Question

【题目】含硅元素的化合物广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成岩石。晶体硅(熔点1410℃)用途广泛，制取与提纯方法有多种。

(1)炼钢开始和结束阶段都可能发生反应：，其目的是________。

A.得到副产品硅酸盐水泥 B.制取SiO2，提升钢的硬度

C.除去生铁中过多的Si杂质 D.除过量FeO，防止钢变脆

(2)一种由粗硅制纯硅过程如下：在上述由SiCl4制纯硅的反应中，测得每生成1.12kg纯硅需吸收akJ热量，写出该反应的热化学方程式：_______。对于钠的卤化物(NaX)和硅的卤化物(SiX4)下列叙述正确的是（_________）

A.NaX易水解 B.SiX4是共价化合物

C.NaX的熔点一般高于SiX4 D.SiF4晶体是由共价键形成的空间网状结构

(3)粗硅经系列反应可生成硅烷(SiH4)，硅烷分解也可以生成高纯硅。硅烷的热稳定性弱于甲烷， 所以Si元素的非金属性弱于C元素，用原子结构解释其原因：_______。

(4)此外，还可以将粗硅转化成三氯氢硅(SiHCl3)，通过反应：SiHCl3(g)+H2(g)Si(s)+3HCl(g)制得高纯硅。不同温度下，SiHCl3的平衡转化率随反应物的投料比（反应初始时，各反应物的物质的量之比）的变化关系如图所示。下列说法正确的是（__________）（填字母序号）。

a.该反应的平衡常数随温度升高而增大

b.横坐标表示的投料比应该是

c.实际生产中为提高SiHCl3的利用率，可适当降低压强

(5)硅元素最高价氧化物对应的水化物是H2SiO3。室温下，0.1mol/L的硅酸钠溶液和0.1mol/L的碳酸钠溶液，碱性更强的是_______，其原因是_______。

已知：H2SiO3：Ki1=2.0×10-10，Ki2=1.0×10-12；H2CO3：Ki1=4.3×10-7，Ki2=5.6×10-11。

Answer 1

【答案】CD BC C和Si最外层电子数相同（或“是同主族元素”），C原子半径小于Si（或“C原子电子层数少于Si”） a、c 硅酸钠 硅酸的Ki2小于碳酸的Ki2，硅酸钠更易水解

【解析】

(1)根据炼钢的要求把生铁中的含碳量除去到规定范围，并使其它元素的含量减少或增加到规定范围的过程，简单地说，是对生铁降碳、去硫磷、调硅锰含量的过程；在使碳等元素降到规定范围后，钢水中仍含有大量的氧元素，是有害的杂质，使钢塑性变坏，轧制时易产生裂纹；

(2)每生成1.12kg纯硅需吸收a kJ热量，则生成1mol纯硅吸收的热量为=0.025a kJ，据此写出反应热化学方程式；

A.强酸的钠盐不水解；

B.硅的卤化物(SiX4)是由非金属元素原子间通过共用电子对形成的化合物；

C.离子晶体的熔点大于分子晶体的熔点；

D.SiF4晶体属于分子晶体；

(3)硅烷的分解温度远低于甲烷的原因为：C和Si最外层电子数相同（或“是同主族元素”），C原子半径小于Si（或“C原子电子层数少于Si”）

Si元素的非金属性弱于C元素，硅烷的热稳定性弱于甲烷；

(4)a.因为随着温度的升高，SiHCl3的转化率增大，平衡右移，则该反应的平衡常数随温度升高而增大；

b.增大一种反应物的浓度，能提高其它反应物的转化率，而本身的转化率反而降低，故横坐标表示的投料比应该是；

c.降低压强平衡向气体系数减小方向移动；

(5)依据盐类水解规律“越弱越水解”解答。

(1)炼钢的要求把生铁中的含碳量除去到规定范围，并使其它元素的含量减少或增加到规定范围的过程，简单地说，是对生铁降碳、去硫磷、调硅锰含量的过程，这一过程基本上是一个氧化过程，是用不同来源的氧(如空气中的氧、纯氧气、铁矿石中的氧)来氧化铁水中的碳、硅、锰等元素．化学反应主要是、；在使碳等元素降到规定范围后，钢水中仍含有大量的氧，是有害的杂质，使钢塑性变坏，轧制时易产生裂纹，故炼钢的最后阶段必须加入脱氧剂（例如锰铁、硅铁和铝等），以除去钢液中多余的氧：，，；

故合理选项是CD；

(2)由题意可知：每生成1.12kg纯硅需吸收akJ热量，则生成1mol纯硅吸收的热量为=0.025a kJ，所以该反应的热化学方程式： △H= -0.025a kJ/mol；

A.钠的强酸盐不水解，NaX(NaF除外)不易水解，A错误；

B.硅的卤化物（SiX4）是由非金属元素原子间通过共用电子对形成的化合物，是共价化合物，B正确；

C.钠的卤化物(NaX)为离子化合物属于离子晶体，硅的卤化物(SiX4)为共价化合物属于分子晶体，离子晶体的熔点大于分子晶体的熔点，即NaX的熔点一般高于SiX4，C正确；

D.SiF4晶体是由分子间作用力结合而成，D错误；

故合理选项是BC；

(3)C和Si最外层电子数相同(或“是同主族元素”)，C原子半径小于Si（或“C原子电子层数少于Si”） Si元素的非金属性弱于C元素，硅烷的热稳定性弱于甲烷，故硅烷的分解温度远低于甲烷；

(4)a.因为随着温度的升高，SiHCl3的转化率增大，说明升高温度，化学平衡正向移动，则该反应的平衡常数随温度升高而增大，a正确；

b.增大一种反应物的浓度，能提高其它反应物的转化率，而本身的转化率反而降低，故横坐标表示的投料比应该是，b错误；

c.SiHCl3(g)+H2(g)Si(s)+3HCl(g)的正反应方向为气体系数增大方向，降低压强平衡向气体系数增大的正反应方向移动，可以提高SiHCl3的利用率，c正确；

故合理选项是a、c；

(5)依据所给数据可知：硅酸的Ki2小于碳酸的Ki2，依据“越弱越水解”可知硅酸钠更易水解。