硅及其化合物 2023届高考化学知识点专练（含解析）考试试卷

硅及其化合物
一、选择题（共19题）
1．下列叙述正确的是(　　)
A．利用高纯硅可以制成光电池，将光能直接转化为电能
B．CO、CO2均易与血红蛋白结合而中毒
C．SiO2可用于制造光导纤维和半导体
D．SiO2和H2O反应可直接制备H2SiO3
2．工业上利用无机矿物资源生产部分材料的流程示意图如下。下列说法不正确的是(　　)
A．在铝土矿制备较高纯度Al的过程中常用到NaOH溶液、CO2气体、冰晶石
B．石灰石、纯碱、石英、玻璃都属于盐，都能与盐酸反应
C．在制粗硅时，被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为2∶1
D．黄铜矿(CuFeS2)与O2反应产生的Cu2S、FeO均是还原产物
3．二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判断，其中正确的是
(　　)
①SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O
②SiO2＋2CSi＋2CO↑
③SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O
④Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑
⑤SiO2＋3CSiC＋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．ace　 B．bde　　
C．cde　　 D．ab
4．硅是构成无机非金属材料的一种主要元素，下列有关硅的化合物的叙述错误的是(　　)
A．氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为Si3N4
B．碳化硅(SiC)的硬度大，熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承
C．光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为SiO2
D．二氧化硅为立体网状结构，其晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为1∶2
5．标准状况下，将3.36 L CO2气体通入200 mL 1.00 mol·L－1NaOH溶液中，充分反应后溶液中c(CO)与c(HCO)的比值为(不考虑CO、HCO的水解)(　　)
A．1∶1　 B．1∶2　　
C．2∶1　　 D．1∶3
6．下列叙述正确的是(　　)
①久置于空气中的氢氧化钠溶液，加足量盐酸时有气体产生
②ClO2具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒
③SiO2和CO2都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应，但不能与任何酸反应
④玻璃、水泥、水晶项链都是硅酸盐制品
⑤氢氧化铁胶体与氯化铁溶液分别蒸干灼烧得相同的物质
A．①⑤　 B．①②④　　
C．①②　 D．①②④⑤
7．A、B、C、D、E 五种物质中均含有同一种短周期主族元素R, 它们能发生如图所示的转化关系，已知A、B、D、E四种物质均难溶于水，单质R能与NaOH溶液反应生成盐和氢气。
下列说法正确的是(　　)
A．反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1
B．化合物A既能溶于NaOH又能溶于氢氟酸
C．反应④的离子方程式为：
2R＋2OH－＋2H2O＝2RO＋3H2↑
D．化合物C的溶液与反应①产生的气体能够发生化学反应
8．下列说法不正确的是(　　)
A．SiO2能与HF反应，因此可用HF刻蚀玻璃
B．向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶
C．氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，化学式为Si3N4
D．石英是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能
9．下列说法中，不正确的是(　　)
A．SiO2是酸性氧化物，但不与水反应
B．泡花碱属于盐类
C．明矾和漂白粉均可用于自来水的杀菌、消毒
D．玻璃和陶瓷都属于传统硅酸盐材料
10．如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，下列说法正确的是(　　)
A．SiO2属于两性氧化物
B．盛放Na2CO3溶液的试剂瓶用玻璃塞
C．硅胶吸水后可重复再生
D．图中所示的转化都是氧化还原反应
11．下列说法正确的是
A．因为HF与SiO2反应，故用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记
B．下列转化在一定条件下能够实现：SiO2SiCl4Si
C．SiO2既能和NaOH溶液反应，又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物
D．Si和SiO2都用于制造光导纤维
12．单晶硅是制作电子集成电路的基础材料,对硅的纯度要求很高。制得高纯度硅的化学方程式为：①SiO2 + 2C Si + 2CO ②Si + 3HClSiHCl3 + H2 ③SiHCl3 + H2 Si + 3HCl，则有关反应分类说法正确的是
A．①②③均属于氧化还原反应 B．只有①属于置换反应
C．只有①属于氧化还原反应 D．③属于复分解反应
13．硅及其化合物的应用范围很广。下列说法正确的是
A．硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料
B．粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
C．反应：Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑中，Si为还原剂，NaOH和H2O为氧化剂
D．硅能与氢氟酸反应，则硅可以与盐酸反应
14．下列各项操作中，不发生先沉淀后溶解现象的是（ ）
①向Na2CO3饱和溶液中通入过量的CO2
②向Na2SiO3溶液中逐滴加入过量稀硫酸
③向石灰水中通入过量的CO2气体
④向NaAlO2溶液中通入过量CO2
A．①②③④ B．①② C．①②④ D．①②③
15．是硅酸盐水泥的重要成分之一，其相关性质的说法不正确的是( )
A．可发生反应：
B．具有吸水性，需要密封保存
C．能与，反应生成新盐
D．与足量盐酸作用，所得固体产物主要为
16．高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。这种材料可以按下列方法制备：
SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯)，下列说法正确的是(　　)
A．步骤①的化学方程式为SiO2＋CSi＋CO2↑
B．步骤①、②、③中每生成或反应1 mol Si，转移4 mol电子
C．二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应
D．SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量的SiCl4(沸点67.6 ℃)，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl3
17．下列有关硅及硅酸盐材料的说法正确的是( )
A．硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中
B．反应①Na2SiO3+H2O+CO2═Na2CO3+H2SiO3↓，反应②Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑，两反应是相互矛盾的，不可能都能发生
C．普通玻璃、石英玻璃、水泥等均属于硅酸盐材料
D．祖母绿的主要成分为Be3Al2Si6O18，用氧化物形式表示为3BeO·Al2O3·6SiO2
18．青石棉(cricidolite)是世界卫生组织确认的一种致癌物质，是《鹿特丹公约》中受限制的46种化学品之一，青石棉的化学式为：Na2Fe5Si8O22(OH)2，青石棉用稀硝酸溶液处理时，还原产物只有NO，下列说法中正确的是( )
A．青石棉是一种易燃品，且易溶于水
B．青石棉的化学组成用氧化物的形式可表示为：Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O
C．1mol Na2Fe5Si8O22(OH)2与足量的硝酸作用，至少需消耗8.5 L 2 mol/L HNO3溶液
D．Na2Fe5Si8O22(OH)2不能和氢氟酸作用
19．据报道，科学家通过对稻壳进行控制性焚烧热解，从中提取一种叫做生物质纳米结构二氧化硅的超高活性材料，将少量这种材料掺入混凝土中，即可轻易制备出超高强度和超高耐久性能的高性能混凝土。关于二氧化硅下列说法中正确的是（　　）
A．二氧化硅溶于水显酸性，所以二氧化硅属于酸性氧化物
B．二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以得到硅酸
C．由CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑可知硅酸的酸性比碳酸强
D．二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸
二、非选择题（共7题）
20．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1 100 ℃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图(热源及夹持装置略去)：
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中发生反应的化学方程式为____。
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____。
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____(填写字母代号)。
a.碘水　b.氯水　c.NaOH溶液 d.KSCN溶液　 e.Na2SO3溶液
21．碳、硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。
（1）SiO2是玻璃的主要成分之一，保存氢氧化钠溶液的玻璃瓶应用橡胶塞的原因是_______（用化学方程式表示）；Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是________。
A．普通玻璃坩埚 B．石英玻璃坩埚 C．氧化铝坩埚 D．铁坩埚
（2）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：
①用石英砂和焦炭在电弧炉中制粗硅，该反应的化学方程式为____________。
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
Si
SiCl4
SiHCl3
SiH2Cl2
SiH3Cl
HCl
SiH4
沸点/℃
2 355
57.6
31.8
8.2
－30.4
－84.9
－111.9
③SiHCl3极易水解，其完全水解的化学方程式为_____________。
（3）某同学为了验证碳和硅两种元素非金属性的相对强弱，用下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，关闭弹簧夹1，打开弹簧夹2，，关闭活塞a。
①B中反应的离子方程式是________。
②通过步骤Ⅰ得知盐酸具有的性质是________（填字母）。
A．挥发性 B．还原性 C．氧化性 D．酸性
③C装置中的试剂X是________（写化学式）。D中反应的化学方程式是________。
④碳、硅的非金属性逐渐减弱的原因：碳和硅______。
22．单晶硅是信息产业中重要的基础材料。工业上可用焦炭与石英砂(SiO2)的混合物在高温下与氯气反应生成SiCl4和CO，SiCl4经提纯后用氢气还原得高纯硅。以下是实验室制备 SiCl4的装置示意图：
实验过程中，石英砂中的铁、铝等杂质也能转化为相应氯化物，SiCl4、AlCl3、FeCl3遇水均易水解，有关物质的物理常数见下表：
物质 SiCl4 AlCl3 FeCl3
沸点/℃ 57.7 — 315
熔点/℃ -70.0 — —
升华温度/℃ — 180 300
(1)装置B中的试剂是_______，装置 D 中制备SiCl4的化学方程式是______。
(2)D、E 间导管短且粗的作用是______。
(3)G中吸收尾气一段时间后，吸收液中肯定存在OH-、Cl-和SO42-，请设计实验，探究该吸收液中可能存在的其他酸根离子(忽略空气中CO2的影响)。
（提出假设）假设1：只有SO32-；假设2：既无SO32-也无ClO-；假设3：______。
（设计方案进行实验）可供选择的实验试剂有：3 mol/L H2SO4、1 mol/L NaOH、0.01 mol/LKMnO4、溴水、淀粉-KI、品红等溶液。
取少量吸收液于试管中，滴加 3 mol/L H2SO4 至溶液呈酸性，然后将所得溶液分置于a、b、c三支试管中，分别进行下列实验。请完成下表：
序号 操作 可能出现的现象 结论
① 向a试管中滴加几滴_____溶液 若溶液褪色 则假设1成立
若溶液不褪色 则假设2或3成立
② 向b试管中滴加几滴_____溶液 若溶液褪色 则假设1或3成立
若溶液不褪色 假设2成立
③ 向c试管中滴加几滴_____溶液 _____ 假设3成立
23．硅及其化合物是重要的材料，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：
①用石英砂和焦炭高温加热时有碳化硅生成，该反应的化学方程式为______________。
②写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式：________________。
③SiHCl3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：________________。
(2)水泥属于硅酸盐工业产品，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：
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)。
24．某实验小组设计了如下装置对焦炭还原二氧化硅的气体产物的成分进行探究。
已知：PdCl2溶液可用于检验CO，反应的化学方程式为
CO ＋ PdCl2 ＋ H2O ＝ CO2 ＋ 2HCl ＋ Pd(产生黑色金属钯粉末，使溶液变浑浊)。
(1)实验时要通入足够长时间的N2，其原因是___________________________。
(2)装置B的作用是__________________________________________。
(3)装置C、D中所盛试剂分别为________、________，若装置C、D中溶液均变浑浊，且经检测两气体产物的物质的量相等，则该反应的化学方程式为___________________________________________________________________。
(4)该装置的缺点是_______________________________________________。
(5)设计实验证明碳酸的酸性比硅酸的强：_________________________。
25．氮化硅可用作高温陶瓷复合材料，在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。由石英砂合成氮化硅粉末的路线如下图所示：
其中－NH2中各元素的化合价与NH3相同。请回答下列问题。(1)石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学反应方程式表示其原因：__________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)图示①～⑤的变化中，属于氧化还原反应的是_________________。
(3)SiCl4在潮湿的空气中剧烈水解，产生白雾，军事工业中用于制造烟雾剂。SiCl4水解的化学反应方程式为_____________________________________
_________________________________________________________________。
(4)在反应⑤中，3 mol Si(NH2)4在高温下加热可得1 mol 氮化硅粉末和8 mol A气体，则氮化硅的化学式为______________________________________。
(5)在高温下将SiCl4在B和C两种气体的气氛中，也能反应生成氮化硅，B和C两种气体在一定条件下化合生成A。
写出SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式________________________
______________________________________________________________。
26．天宫二号空间实验室已于2016 年9月15日22时04分在酒泉卫星发射中心发射成功。请回答下列问题：
(1)耐辐照石英玻璃是航天器姿态控制系统的核心元件。石英玻璃的成分是________(填化学式)，该物质的类别属于__________(填“碱性氧化物”或“酸性氧化物”) ，实验室中不能用玻璃塞试剂瓶盛放KOH溶液，原因是 __________(用离子方程式表示)
(2)“碳纤维复合材料制品”应用于“天宫二号”的推进系统。碳纤维复合材料具有重量轻、可设计强度高的特点。碳纤维复合材料由碳纤维和合成树脂组成，其中合成树脂是高分子化合物，则制备合成树脂的反应类型是 __________。
(3)太阳能电池帆板是“天宫二号”空间运行的动力源泉，其性能直接影响到“天宫二号”的运行寿命和可靠性。
天宫二号使用的光伏太阳能电池，该电池的核心材料是________，其能量转化方式为______________________________________________。
参考答案
1答案：A
2答案：D
解析：A、用铝土矿制备较高纯度的Al，首先用NaOH溶液将铝土矿中的氧化铝溶解转化，然后过滤、向滤液中通入CO2气体把偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀，再过滤氢氧化铝，接着加热氢氧化铝让其分解为氧化铝，最后用冰晶石做助熔剂，电解融化的氧化铝得到铝，所以A正确；B、石英的主要成分是二氧化硅，它属于酸性氧化物不与盐酸反应。玻璃的主要成分由二氧化硅、硅酸钠、硅酸钙，组成中有盐故被称为硅酸盐产品，它也不能与盐酸反应，实验室经常用玻璃瓶盛放盐酸，所以B不正确；C.在制粗硅时，发生反应SiO2＋2C＝Si＋2CO，被氧化的物质C与被还原的物质SiO2的物质的量之比为2∶1，C是正确的；D.黄铜矿(CuFeS2)与O2反应，铜由＋2价降为＋1价被还原得到Cu2S、氧由0价降至－2得到FeO，所以Cu2S、FeO均是还原产物，D正确。
3答案：B
解析：选B。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，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。
4答案：D
解析：选D。A项，在氮化硅中N元素为－3价，Si元素为＋4价，则化学式为Si3N4，正确；D项，在SiO2晶体中，一个硅原子与周围4个氧原子形成4个硅氧单键，错误。
5答案：B
解析：选B。n(CO2)＝＝0.150 mol，
n(NaOH)＝0.200 L×1.00 mol·L－1＝0.200 mol，
＝＝，，即1<<2，
反应产物为Na2CO3、NaHCO3，设其物质的量分别为x、y，则解得
＝。
6答案：A
解析：①久置于空气中的氢氧化钠溶液，会与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠，加足量盐酸时有气体产生，故正确；②ClO2具有氧化性，可用于自来水的杀菌消毒，故错误；③SiO2和CO2都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应，二氧化碳不能与任何酸反应，但二氧化硅能与氢氟酸反应，故错误；④玻璃、水泥都是硅酸盐制品，但水晶项链的主要成分为二氧化硅，不属于硅酸盐产品，故错误；⑤氢氧化铁胶体与氯化铁溶液分别蒸干灼烧得相同的物质 ，故正确；
7答案：B
解析：单质R能与NaOH溶液反应生成盐和氯气，常见的是Al和Si，由图中转化关系可知，若R是Al，则C应为NaAlO2与过量盐酸反应生成NaCl和AlCl3的混合溶液，不能生成难溶物，所以R是Si，再高温下能与焦炭和石灰石反应，说明A是SiO2，根据图中转化关系可推知，B为CaSiO3、D为SiC为Na2SiO3、E为H2SiO3。A.反应①的化学方程式为：SiO2＋2CSi＋2CO↑，由方程式可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，故A错误；B.SiO2既能与NaOH溶液反应，又能和氢氟酸反应，故B正确；C.反应④的离子方程式为Si＋2OH－＋H2O＝SiO＋2H2↑，故C错误；D.反应①产生的气体是CO，Na2SiO3溶液与CO不反应，故D错误；答案选B。
8答案：D
解析：A.SiO2能与HF反应，因此可用HF刻蚀玻璃，A正确；B.向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶，B正确；C.氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，化学式为Si3N4，C正确；D.硅是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能，不是石英，D错误，答案选D。
9答案：C
解析：选C。Na2SiO3俗称泡花碱，B项正确；明矾只能净水不能消毒，C项错误。
10．C【解析】A.二氧化硅与NaOH反应：SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O，生成了盐和水，SiO2虽然能与HF反应：SiO2+4HF═SiF4↑+2H2O，但没有盐生成，二氧化硅不是两性氧化物，二氧化硅是酸性氧化物，故A错误；
B.Na2CO3溶液呈碱性，二氧化硅能与碱反应生成具有黏性的硅酸盐，使玻璃塞无法打开，故B错误；
C. 硅胶吸水后，可通过加热的方式将水除去重复使用，C正确；
D.图中二氧化硅与氢氟酸、氢氧化钠、碳酸钠的反应，硅酸钠与盐酸的反应，硅酸钠与二氧化碳、水的反应，硅酸的分解，元素的化合价都没有发生变化，是非氧化还原反应，故D错误；
答案选C。
11．A【解析】A、HF与SiO2反应生成SiF4气体，会腐蚀玻璃，A 正确；
B、SiO2与HCI不反应，B错误；
C、SiO2只能与HF反应，不与其他酸反应，故不是两性氧化物，C错误；
D、Si不能用于制造光导纤维，D错误。
故选A；
12．A【解析】A. ①②③均属于氧化还原反应，故A正确；
B. ①②③均属于置换反应，故B错误；
C. ①②③均属于氧化还原反应，故C错误；
D. ③不属于复分解反应，故D错误；
故选A。
13．A【解析】A．硅是良好的半导体材料，常用来制造太阳能材料，A正确；
B．粗硅制备单晶硅的反应为：SiO2+2CSi+2CO↑，为置换反应，是氧化还原反应，B错误；
C．反应：Si+2NaOH+H2O＝Na2SiO3+2H2↑中，Si为还原剂，H2O为氧化剂，C错误；
D、硅只与HF反应，与盐酸不反应，D错误；
答案选A。
14．C【解析】①由于碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠，会有晶体析出，①符合题意；
②Na2SiO3和稀硫酸反应，生成硅酸沉淀，硅酸不溶于水，也不溶于稀硫酸，②符合题意；
③石灰水和CO2气体反应，先生成碳酸钙沉淀，继续通入二氧化碳，生成碳酸氢钙，碳酸氢钙溶于水，③不符合题意；
④NaAlO2溶液和CO2反应生成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝不溶于水，也不溶于碳酸，④符合题意；
故本题选C。
15．D【解析】A.Ca3SiO5与NH4Cl反应的方程式为：Ca3SiO5+4NH4Cl CaSiO3+2CaCl2+4NH3↑+2H2O，A正确；
B.CaO能与水反应，所以需要密封保存，B正确；
C.亚硫酸的酸性比硅酸强，当二氧化硫通入到Ca3SiO5溶液时，发生反应：3SO2+H2O+ Ca3SiO5=3 CaSO3+H2SiO3，C正确；
D.盐酸的酸性比硅酸强，当盐酸与Ca3SiO5反应时，发生反应：6HCl+ Ca3SiO5=3CaCl2+H2SiO3+2H2O，D不正确；
故选D。
16．D【解析】A．二氧化硅高温下与C反应生成CO气体，即步骤①的化学方程式为：SiO2+2CSi+2CO↑，故A错误；
B．步骤①中Si的化合价降低4，转移电子数为4mol，步骤②中生成SiHCl3，化合价升高2，步骤③中每生成1mol Si，转移2mol电子，故B错误；
C．二氧化硅和硅均能与氢氟酸反应，故C错误；
D．沸点相差30℃以上的两种液体可以采用蒸馏的方法分离，则SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量的SiCl4(沸点67.6 ℃)，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl3，故D正确；
故答案为D。
17．D【解析】A．硅酸钠能将玻璃塞和试剂瓶粘结在一起而打不开，不能用磨口玻璃塞试剂瓶存放，故A错误；
B．反应①Na2SiO3+H2O+CO2═Na2CO3+H2SiO3↓是强酸制弱酸，反应②Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑，是高温下硅酸钠比碳酸钠稳定，原理不同，都可发生，两者不矛盾，故B错误；
C．石英玻璃主要成分二氧化硅，是氧化物不是硅酸盐，故C错误；
D．祖母绿的主要成分为Be3Al2Si6O18，用氧化物的形式表示时书写顺序是：活泼金属氧化物、较不活泼金属氧化物、二氧化硅、水，故可以表示为：3BeO Al2O3 6SiO2，故D正确；
故选D。
18．B【解析】A．青石棉属于硅酸盐，不易燃，也不溶于水，故A错误；
B．青石棉中铁元素的化合价由+2价和+3价两种，根据原子守恒和化合价不变的思想，化学组成用氧化物的形式可表示为：Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O，故B正确；
C．青石棉用稀硝酸溶液处理时，亚铁离子被氧化为铁离子，硝酸被还原为一氧化氮，产物为NaNO3、Fe(NO3)3、NO、H2O、SiO2，1mol该物质能和(2mol+5mol×3+1mol)=18molHNO3反应，至少需消耗9 L 2 mol/L HNO3溶液，故C错误；
D．青石棉能与氢氟酸反应生成四氟化硅，故D错误。
故选B。
19．B【解析】A、二氧化硅是酸性氧化物，但不溶于水，故A错误；
B、碳酸的酸性都强于硅酸，二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以得到硅酸沉淀，故B正确；
C、反应只有在高温条件下才能进行，由于CO2是气体，生成后脱离反应体系使反应得以继续进行，但并不能说明硅酸的酸性比碳酸的酸性强，故C错误；
D、二氧化硅能够溶于氢氟酸，而不是不溶于任何酸，故D错误；
故选B。
20．（1）SiO2+2CSi+2CO↑（2）蒸馏(3)①浓硫酸；使滴入烧瓶中的SiHCl3气化②有固体物质生成；SiHCl3+H2Si+3HCl③排尽装置中的空气④bd
【解析】
本实验是利用SiHCl3和氢气反应制取纯硅，首先在装置A利用稀硫酸和锌粒反应制取氢气，SiHCl3能与H2O强烈反应、在空气中易自燃，所以需要装置B中盛放浓硫酸将生成的氢气进行干燥、并用氢气排尽装置中的空气；水浴加热装置C，使SiHCl3挥发，和氢气一同进入石英管中在高温条件下反应制取纯硅。
(1)高温下，SiO2和C反应生成Si和CO，反应的化学方程式为SiO2+2CSi+2CO↑；
(2)沸点不同的液体混合物可以采用蒸馏的方法分离，这几种物质沸点不同，所以采用蒸馏的方法分离；
(3)①为防止SiHCl3与H2O强烈反应，需要干燥剂干燥氢气，浓硫酸具有吸水性且不和氢气反应，所以装置B中可以盛放浓硫酸；加热装置C中烧瓶，升高温度能使SiHCl3气化，从而使SiHCl3和氢气在D中反应；
②D中发生反应SiHCl3+H2Si+3HCl，Si为固态，所以看到的现象是有固体物质生成；
③SiHCl3能与H2O强烈反应、在空气中易自燃，且Si是亲氧元素，为防止SiHCl3自燃和Si被氧化，需要排尽装置中的空气；
④若含铁单质，加入稀盐酸后溶液中应含Fe2+；检验Fe2+先加入KSCN溶液无明显现象，再加入氯水溶液变红色即可，故选b、d。
21．（1）SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O；D（2）①SiO2＋3CSiC＋2CO↑②精馏(或蒸馏) ③SiHCl3+4H2O（或3H2O） = H4SiO4(或H2SiO3) +H2↑+3HCl↑④位于同一主族，从上到下，原子半径逐渐增大，得电子能力减弱，非金属性减弱。
【解析】（1）SiO2是玻璃的主要成分之一，保存氢氧化钠溶液的玻璃瓶应用橡胶塞的原因是玻璃中的二氧化硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠是矿物胶能把瓶口和瓶塞粘结在一起，发生反应的化学方程式为：SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O，需要用橡胶塞，Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是铁坩埚，玻璃、石英玻璃中的二氧化硅，氧化铝是两性氧化物，都和碱发生反应，不能选择ABC，故答案为：SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O；D；
（2）①石英砂的主要成分是二氧化硅，在反应中生成碳化硅，反应为：SiO2＋3CSiC＋2CO↑，故答案为：SiO2＋3CSiC＋2CO↑；
②利用沸点的不同提纯SiHCl3属于蒸馏，SiHCl3（沸点33.0℃）中含有少量SiCl4（沸点57.6℃）和HCl（沸点-84.7℃），由于沸点差别较大，可以通过精馏（或蒸馏）除去杂质，故答案为：精馏（或蒸馏）；
③SiHCl3水解反应方程式为：SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl↑，故答案为：SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl↑；
④由于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，所以碳、硅的非金属性逐渐减弱。
22．（1）饱和食盐水；SiO2+2C+2Cl2SiCl4+2CO（2）防止生成物中的AlCl3，FeCl3等杂质凝结成固体堵塞导管（3）只有ClO-；0.01 mol/L KMnO4溶液(或溴水)；品红；淀粉-KI；若溶液变为蓝色
【解析】制备四氯化硅的实验流程：A中发生二氧化锰与浓盐酸的反应生成氯气，B中饱和食盐水除去Cl2中杂质HCl，C装置中浓硫酸干燥氯气，D中发生Si与氯气的反应生成四氯化硅，由信息可知，四氯化硅的沸点低，则E装置冷却可收集四氯化硅，F可防止F右端的水蒸气进入装置E中与四氯化硅反应，造成产物不纯，最后G处理含氯气的尾气。据此解答。
(1)装置A是氯气发生装置，A中二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水，其离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑；浓盐酸具有挥发性，所以制取得到的Cl2中含有杂质HCl及水蒸气，装置B的作用是除去杂质HCl，结合Cl2与水的反应是可逆反应的特点，装置B使用的试剂是饱和食盐水，用以除去杂质HCl；在D装置中二氧化硅、碳和氯气反应生成四氯化硅和一氧化碳，反应为：SiO2+2C+2Cl2SiCl4+2CO；
(2)石英砂中的杂质Fe、Al会与Cl2反应产生FeCl3、AlCl3，这两种物质的熔沸点比较高，在室温下成固态，D、E间导管短且粗就可防止生成物中的AlCl3，FeCl3等杂质凝结成固体堵塞导管；
(3)由假设1和假设2可知，要检测的为SO32-和ClO-，故假设3为只有ClO-，又因为SO32-具有还原性，会使KMnO4溶液(或溴水)褪色，而ClO-不会，所以可以用0.01 mol/L KMnO4溶液(或溴水)来检测，证明假设1成立；SO32-与硫酸反应产生H2SO3，H2SO3分解产生的SO2和ClO-具有漂白性，会使品红溶液褪色，所以可以用品红溶液来检测假设2是否成立；ClO-具有氧化性，可以氧化KI反应生成碘单质，碘单质遇到淀粉边蓝色，若溶液变为蓝色，证明含有ClO-，否则不含有ClO-，因此可以使用淀粉-KI溶液用来检测假设3是否成立。
23．(1)①SiO2+3CSiC+2CO↑②SiHCl3+H2Si+3HCl③SiHCl3+3H2O=H2SiO3↓+H2↑+3HCl↑(2)①将样品中可能存在的Fe2+氧化为Fe3+ H2O2②SiO2 ；SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O③防止胶体生成，易沉淀分离；Al(OH)3、Fe(OH)3
【解析】(1)①用石英砂和焦炭高温加热时有碳化硅生成，该反应的化学方程式为：SiO2+3CSiC+2CO↑；
②纯SiHCl3和氢气反应生成硅和氯化氢，化学反应方程式：SiHCl3+H2Si+3HCl
③SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和氢气，反应方程式：SiHCl3+3H2O=H2SiO3↓+H2↑+3HCl↑
(2)①铁离子在pH较小时易生成沉淀，加入硝酸可氧化亚铁离子生成铁离子，为避免引入新杂质，还可用过氧化氢代替硝酸，故答案为：将样品中可能存在的Fe2+氧化为Fe3+；H2O2；
②由以上分析可知沉淀A为SiO2，不溶于强酸但可与一种弱酸反应，应为与HF的反应，方程式为SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O，故答案为：SiO2；SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O；
③滴加氨水，溶液呈碱性，此时不用考虑盐类水解的问题，加热的目的是防止生成胶体而难以分离，生成的沉淀主要是Al(OH)3、Fe(OH)3，故答案为：防止胶体生成，易沉淀分离；Al(OH)3、Fe(OH)3
24答案：(1) 要用氮气将装置中的空气排尽，避免空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气对实验产生干扰
(2) 作安全瓶，防止倒吸
(3) 澄清石灰水　PdCl2溶液　3SiO2＋4C2CO2↑＋2CO↑＋3Si
(4)没有尾气处理装置将CO吸收
(5)向硅酸钠溶液中通入二氧化碳气体，溶液变浑浊，证明碳酸酸性大于硅酸
解析：(1)碳与二氧化碳反应要在高温下进行，高温下，碳与空气中氧气也能反应，所以实验时要将装置中的空气排尽，所以实验时要通入足够长的时间的N2，故答案为：要用氮气将装置中的空气排尽，避免空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气对实验产生干扰；
(2)根据装置图可知，B装置可以作安全瓶，防止倒吸，故答案为：作安全瓶，防止倒吸；
(3)根据元素守恒，碳与二氧化硅反应可能生成一氧化碳也可能生成二氧化碳，所以C装置用来检验有没有二氧化碳，D装置用来检验一氧化碳，所以置C、D中所盛试剂分别为澄清石灰水、PdCl2溶液；若装置C、D中溶液均变浑浊，说明既有二氧化碳又有一氧化碳，检测两气体产物的物质的量相等，根据元素守恒可知化学方程式为3SiO2＋4C2CO2＋2CO＋3Si，故答案为：澄清石灰水；PdCl2溶液；3SiO2＋4C2CO2＋2CO＋3Si；
(4)一氧化碳有毒，有能排放到空气中，而该装置没有尾气吸收装置将CO吸收，故答案为：没有尾气吸收装置将CO吸收；
(5)验证碳酸、硅酸的酸性强弱，产生的CO2气体先通过饱和的碳酸氢钠溶液除去混有的杂质气体，然后再通入硅酸钠溶液发生反应CO2＋H2O＋Na2SiO3＝Na2CO3＋H2SiO3↓，说明酸性H2CO3＞H2SiO3，故答案为：向硅酸钠溶液中通入二氧化碳气体，溶液变浑浊，证明碳酸酸性大于硅酸。
25答案：(1)SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O
(2)①②
(3)SiCl4＋3H2O＝4HCl↑＋H2SiO3↓
(4)Si3N4
(5)3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl
解析：石英砂不能与碱性物质共同存放的实质是SiO2与碱性物质可以发生反应。反应①是石英砂与焦炭发生氧化还原反应，反应②是硅单质与Cl2反应，也是氧化还原反应。SiCl4水解可以看作Si结合四个OH－生成H4SiO4，H4SiO4不稳定失水生成H2SiO3，Cl－结合H＋生成HCl。氮化硅的化学式可通过题目信息运用质量守恒求得。结合题给信息，SiCl4与N2、H2反应可得到Si3N4和HCl。
26答案：(1)SiO2 酸性氧化物 SiO2＋2OH－ ＝SiO＋H2O
(2) 聚合反应
(3)Si(或答“晶体硅”) 太阳能转化为电能
解析：(1)石英是SiO2 ；SiO2 能与强碱反应生成硅酸盐和水；
(2)通过聚合反应合成高分子化合物；
(3)①太阳能电池的主要材料是高纯度硅；②负极失电子发生氧化反应。
(1)石英是SiO2 ；SiO2 能与氢氧化钠反应生成硅酸盐和水；所以SiO2属于酸性氧化物；SiO2能与氢氧化钾反应生成硅酸钾和水；所以实验室中不能用玻璃塞试剂瓶盛放KOH溶液；
(2)合成树脂是高分子化合物，制备合成树脂的反应类型是聚合反应；
(3)太阳能电池的主要原料是高纯硅；太阳能电池把太阳能转化为电能；