500 ℃

方程式为CO2＋Li4SiO4700 ℃Li2CO3＋Li2SiO3。(3)根据图示可知，Fe0.9O可以将CO2转化为131

C，过程Ⅰ反应的化学方程式为Fe0.9O＋CO2===Fe3O4＋C，则每生成3 mol Fe3O4消耗1 mol

101010CO2，而Fe3O4又在太阳能高温作用下分解为Fe0.9O和氧气，可实现缺铁氧化物的循环利用。

500 ℃

答案：(1)AB (2)CO2＋Li4SiO4700 ℃Li2CO3＋Li2SiO3 (3)①氧化剂 22.4 L ②将CO2转化为C和O2；利用了太阳能；Fe0.9O可循环使用(答案合理即可)

12．硅在地壳中的含量较高。硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。回答下列问题：

(1)1810年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时，得到一种“金属”。这种“金属”可能是________。

(2)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。其中，生产普通玻璃的主要原料有________________________________________________________________________。

(3)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：

电弧炉 流化床 反应器 还原炉 发生的主要反应 1 600～1 800 ℃SiO2＋2C=====Si＋2CO↑ 250～300 ℃Si＋3HCl=====SiHCl3＋H2 1 100～1 200 ℃SiHCl3＋H2=====Si＋3HCl ①用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反应的化学方程式为____________________；碳化硅又称________，其晶体结构与________相似。

②在流化床反应的产物中，SiHCl3大约占85%，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有关物质的沸点数据如下表，提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和________。

物质 沸点/℃ Si 2 355 SiCl4 57.6 SiHCl3 31.8 SiH2Cl2 8.2 SiH3Cl －30.4 HCl －84.9 SiH4 －111.9 ③SiHCl3极易水解，其完全水解的产物为___________________________________。 (4)氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料，这些原料是________。

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解析：(1)加热石英砂、木炭和铁时，得到的为含有硅、碳的铁合金。(2)生产普通玻璃的主要原料为石英砂、纯碱和石灰石。(3)①石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热反应生成碳高温

化硅，化学方程式为SiO2＋3C=====SiC＋2CO↑；碳化硅俗称金刚砂；它的结构与金刚石(或单晶硅)相似。②比较SiCl4、SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl的沸点，可得常温下SiHCl3、SiCl4为液体，SiH2Cl2、SiH3Cl为气体，沉降除去产物中的固体后，冷凝得到SiHCl3、SiCl4的混合液体，用蒸馏法可分离二者。③SiHCl3 极易水解：SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋H2↑＋3HCl。(4)氯碱工业产生的H2、HCl，能作为上述工艺生产的原料。

答案：(1)含有硅、碳的铁合金(或硅铁) (2)石英砂、纯碱和石灰石 (3)①SiO2＋高温

3C=====SiC＋2CO↑ 金刚砂 金刚石(或单晶硅) ②精馏(或蒸馏) ③H4SiO4(或H2SiO3)、H2、HCl (4)H2、HCl

13．某同学为了验证碳和硅两种元素非金属性的相对强弱，用如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。

实验操作步骤：

Ⅰ.打开弹簧夹1，关闭弹簧夹2，并打开活塞a，滴加盐酸。 Ⅱ.A中看到白色沉淀时……关闭活塞a。 请回答：

(1)B中反应的离子方程式是________________________________________________。 (2)通过步骤Ⅰ、Ⅱ得知盐酸具有的性质是__________(填字母)。 A．挥发性 C．氧化性

B．还原性 D．酸性

(3)C装置的作用是_______________________________________________________， X是__________(写化学式)。

(4)为了验证碳的非金属性强于硅，步骤Ⅱ中未写的操作和现象是________________________________________________________________________，

D中反应的化学方程式是______________________________________________。 (5)碳、硅的非金属性逐渐减弱的原因是________________________________(从原子结

6

构角度加以解释)。

解析：B中CaCO3与盐酸反应的离子方程式为CaCO3＋2H===Ca＋CO2↑＋H2O，此反应表明盐酸具有酸性，A中看到的白色沉淀是AgCl沉淀，此现象表明盐酸具有挥发性。C装置是用饱和NaHCO3溶液除去CO2中混有的HCl气体，以保证与Na2SiO3溶液反应生成白色胶状沉淀的是CO2，此反应的化学方程式为CO2＋Na2SiO3＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，从而说明碳酸的酸性强于硅酸，进而证明碳的非金属性强于硅。

答案：(1)CaCO3＋2H===Ca＋CO2↑＋H2O (2)AD (3)除去CO2中的HCl气体 NaHCO3

(4)打开弹簧夹2，关闭弹簧夹1，当D中出现白色胶状沉淀后 Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3

(5)碳和硅位于同一主族，从上到下，原子半径逐渐增大，得电子的能力减弱，非金属性减弱

14．(2017·高考全国卷Ⅱ)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：

＋

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____________、______________(写化学式)。

(4)草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后，用KMnO4标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量，滴定反应为MnO4＋H＋H2C2O4―→Mn＋CO2＋H2O。实验中称取0.400 g水泥样品，滴定时消耗了0.050 0 mol·L的KMnO4溶液36.00 mL，则该水泥样品中钙的质量分数为____________。

解析：(1)水泥熟料中的CaO和铁、铝、镁等金属的氧化物均能溶于盐酸，加入硝酸能将水泥样品中可能含有的Fe氧化为Fe，为了不引入新杂质，还可用H2O2代替硝酸。(2)根据图示流程可知，不溶于盐酸和硝酸的沉淀A为SiO2，SiO2能溶于弱酸氢氟酸，生成SiF4和H2O。(3)加入氨水调节溶液的pH＝4～5的过程中加热，能防止胶体生成，易沉淀分离，

2＋

3＋

－1

－

＋

2＋

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结合流程图可知，沉淀B的主要成分是Al(OH)3和Fe(OH)3。(4)根据反应中转移电子数相等可找出关系式2MnO4～5H2C2O4，结合消耗KMnO4 溶液的浓度和体积可求出n(H2C2O4)＝0.050 0 mol·L×36.00×10 L×5－3

＝4.5×10mol，则该水泥样品中钙的质量分数为

24.5×10 mol×40 g·mol

×100%＝45.0%。

0.400 g

答案：(1)将样品中可能存在的Fe氧化为Fe H2O2 (2)SiO2 SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O

(3)防止胶体生成，易沉淀分离 Al(OH)3 Fe(OH)3 (4)45.0%

2＋

3＋

－3

－1

－1

－3

－

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