章末总结提升
一、三氯甲硅烷还原法制备高纯度硅(常用方法) 1．工艺流程：
①焦炭②HCl精馏③H2
石英砂――→粗硅――→SiHCl3（粗）――→SiHCl3（纯）――→
高温300 ℃以上1 000～1 100 ℃高纯硅
2．操作步骤：高温下用焦炭在电炉中隔绝空气还原二氧化硅制得粗硅；粗硅与干燥的HCl气体在300 ℃以上反应生成SiHCl3；SiHCl3与过量的H2在1 000～1 100 ℃反应制得纯硅。
高温
3．反应原理：SiO2＋2C=====Si＋2CO↑，Si＋3HCl 300 ℃以上1 000～1 100 ℃=====SiHCl3＋H2，SiHCl3＋H2=====Si＋3HCl。
晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：①高温下用碳还原
300 ℃
二氧化硅制得粗硅；②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si＋3HCl=====SiHCl3＋H2；③SiHCl3与过量H2在1 000～1 100 ℃反应制得纯硅。已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。请回答下列问题：
(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为___________________ ____________________________________________________。
(2)粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点－84.7 ℃)，提纯SiHCl3采用的方法为________。
(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下(热源及夹持装置已略去)：
①装置B中的试剂是________。装置C中的烧瓶需要加热，其目的是_________________________________________________。
②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是__________，装置D不能采用普通玻璃管的原因是___________________，装置__________________________________。
③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及________________________________
D
中发生反应的化学方程式为
_____________________________________________________。
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂是________(填字母)。
a．碘水 b．氯水 c．NaOH溶液 d．KSCN溶液 e．Na2SO3溶液
解析：(1)高温下C参与的还原反应的产物是CO而非CO2，所以粗硅的制备原理是：SiO2
高温
＋2C=====Si＋2CO↑。(2)对沸点不同的液态混合物分离提纯的方法一般选择分馏(或蒸馏)。(3)从装置图和题目信息可知A装置是制备氢气，但因含有H2O(g)不能直接还原SiHCl3，所以必须进行洗气干燥，所以装置B中的试剂应该是浓硫酸；而SiHCl3与H2的反应制得纯硅SiHCl3高温
＋H2=====Si＋3HCl，其温度高达1 000～1 100 ℃，只能在装置D石英管中进行，因为在此反应温度下，普通玻璃会软化。显然，装置C是使液态的SiHCl3气化，并与H2充分混合。由于硅在高温下易与空气中的氧气反应，所以实验要取得成功操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及排尽装置中的空气。(4)将试样用稀盐酸溶解后溶液中的Fe主要以Fe离子的形式存在，检验的方法一般是将其氧化成Fe用KSCN试液检验。
高温
答案：(1)SiO2＋2C=====Si＋2CO↑ (2)分馏(或蒸馏) (3)①浓硫酸 使滴入烧瓶中的高温
SiHCl3气化 ②有固体物质生成 在反应温度下，普通玻璃会软化 SiHCl3＋H2=====Si＋3HCl ③排尽装置中的空气 ④bd
二、常见漂白性物质 物质 二氧化硫 二氧化硫与有原理 色物质结合成不稳定的化合物 氯水 次氯酸的强氧化性将有色物质氧化为无色物质 双氧水 双氧水的强氧化性将有色物质氧化为无色物质 褪色，加热后不恢复红色 稳定 漂白粉 在酸性条件下生成次氯酸，次氯酸具有强氧化性，可将有色物质氧化为无色物质 褪色，加热后不恢复红色 稳定 吸附 作用 活性炭 2＋
3＋
品红 溶液 稳定性 褪色，加热后恢复红色 不稳定 褪色，加热后不恢复红色 稳定 褪色 － 某校化学兴趣小组为研究铜丝与过量浓硫酸的反应及SO2的部分化学性质，设计
了下图所示的装置并进行实验。请回答下列问题：
(1)装置A中发生反应的化学方程式为_______________________ ____________________________________________________。 (2)请写出玻璃导管的作用________________________________ ______________________________________(任写一点)。
(3)对试管A进行加热，发现D试管中有气泡逸出，品红溶液很快褪色，但最终未见C试管中氢氧化钡溶液出现浑浊，为探究C试管中未出现浑浊的原因，该小组同学在化学手册中只查阅到下列物质常温下的溶解度数据：
物质 Ca(OH)2 CaCO3 Ca(HCO3)2 溶解度/g 0.173 0.001 3 16.60 物质 Ba(OH)2 BaSO3 － 溶解度/g 3.89 0.016 － 请用类比研究方法预测C试管未出现浑浊的原因：___________ ____________________________________________________。
(4)为验证C试管中溶液的组成，进行了下列实验，请你完成下列实验报告：
实验方案 方案1：取少量溶液于试管中，加入稀盐酸，加热，用①______________检验产生的气体 方案2：取少量溶液于试管中，加入③____________溶液并观察现象 现象 ②______________ ________________ ④______________ ________________ (5)实验完毕，取下试管B并加热，可观察的现象是_________，该实验可以达到的目的是________________________________
____________________________________________________。
解析：(1)装置A中铜与浓H2SO4反应生成CuSO4、SO2和H2O。(2)当试管A中的压强减小时，空气可通过玻璃管进入试管A中，从而防止B中液体倒吸。(3)SO2气体通入Ba(OH)2溶液中，但未出现白色浑浊现象，其原因可能是SO2过量，与Ba(OH)2反应生成了可溶性的Ba(HSO3)2。(4)若C中的液体含有Ba(HSO3)2，则它和盐酸反应会生成使品红溶液褪色的SO2气体，它能与
NaOH溶液反应生成BaSO3白色沉淀。(5)SO2能使品红溶液褪色，溶有SO2的品红溶液加热后又会复原，这说明SO2漂白品红的原理是SO2与有色物质化合生成了不稳定的无色物质。
△
答案：(1)Cu＋2H2SO4(浓)=====CuSO4＋SO2↑＋2H2O (2)防止B中的液体倒吸(或检验反应时导管是否堵塞或其他合理答案)
(3)生成了溶解度较大的Ba(HSO3)2 (4)①湿润的品红试纸 ②试管中有气泡产生，品红试纸无色 ③NaOH ④试管中出现浑浊(或其他合理答案) (5)溶液由无色恢复为红色 说明SO2与有色物质生成的无色物质是不稳定的
1．实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(夹持和净化装置已略去)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是( )
选项 A B C D a中 的物质 浓氨水 浓硫酸 稀硝酸 浓盐酸 b中 的物质 CaO Na2SO3 Cu MnO2 c中收集 的气体 NH3 SO2 NO2 Cl2 d中的物质 H2O NaOH溶液 H2O NaOH溶液 解析：该装置分别为固液不加热制气体，向上排空气法收集气体，以及采用防倒吸的方法进行尾气处理。氨气不能使用向上排空气法，A错误；铜与稀硝酸反应需要加热，且生成物为NO，并且NO2吸收不宜使用防倒吸装置，C错误；制取氯气需要加热，D错误。
答案：B
2．下列反应与酸性氧化物的通性无关的是( ) A．实验室用碱石灰吸收SO2 B．Na2O2与水反应制备氧气 C．N2O5与水反应制备HNO3 D．CO2与澄清石灰水作用
解析：碱石灰的主要成分是NaOH和CaO，前者是强碱，后者是碱性氧化物，SO2与NaOH、CaO都能反应生成盐，说明SO2是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，A不符合题意；过氧化钠与水反应制备氧气是氧化还原反应，存在化合价变化，与酸性氧化物的通性无关，B符合
题意；五氧化二氮与水发生化合反应或非氧化还原反应，生成硝酸，说明五氧化二氮是酸性氧化物，与酸性氧化物的通性有关，C不符合题意；澄清石灰水的溶质是氢氧化钙，Ca(OH)2是强碱，CO2与Ca(OH)2反应生成盐和水，说明CO2是酸性氧化物，与酸性氧化物的通性有关，D不符合题意。
答案：B
3．下列推断正确的是( )
A．SiO2是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应
B．Na2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应产物也相同 C．CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在
D．新制氯水显酸性，向其中滴加少量紫色石蕊试液，充分振荡后溶液呈红色 解析：SiO2与NaOH溶液反应的化学方程式为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，符合酸性氧化物的定义，A正确；Na2O与CO2反应生成Na2CO3，Na2O2与CO2反应的产物为Na2CO3和O2，B错误；NO在常温下与空气中的O2迅速反应生成NO2，化学方程式为2NO＋O2===2NO2，C错误；新制氯水中存在H和HClO，具有酸性和漂白性，所以滴加紫色石蕊试液振荡，溶液先变红后褪色，D错误。
答案：A
4．白炭黑(SiO2·H2O)广泛用于橡胶、涂料、印刷等行业，可用蛇纹石[主要成分为Mg6(Si4O10)(OH)8]来制取，其主要工艺流程如下：
＋
(1)蛇纹石用氧化物形式可表示为_________________________ ____________________________________________________。
(2)碱浸时，为提高其中硅酸盐的浸取率，除采用合适的液固比和循环浸取外，还可采用的方法有①__________________；②__________________(任写两种)。
(3)过滤1得到的滤液的主要成分是________________________ _______________________________________________________ _____________________________________________________。 (4)滤液与盐酸反应的主要离子方程式为_______________ _______________________________________________________ _____________________________________________________。 (5)洗涤时，如何证明产品已洗涤干净？___________________ _______________________________________________________ _____________________________________________________。
2021高考化学一轮复习第四章非金属及其化合物章末总结提升练含解析人教版
