《2025年高中总复习优化设计高中化学》

制备高纯硅过程中的3个易错点
（1）用焦炭还原$SiO_2$，焦炭足量，反应产物是$CO$而不是$CO_2$；
（2）整个过程中不能混入水蒸气，$SiHCl_3$、$SiCl_4$能与水发生反应：
$SiHCl_3 + 3H_2O = H_2SiO_3↓ + 3HCl + H_2↑$
$SiCl_4 + 3H_2O = H_2SiO_3↓ + 4HCl$；
（3）粗硅中含碳单质等杂质，与$Cl_2$反应生成的$SiCl_4$中含有$CCl_4$等杂质，经过分馏提纯$SiCl_4$后，再用$H_2$还原，即可得到高纯硅

答案： （1）CO；（2）水蒸气；（3）分馏

[对点训练2] 科学家最新研制的利用氯化氢和氢气生产高纯硅的工艺流程如图所示：

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A[粗硅] --＞ B[容器①]
B --＞ C[容器②]
C --＞ D[高纯硅]
B --＞ E[氢气]
E --＞ C
C --＞ F[氢气]
F --＞ B
容器①中进行的反应为①$Si(粗) + 3HCl(g) \xlongequal{\triangle} SiHCl_3(l) + H_2(g)$；容器②中进行的反应为②$SiHCl_3 + H_2 \xlongequal{高温} Si(纯) + 3HCl$。下列说法不正确的是(B)

A.该工艺流程的优点是部分反应物可循环使用
B.①和②互为可逆反应
C.该流程中需要隔绝空气
D.粗硅制备不能通过$SiO_2 \xrightarrow{HCl(aq)} SiCl_4 \xrightarrow[高温]{H_2} Si$实现

答案： 对点训练2 B 解析 反应②中生成的HCl在反应①中循环利用，A正确；反应①与反应②对应的反应温度不一致，不是可逆反应，B错误；高温条件下，${Si}$、${SiHCl_{3}}$、${H2}$都与${O2}$反应，故需隔绝空气，C正确；${SiO_{2}}$不与HCl反应，不能通过上述途径制硅，D正确。

1. 传统无机非金属材料
(1)常见硅酸盐材料比较

(2)玻璃生产中的两个重要反应：${Na_{2}CO_{3} + SiO_{2} \xlongequal{高温} Na_{2}SiO_{3} + CO_{2} \uparrow}$；$CaCO_3 + SiO_2 \xlongequal{高温} CaSiO_3 + CO_2↑$。

答案： 1.
(1)石灰石 纯碱 石英 黏土 ${SiO_{2}}$
(2)${Na_{2}CO_{3} + SiO_{2} \xlongequal{高温} Na_{2}SiO_{3} + CO_{2} \uparrow}$

2. 新型无机非金属材料

答案： 半导体特性, 光导性, 生物相容

3. 碳纳米材料
(1)碳纳米材料是一类新型无机非金属材料，主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等。
(2)三类碳纳米材料的比较

答案： 3.
(2)碳原子 笼形 石墨 纳米 大 电学 碳原子 低 高