应⑤中SiO2未参加氧化还原反应 A．aceB．bdeC．cdeD．ab 答案 B
解析 通常用氢氟酸来刻蚀玻璃，与之对应的反应是③，因此a、c判断错误；反应②是一个置换反应，其中二氧化硅被还原，表现出氧化性，b判断正确；反应④是一个复分解反应，用难挥发的二氧化硅制取易挥发的二氧化碳，d判断正确；反应⑤中碳的化合价由0价变为－4和＋2价，硅的化合价和氧的化合价都没有改变，因此二氧化硅没有参加氧化还原反应，e判断也正确。
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题组二 高纯硅的提取
3．(2017·重庆市巴蜀中学高三月考)从石英砂制取高纯硅的主要化学反应如下： 高温
①SiO2＋2C=====Si(粗)＋2CO↑ △
②Si(粗)＋2Cl2=====SiCl4 高温
③SiCl4＋2H2=====Si(纯)＋4HCl 关于上述反应的叙述不正确的是( ) A．①③是置换反应，②是化合反应 B．高温下，焦炭与氢气的还原性均强于硅
C．任一反应中，每消耗或生成28g硅，均转移4mol电子
D．高温下在炉子里将石英砂、焦炭、氯气、氢气按比例混合就能得到高纯硅 答案 D
解析 在氧化还原反应中，还原剂的还原性比还原产物的还原性强，B正确；根据元素化合价的变化，每消耗或生成28g(1mol)硅，均转移4mol电子，C正确；题中的三个反应是在三个不同的反应器中发生的，D错误。
4．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：
焦炭HCl粗馏H2石英砂――→粗硅――→SiHCl―→SiHCl―→高纯硅 3?粗?―3?纯?―高温573K以上1357K
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，写出并配平该化学反应方程式：______________________________________________； H2还原SiHCl3过程中若混有O2，可能引起的后果是_________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)化学研究性学习小组在探究硅的制取方法时，从资料查阅到下列信息： Ⅰ.Mg在高温条件下可与SiO2反应；
Ⅱ.金属硅化物与稀H2SO4反应生成硫酸盐和SiH4； Ⅲ.SiH4在空气中自燃。
他们根据信息进行实验，当用足量稀H2SO4溶解第Ⅰ步实验获得的固体产物时，发现有爆鸣声和火花；然后过滤、洗涤、干燥；最后称量、计算，测得其产率只有预期值的63%左右。 ①第Ⅰ步实验发生反应的化学方程式是___________________________________________ ________________________________________________________________________。
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②用稀H2SO4溶解第Ⅰ步实验获得固体产物时，产生爆鸣声和火花的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 1357K
答案 (1)①SiHCl3＋H2=====Si＋3HCl
②SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋H2↑＋3HCl 高温下，H2遇O2发生爆炸 高温高温
(2)①2Mg＋SiO2=====2MgO＋Si、2Mg＋Si=====Mg2Si
②硅化镁与稀硫酸反应生成的SiH4可自燃，即发生反应Mg2Si＋2H2SO4===2MgSO4＋SiH4↑，SiH4＋2O2===SiO2＋2H2O
解析 (1)在SiHCl3中，把硅考虑为＋4价，则氢为－1价，氯为－1价，SiHCl3水解时，－1价氢还原水中＋1价的氢，生成氢气。
在设计制备纯硅的实验题中，常遇到的知识点
(1)高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅： 高温
SiO2＋2C=====Si(粗)＋2CO↑
(2)粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3： 高温
Si(粗)＋3HCl=====SiHCl3＋H2 (3)粗硅与干燥Cl2反应制得SiCl4： 高温
Si(粗)＋2Cl2=====SiCl4
(4)SiHCl3与过量H2在高温下反应制得纯硅： 高温
SiHCl3＋H2=====Si(纯)＋3HCl
(5)SiCl4与过量H2在高温下反应制得纯硅： 高温
SiCl4＋2H2=====Si(纯)＋4HCl 高温
(6)SiO2＋2Mg=====2MgO＋Si (7)SiHCl3、SiCl4能与水发生反应： SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑ SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl (8)SiH4在空气中易自燃： SiH4＋2O2===SiO2＋2H2O
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1．下列有关硅及其化合物的叙述错误的是( )
A．SO2通入Na2SiO3溶液产生胶状沉淀，证明酸性H2SO3>H2SiO3(2017·北京理综，10D) B．SiO2硬度大，故可用于制造光导纤维(2017·江苏，3C)
C．HF能与SiO2反应，可用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记(2016·全国卷Ⅲ，7D) D．石英砂可用于生产单晶硅(2016·海南，4C) 答案 B
解析 A项，依据强酸制弱酸原理判断；B项，前后无因果关系。 2．下列说法正确的是( )
A．硅胶作袋装食品的干燥剂的过程中没有发生化学变化(2016·四川理综，1B) B．pH＝2的溶液中可能大量存在Na、NH4、SiO3(2016·四川理综，3B) C．向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸的离子方程式：Na2SiO3＋2H===H2SiO3↓＋2Na
＋
＋
＋
＋
2－
(2016·江苏，5D)
D．向Na2SiO3溶液中通入过量SO2的离子方程式：SiO3＋SO2＋H2O===H2SiO3↓＋SO3
(2015·山东理综，12B)
答案 A
解析 B项，酸性条件下，SiO3不能大量存在；C项，Na2SiO3是可溶于水的强电解质；D项，应生成HSO3。
3．[2017·全国卷Ⅱ，26(1)(2)(3)]水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：
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2－
2－
2－
回答下列问题：
(1)在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________，还可使用________代替硝酸。
(2)沉淀A的主要成分是________，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。 (3)加氨水过程中加热的目的是_____________________________________________________ ________________________________________________________________________。沉淀B的主要成分为___________________________________________________________________、
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