《2025年三维随堂精练高中化学必修第二册人教版》

12. 硅酸钠被列为“我国优先发展的精细化学品”和“今后我国无机化工产品发展重点”之一。如图是用海边的石英砂（含氯化钠、氧化铁等杂质）制备硅酸钠的工艺流程简图：

（1）要将洗出液中的溶质析出，采用的方法是蒸发结晶，则蒸发时用到的主要仪器有 蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、铁架台（带铁圈） 。
（2）图中加入$NaOH$溶液，发生反应的离子方程式为$SiO_2 + 2OH^ - = SiO_3^{2 - } + H_2O$。
（3）洗涤石英砂的目的是 除去石英砂中的氯化钠、氧化铁等杂质 ，过滤Ⅰ所得残渣为 Fe_2O_3 （写化学式）。

答案：
(1) 蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、铁架台
(2) $\mathrm{SiO}_{2} + 2\mathrm{OH}^{-} \xlongequal{\;\;} \mathrm{SiO}_{3}^{2 - } + \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}$
(3) 除去石英砂表面的氯化钠；$\mathrm{Fe}_{2}\mathrm{O}_{3}$

13. 硅是带来人类文明的重要元素之一，从传统材料到信息材料的发展过程中创造了一个又一个奇迹。
（1）硅的原子结构示意图为 +14 2 8 4 。现代通信材料石英光导纤维中含有 二氧化硅 。
（2）强碱缓慢腐蚀玻璃，盛强碱的试剂瓶瓶塞不能用玻璃塞的原因$SiO_2 + 2OH^ - = SiO_3^{2 - } + H_2O$（用离子方程式解释）。
（3）硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔和无人气象站等。硅光电池是一种把 光 能转化为 电 能的装置。
（4）工业上可以通过如图所示的流程制取高纯硅：

①若反应Ⅰ为$Si(粗) + 3HCl\xlongequal{553 - 573K}SiHCl_3 + H_2$，则反应Ⅱ的化学方程式为$SiHCl_3 + H_2\xlongequal{1373 - 1453K}Si + 3HCl$。
②整个制备过程必须严格控制无水无氧。$SiHCl_3$遇水剧烈反应生成$H_2SiO_3$、$HCl$和另一种物质，写出该反应的化学方程式：$SiHCl_3 + 3H_2O = H_2SiO_3↓ + 3HCl + H_2↑$。
③假设每一轮次制备1 mol高纯硅，且生产过程中硅元素没有损失，反应Ⅰ中$HCl$的利用率为90％，反应Ⅱ中$H_2$的利用率为93.75％，则在第二轮次的生产中，补充投入$HCl$和$H_2$的物质的量之比是 5∶1 。

答案：
(1) ＜ImageHere1＞＜/Img＞；$\mathrm{SiO}_{2}$
(2) $\mathrm{SiO}_{2} + 2\mathrm{OH}^{-} \xlongequal{\;\;} \mathrm{SiO}_{3}^{2 - } + \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}$
(3) 光；电
(4) ①$\mathrm{SiHCl}_{3} + \mathrm{H}_{2} \xlongequal{1373～1453\ K} \mathrm{Si}$(纯)$ + 3\mathrm{HCl}$ ②$\mathrm{SiHCl}_{3} + 3\mathrm{H}_{2}\mathrm{O} \xlongequal{\;\;} \mathrm{H}_{2}\mathrm{SiO}_{3} + 3\mathrm{HCl} + \mathrm{H}_{2} \uparrow$ ③5 : 1