《2025年暑假作业黑龙江教育出版社高一化学》

6. 新材料的新秀——石墨烯和氧化石墨烯已成为物理、化学、材料科学研究的国际热点课题。其结构模型如图所示：

下列有关说法正确的是(D)
A.石墨烯是一种新型化合物
B.氧化石墨烯即石墨烯的氧化物
C.二者和石墨都是碳的同素异形体
D.氧化石墨烯具有一定的亲水性

答案： D [石墨烯是碳的单质，A 错误；氧化石墨烯含有氢元素，故不是石墨烯的氧化物，也不是碳的同素异形体，B、C 错误；由于氧化石墨烯结构中含有羟基和羧基等亲水基团，所以它具有一定的亲水性，D 正确。]

7. 晶体硅是一种重要的非金属原料,由粗硅制备纯硅的主要步骤如下:
①粗硅与干燥的 HCl 气体反应制得$SiHCl_{3}:Si(粗)+3HCl\xlongequal {300^{\circ }C}SiHCl_{3}+H_{2};$
②经过纯化的$SiHCl_{3}与过量H_{2}在1000～1100^{\circ }C$下反应制得纯硅。
回答相关问题：
(1)粗硅与 HCl 气体反应完全后,经冷凝得到$SiHCl_{3}$(沸点为$36.5^{\circ }C$),只含有少量$SiCl_{4}$(沸点为$57.6^{\circ }C$)和 HCl(沸点为$-84.7^{\circ }C$),提纯$SiHCl_{3}$的方法为______蒸馏。
(2)用$SiHCl_{3}与过量H_{2}$反应制备纯硅的装置如图所示(热源及夹持装置已略去):

①在加热 D装置前应先打开 A装置中分液漏斗的活塞,目的是______排出装置内的空气，以防爆炸。
②C装置中烧瓶需要加热,采用的方法是______水浴加热。

答案：
(1)蒸馏
(2)①排出装置内的空气，以防爆炸 ②水浴加热

8. “中国芯”的发展离不开高纯单晶硅。由石英砂(主要成分为$SiO_{2}$)制取高纯硅涉及的主要反应用流程图表示如下:

下列说法错误的是(B)
A.反应①②③均为置换反应
B.$SiO_{2}$能溶于烧碱溶液和氢氟酸,故为两性氧化物
C.X为CO
D.流程中 HCl 和$H_{2}$可以循环利用

答案： B [石英砂与焦炭在高温下发生置换反应，生成 CO 和粗硅；粗硅与 HCl 在$300^{\circ}C$时发生置换反应生成$SiHCl_{3}$和$H_{2}$；$SiHCl_{3}$与$H_{2}$在高温下发生置换反应，可制得高纯硅和 HCl，反应①②③均为置换反应，A、C 正确；$SiO_{2}$是酸性氧化物，B 错误；流程中 HCl 和$H_{2}$都是既在反应中使用，又在反应中生成，所以二者都可以循环利用，D 正确。]

9. 水玻璃($Na_{2}SiO_{3}$溶液)是一种重要的工业原料。下图是用稻壳灰($SiO_{2}:65\% ～70\% $、C：$30\% ～35\% $)制取水玻璃的工艺流程,下列说法正确的是(C)
A.操作 A 与操作 B 完全相同
B.该流程中硅元素的化合价发生了改变
C.原材料稻壳灰价格低廉,且副产品活性炭有较高的经济价值
D.反应器中发生的复分解反应为$SiO_{2}+2NaOH= Na_{2}SiO_{3}+H_{2}O$

答案： C [A.操作为过滤，操作 B 为蒸发浓缩，是两种不同的操作，故 A 错误；B.二氧化硅中硅元素的化合价是+4 价，硅酸钠中硅元素的化合价也是+4 价，所以该流程中硅元素的化合价没有发生改变，故 B 错误；C.稻壳灰来源广泛价格低廉，活性炭具有吸附性，有较高的经济价值，故 C 正确；D.反应器中发生的反应为$SiO_{2}+2NaOH = Na_{2}SiO_{3}+H_{2}O$，不属于复分解反应，故 D 错误。]

10. 硅是无机非金属材料的主角,硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的 90%以上。
(1)下列物质不含有硅酸盐的是D(填字母)。
A.陶瓷
B.玻璃
C.水泥
D.生石灰
(2)$SiO_{2}$是玻璃的主要成分之一,$SiO_{2}$与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为$SiO_{2}+2NaOH = Na_{2}SiO_{3}+H_{2}O$,工艺师常用氢氟酸(填物质名称)来雕刻玻璃。
(3)用$Na_{2}SiO_{3}$水溶液浸泡过的棉花不易燃烧,说明$Na_{2}SiO_{3}$可用作防火剂。$Na_{2}SiO_{3}可通过SiO_{2}$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D(填字母)。
A.普通玻璃坩埚
B.石英玻璃坩埚
C.氧化铝坩埚
D.铁坩埚
(4)工业上常利用反应$2C+SiO_{2}\xlongequal {高温}Si+2CO\uparrow $制备硅单质,该反应中所含元素化合价升高的物质是C(填化学式,下同),氧化剂是$SiO_{2}$。

答案：
(1)D
(2)$SiO_{2}+2NaOH = Na_{2}SiO_{3}+H_{2}O$ 氢氟酸
(3)防火剂 D
(4)C $SiO_{2}$ 解析
(1)生石灰是 CaO，为碱性氧化物且不含 Si，不含有硅酸盐。
(2)$SiO_{2}$与 NaOH 溶液反应的化学方程式为$SiO_{2}+2NaOH = Na_{2}SiO_{3}+H_{2}O$。由于$SiO_{2}$能溶于氢氟酸，因此工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃。
(3)$Na_{2}SiO_{3}$水溶液又称“水玻璃”，具有阻燃的功能，因此可用作防火剂。$SiO_{2}$和$Na_{2}CO_{3}$在高温下反应生成$Na_{2}SiO_{3}$和$CO_{2}$，故含$SiO_{2}$的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及$Al_{2}O_{3}$等都能与$Na_{2}CO_{3}$在高温下反应，故不能用以上材质的坩埚熔融纯碱。
(4)该反应中 C 被氧化，$SiO_{2}$中+4 价的硅元素被还原，因此$SiO_{2}$作氧化剂。