9．(2009浙江理綜28)(15分)單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。通常用碳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)信息如下：

a．四氯化硅遇水極易水解；

b．鐵、鋁、硼、磷在高溫下均能與氯氣直接反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物；

c．有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見(jiàn)下表：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)寫(xiě)出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式　 　　　　　　　　。

(2)裝置A中g(shù)管的作用是　　　　　 　；裝置C 中的試劑是　　　 　　　；裝置E中的h瓶需要冷卻理由是　　　　 　　　　。

(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，除鐵元素外可能還含有的雜質(zhì)元素是　　　　　　　 (填寫(xiě)元素符號(hào))。

(4)為了分析殘留物中鐵元素的含量，先將殘留物預(yù)處理，把鐵元素還原成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，反應(yīng)的離子方程式是：

5Fe²⁺+MnO₄^－ 　+8H⁺ = 5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O

①滴定前是否要滴加指示劑？　　　 (填“是”或“否”)，請(qǐng)說(shuō)明理由　　　 　　　　　　　　　。

②某同學(xué)稱取5.000 g殘留物，預(yù)處理后在容量瓶中配制成100 mL溶液，移取25.00 mL試樣溶液，用1.000×10^－2 mol·L^－1 KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL，則殘留物中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是　　　　 　　。

高考真題答案與解析

化　 學(xué)

[考點(diǎn)16]無(wú)機(jī)非金屬材料的主角　 硅及碳族元素

8．(2009重慶理綜6)(6分)材料與化學(xué)密切相關(guān)，表中對(duì)應(yīng)系錯(cuò)誤的是　　　　　　　　　　 (　　 )

7．(2009四川理綜6)(6分)開(kāi)發(fā)新材料是現(xiàn)代科技發(fā)展的方向之一。下列有關(guān)材料的說(shuō)法正確的是　　 (　　 )

A．氮化硅陶瓷是新型無(wú)機(jī)非金屬材料

B．C₆₀屬于原子晶體，用于制造納米材料

C．纖維素乙酸酯屬于天然高分子材料

D．單晶硅常用于制造光導(dǎo)纖維

6．(2009廣東理基28)(2分)下列說(shuō)法正確的是(　　 )

A．MgSO₄晶體中只存在離子鍵

B．含Ca²⁺、Mg²⁺的水都是硬水

C．霧是氣溶膠，在陽(yáng)光下可觀察到丁達(dá)爾效應(yīng)

D．玻璃是氧化物，成分可表示為Na₂O·CaO·6SiO₂

5．(2009廣東理基22)(2分)下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的說(shuō)法正確的是　　　　　　　　　 (　　 )

①硅是構(gòu)成一些巖石和礦物的基本元素

②水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品

③高純度的硅單質(zhì)廣泛用于制作光導(dǎo)纖維

④陶瓷是人類應(yīng)用很早的硅酸鹽材料

A．①②　　 B．②③　 　C．①④　　 D．③④

4.(2008廣東化學(xué)23)(11分)硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

　(1)制備硅半導(dǎo)體材料必須先得到高純硅。三氯甲硅烷(SiHCl₃)還原法是當(dāng)前制備高純硅的主

要方法，生產(chǎn)過(guò)程示意圖如下：

①寫(xiě)出由純SiHCl₃制備高純硅的化學(xué)反應(yīng)方程式　　。

②整個(gè)制備過(guò)程必須嚴(yán)格控制無(wú)水無(wú)氧。SiHCl₃遇水劇烈反應(yīng)生成H₂SiO₃、HCl和另一種物質(zhì)，寫(xiě)出配平的化學(xué)反應(yīng)方程式　　；H₂還原SihCl₃過(guò)程中若混0₂，可能引起的后果是　　　　 。

　(2)下列有頭硅材料的詳法正確的是　　　 (填字母)。

A．碳化硅化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可用于生產(chǎn)耐高溫水混

B．氮化硅硬度大、熔點(diǎn)高，可用于制作高溫陶瓷和軸承

C．普通玻璃是由純堿、石灰石和石英砂的，其熔點(diǎn)很高

D．鹽酸可以與硅反應(yīng)，故采用鹽酸為拋光液拋光單晶硅

　 (3)硅酸鈉水溶液俗稱水玻璃。取少量硅酸鈉溶液于試管中，逐滴加入飽和氯化銨溶液，振蕩。寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并給予解釋　　。

3.(2007廣東化學(xué)6)下列說(shuō)法正確的是　 (　　 )　　　　　　　　

A．硅材料廣泛應(yīng)用于光纖通訊

B．工藝師利用鹽酸刻蝕石英制作藝術(shù)品

C．水晶項(xiàng)鏈和餐桌上的瓷盤(pán)都是硅酸鹽制品

D．粗硅制備單晶硅不涉及氧化還原反應(yīng)

2.(2008廣東理基34)根據(jù)陳述的知識(shí)，類推得出的結(jié)論正確的是　　　　　　　　 (　　 )

　　 A．鎂條在空氣中燃燒生成的氧化物是MgO，則納在空氣中燃燒生成的氧化物是Na₂O

　　 B．乙烯可使酸性高鏈子酸鉀溶液褪色，則丙烯也可以使其褪色

　　 C．CO₂與SiO₂化學(xué)式相似，則CO₂和SiO₂的物理性質(zhì)也相似

　　 D．金剛石的硬度大，則C₁₂的硬度也大

1.(2007山東基本能力20)旅游洞穴一般是指供游人觀覽的喀斯特洞穴。多姿多彩的石鐘乳、石筍、石柱、石花等碳酸鈣沉積體是喀斯特洞穴中的主要景觀。由于游人呼吸有時(shí)會(huì)使旅游洞穴中二氧化碳濃度大幅升高，可能造成的后果是(　　 )

　　　　 ①抑制碳酸鈣沉積的生長(zhǎng)　　　　　　　　　　　　　　　

②促進(jìn)碳酸鈣沉積體的生長(zhǎng)

　　　　 ③使游客有憋悶的感覺(jué)　　　　　　　　　　　　　　　　　

④使照明燈下的植物大量死亡　　　　　　　　　　

　　　　 A．①③　　　　　　　　　　　　 B．②③　　　　　　　　　　　　

C．①④　　　　　　　　　　　　 D．②④

8. 答案：(1)反應(yīng)①的方程式：4HCl(濃)+MnO₂MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O(2分)

(2)反應(yīng)②的離子方程式：6I^－+ClO₃^－ +6H⁺ = 3I₂+Cl^－+3H₂O(2分)

(3)2H₂O₂2H₂O+O₂↑或2KMnO₄K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑(其它合理答案也給分)(2分)

(4)5.6×10^－4 mol·L^－1 (3分)

[解析]首先得破框圖，G為紫黑色固體單質(zhì)，一般可預(yù)測(cè)為碘單質(zhì)，可推得C物質(zhì)為氯氣，則A為鹽酸、B為二氧化錳；E在二氧化錳的催化下制取H，則E為氯酸鉀、H為氧氣；F為氯化鉀；于是D一定為碘化鉀。所以推出A鹽酸、B二氧化錳、C氯氣、D碘化鉀、E氯酸鉀、F氯化鉀、G碘、H氧氣。

(4)D溶液與Pb(NO₃)₂ 反應(yīng)生成沉淀為PbI₂，PbI₂Pb²⁺+2I^－ 　　　

Ksp = c(Pb²⁺)·c(I^－)² = c(Pb²⁺)÷2×(10^－2÷2)² = 7.0×10^－9　

所以c(Pb²⁺) = 5.6×10^－4 mol·L^－1。

^9．答案：^{(1)蒸餾法、電滲析法、離子交換法及其他合理答案中的任意兩種}

^{(2)Cl2　 NaOH　 NaClO　　 (3)富集溴元素}

^{(4)Br2+SO2+2H2O = 4H++SO42 －+2Br－　 強(qiáng)酸對(duì)設(shè)備的嚴(yán)重腐蝕}

^{(5)①冷凝管　 ②Br2腐蝕橡膠　 ③控制溫度計(jì)b的溫度，并收集59 ℃時(shí)的餾分}

^{④深紅棕色　 分液(或蒸餾)}

[解析]本題考查海水中提取溴的實(shí)驗(yàn)。

(2)從反應(yīng)2NaCl+2H₂O2NaOH+H₂↑+Cl₂↑可判斷出產(chǎn)物，但其中Cl₂有可能與NaOH反應(yīng)生成NaClO。

(3)步驟I中Br₂的濃度很小，若把其中的Br₂蒸餾出來(lái)，耗能太大，所以要先把Br₂富集。

(5)③蒸餾的目的，就是通過(guò)沸點(diǎn)不同而提純Br₂，所以要把溫度控制在Br₂的沸點(diǎn)，盡可能只使Br₂揮發(fā)。

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