组分名称 质量分数 沸点/℃ SiCl4 SiHCl3 0.405 SiH2Cl2 HCl BCl3 PCl3 0.545 0.0462 8.2 0.0003 ?85 0.00193 12.5 0.00157 75.5 57.6 31.8 图中“操作X”的名称为______；PCl3的电子式为______。 （3）反应Ⅳ的化学方程式为 3SiCl4+4NH3
Si3N4+12HCl，若向2 L恒容密闭容器中
投入1 mol SiC14和1 mol NH3，6 min后反应完全，则0～6 min内，HCl的平均反应速率为______ mol?L-l?min-l；反应Ⅲ的与Ⅳ产生的气体相同，则反应Ⅲ化学方程式为______。反应Ⅲ中的原料气H2和O2在碱性条件下可构成燃料电池，其正极反应的电极方程式为______。
【答案】C 第三周期IVA族 3C+SiO2
0.25 SiCl4+O2+2H2
【解析】 【分析】
由流程可知，反应I为焦炭和石英砂高温条件下发生反应2C+SiO2
Si+2CO↑，反应Ⅱ
主要为Si与氯气高温反应生成SiCl4，根据所得的四氯化硅粗品中所含的物质的沸点不同，经过精馏(或蒸馏或分馏)得到纯SiCl4，反应Ⅲ为SiCl4与氢气、氧气在1500℃时反应SiCl4+O2+2H2
SiO2+4HCl，反应IV为SiCl4与NH3在1400℃时反应3SiCl4+4NH3
SiC+2CO↑ 精馏(或蒸馏或分馏) SiO2+4HCl O2+2H2O+4e-=4OH-
Si3N4+12HCl，据此分析解答。
【详解】
(1)反应Ⅰ的化学方程式为2C+SiO2 的副反应可能有C+SiO2
Si+2CO↑，C元素的化合价升高，Si元素的化合价
SiC+2CO↑(碳足量)，故答
降低，则其中还原剂为C，Si是14号元素，在周期表中位于第三周期IVA族，该反应涉及
Si+CO2↑(碳不足)和3C+SiO2
SiC+2CO↑；
案为：C；第三周期IVA族；3C+SiO2
(2)四氯化硅粗品中所含的物质的沸点不同，经过蒸馏得到纯SiCl4，“操作X”的名称为精馏(或蒸馏或分馏)，PCl3为共价化合物，则电子式为
，故答案为：精馏(或蒸馏或
分馏)；；
(3)2 L恒容密闭容器中投入1 mol SiC14和1 mol NH3，SiC14过量，氨气反应完全，6min后反
3mol应完全，则生成的n(HCl)=3mol，0～6min内，HCl的平均反应速率为2L=0.25mol?L-6minl
?min-l；反应Ⅲ的化学方程式为SiCl4+O2+2H2 SiO2+4HCl，反应Ⅲ中的原料气H2
和O2在碱性条件下可构成燃料电池，其正极反应的电极方程式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：0.25；SiCl4+O2+2H2 【点睛】
本题的易错点和难点为(1)中副反应方程式的书写，要注意C和Si高温下能够化合生成SiC。
SiO2+4HCl；O2+2H2O+4e-=4OH-。
14．以下是工业上制取纯硅的一种方法。
请回答下列问题(各元素用相应的元素符号表示)：
（1）在上述生产过程中，属于置换反应的有____(填反应代号)； （2）写出反应③的化学方程式____；
（3）化合物W的用途很广，通常可用作建筑工业和造纸工业的黏合剂，可作肥皂的填充剂，是天然水的软化剂。将石英砂和纯碱按一定比例混合加热至1 373～1 623 K反应，生成化合物W，其化学方程式是____；
（4）A、B、C三种气体在“节能减排”中作为减排目标的一种气体是___(填化学式)；分别通入W溶液中能得到白色沉淀的气体是___(填化学式)；
（5）工业上合成氨的原料H2的制法是先把焦炭与水蒸气反应生成水煤气，再提纯水煤气得到纯净的H2，提纯水煤气得到纯净的H2的化学方程式为___。 【答案】①②③ SiHCl3＋H2CO2和HCl CO＋H2O【解析】 【分析】
石英砂和焦炭发生反应①生成粗硅和CO：2C+SiO2粗硅和HCl发生反应②：Si+3HClH2发生反应③：SiHCl3＋H2水蒸气发生反应④：CO＋H2O【详解】
（1）在上述生产过程中，属于置换反应的有①②③； （2）反应③的化学方程式为SiHCl3＋H2
Si＋3HCl ；
Na2SiO3＋
（3）硅酸钠通常可用作建筑工业和造纸工业的黏合剂，可作肥皂的填充剂，所以W是硅酸钠。石英砂和纯碱反应生成硅酸钠的化学方程式是SiO2＋Na2CO3CO2↑；
（4）气体A是CO，气体B是CO2，气体C是HCl。节能减排就是节约能源、降低能源消耗、减少污染物排放。加强节能减排工作，也是应对全球气候变化的迫切需要，所以要减
Si+2CO↑，是置换反应；得到的
SiHCl3+H2，也是置换反应；纯净的SiHCl3再和
CO2＋H2，不是置换反应，气体B是CO2。 Si＋3HCl SiO2＋Na2CO3
Na2SiO3＋CO2↑ CO2
CO2＋H2、CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O
Si＋3HCl，还是置换反应，气体C是HCl。气体A是CO，和
少化石燃料的使用，从而减少二氧化碳的排放。碳酸的酸性比硅酸强，所以二氧化碳通入硅酸钠溶液中能生成硅酸白色沉淀:CO2+Na2SiO3+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓。盐酸是强酸，HCl通入硅酸钠溶液中也可以生成硅酸白色沉淀:2HCl+Na2SiO3=2NaCl+H2SiO3↓。所以通入硅酸钠溶液中生成白色沉淀的气体是CO2和HCl。故答案为：CO2；CO2和HCl；
（5）焦炭与水蒸气反应生成CO和H2，CO和H2难以分离，所以CO继续和水蒸气反应生成CO2和H2，然后用碱液吸收CO2得到纯净的H2。故答案为：CO＋H2O＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O。
CO2＋H2、CO2
15．在实验过程中，若一种气体极易溶于一种液体，则容易发生倒吸现象，给实验造成危险。现有4位同学分别设计了一个实验，希望通过观察到的明显现象来说明二氧化碳极易溶于氢氧化钠溶液，设计的装置如下：
其中一位同学向充满二氧化碳的塑料瓶D中加入氢氧化钠溶液，盖紧瓶塞后振荡，如果看到瓶子变瘪了，说明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应。对装置A～C，将能达到实验目的的装置、操作方法和实验现象填入下表(可不填满)：
_______________________________ 【答案】
【解析】 【分析】
二氧化碳与氢氧化钠溶液发生反应，将造成密闭系统内气压减小。 【详解】
A中将分液漏斗中的NaOH溶液滴入烧瓶中，由于二氧化碳和氢氧化钠溶液反应，使烧瓶内压强降低，水槽中的水会被倒吸入烧瓶中，能达到实验目的；B中打开试管的橡胶塞，由于二氧化碳和氢氧化钠溶液反应造成试管内压强减小，氢氧化钠溶液会迅速充满试管，能达到实验目的；C中打开橡胶管上的止水夹，将胶头滴管里的氢氧化钠溶液挤入烧瓶中，会导致烧瓶中压强降低，烧瓶中将形成喷泉现象，能达到实验目的。
高考化学无机非金属材料的推断题综合复习及答案
