易错点26--硅元素及其化合物-备战2022年高考化学考试易错题(解析版).docx

易错点26 硅元素及其化合物
易错题【01】硅及其化合物的性质
(1)自然界中无游离态的硅，通常原子晶体不导电，但硅是很好的半导体材料，是制作光电池的材料。SiO2不导电，是制作光导纤维的材料。
(2)工业上制备粗硅，是用过量的C和SiO2在高温下反应，由于C过量，生成的是CO而不是CO2，该反应必须在隔绝空气的条件下进行。
(3)氢氟酸不能用玻璃容器盛放；NaOH溶液能用玻璃试剂瓶，但不能用玻璃塞。
(4)酸性氧化物一般能与水反应生成酸，但SiO2不溶于水；酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能与HF反应。
(5)硅酸盐大多难溶于水，常见可溶性硅酸盐是硅酸钠，其水溶液称为泡花碱或水玻璃，但却是盐溶液。硅胶(mSiO2·nH2O)是一种很好的无毒干燥剂。

(6)H2CO3的酸性大于H2SiO3的，所以有Na2SiO3＋CO2(少量)＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，但高温下Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑也能发生，原因可从两方面解释：①硅酸盐比碳酸盐稳定；②从化学平衡角度，由高沸点难挥发固体SiO2制得低沸点易挥发的CO2气体。
(7)水泥、玻璃与陶瓷是三大传统无机非金属材料；碳化硅、氮化硅等是新型无机非金属材料。
易错题【02】新型无机非金属材料
材料类型
主要特性
示例
用途
高温结构陶瓷
能承受高温，强度高
氮化硅陶瓷
汽轮机叶片、轴承、永久性模具等
半导体陶瓷
具有电学特性
二氧化锡陶瓷
集成电路中的半导体
光学材料
具有光学特性
光导纤维
光缆通讯、医疗、照明等
生物陶瓷
具有生物功能
氧化铝陶瓷
人造骨骼、人造关节、接骨螺钉
易错题【03】常考非金属及其化合物的性质与用途的对应关系

重要性质
主要用途
①
硅是常用半导体材料
用于制造芯片、硅太阳能电池
②
SiO2导光性能强、抗干扰性能好
用于生产光导纤维
③
二氧化硫与O2反应
用作葡萄酒中食品添加剂
④
液氨汽化时吸收大量的热
用作制冷剂
⑤
氢氟酸与玻璃中SiO2反应
用氢氟酸刻蚀玻璃工艺
⑥
次氯酸盐（如NaClO等）
具有强氧化性
用于漂白棉、麻、纸张等
⑦
硫酸钡难溶于水和盐酸
医疗上用作“钡餐”
典例分析
例1、陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是
A．实验室熔融烧碱时，不可选用陶瓷坩埚
B．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成
C．陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是二氧化硅
D．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点
C【解析】A．陶瓷含有二氧化硅，烧碱为氢氧化钠，能够与陶瓷中的二氧化硅反应，熔融烧碱不能选用玻璃坩埚，故A正确；
B．陶瓷的传统概念是指所有以黏土等无机非金属矿物为原材料，经过高温烧制而成的产品，闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成，故B正确；
C．陶瓷由黏土经高温烧结而成，主要化学成分是硅酸盐，在新石器时代就已经开始使用，应用较早，故C错误；
D．硅酸盐材料的化学性质不活泼，具有耐酸碱腐蚀，抗氧化等有点，故D正确。
例2、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
【答案】(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。
例3、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：Si+2FeO2Fe+SiO2，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：Si(粗)SiCl4 SiCl4(纯)Si(纯)，在上述由SiCl4制纯硅的反应中，测得每生成 1.12kg纯硅需吸收a kJ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：Ka1=2.0×10﹣10、Ka2=1.0×10﹣12，H2CO3：Ka1=4.3×10﹣7Ka2=5.6×10 ﹣11。
【答案】(1)CD(2)SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)△H=+0.025akJ/mol；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(4)ac(5)硅酸钠；硅酸的Ka2小于碳酸的Ka2，硅酸钠更易水解
【解析】(1)炼钢的要求把生铁中的含碳量去除到规定范围，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2FeO+Si2Fe+SiO2、FeO+MnFe+MnO；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：Mn+FeOMnO+Fe，Si+2FeOSiO2+2Fe，2Al+3FeOAl2O3+3Fe，故答案选CD；
(2)由题意可知：每生成1.12kg纯硅需吸收akJ热量，即生成=40mol纯硅吸收的热量为akJ热量，则生成1mol纯硅吸收的热量为kJ=0.025akJ，所以该反应的热化学方程式：SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)△H=+0.025akJ/mol；
A．钠的强酸盐不水解，NaX(NaF除外)不易水解，故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，故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，故C正确；
D．SiF4晶体是由分子间作用力结合而成，故D错误；
故答案为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，平衡右移，则该反应的平衡常数随温度升高而增大，故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，故b错误；
c．SiHCl3(g)+H2(g)⇌Si(s)+3HCl(g)正向为气体系数增大的方向，降低压强平衡向气体系数增大方向移动，可以提高SiHCl3的利用率，故c正确；
故答案选a、c；
(5)依据所给数据可知：硅酸的Ka2小于碳酸的Ka2，依据“越弱越水解”可知硅酸钠更易水解。

1.有利于实现“碳达峰、碳中和”的是（ ）
A. 风能发电 B. 粮食酿酒
C. 燃煤脱硫 D. 石油裂化
2.实验室以CaCO3为原料,制备CO2并获得CaCl2·6H2O晶体。下列图示装置和原理不能达到实验目的的是（ ）

　　A.制备CO2　 　B.收集CO2 C.滤去CaCO3　　 D.制得CaCl2·6H2O
3.
下列说法中不正确的是（ ）
A.氮化硅中N元素的化合价为－3
B.该反应中SiO2是氧化剂，C是还原剂
C.该反应中，氧化产物与还原产物的质量比为6:5
D.反应中生成0.5 mol CO时，转移电子数目为NA
4.通过资源化利用的方式将CO2转化为具有工业应用价值的产品(如图所示)，是一种较为理想的减排方式，下列说法中正确的是(　　)

A．CO2经催化分解为C、CO、O2的反应均为放热反应
B．除去Na2CO3固体中少量NaHCO3可用热分解的方法
C．过氧化尿素和SO2都能使品红溶液褪色，其原理相同
D．由CO2和H2合成甲醇，原子利用率达100%
5.下列有关硅及其化合物的说法中正确的是(　　)
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，不可能都发生
C．普通玻璃、石英玻璃、水泥等均属于硅酸盐材料
D．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料
6.《天工开物》记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无砂粘土而为之”，“凡坯既成，干燥之后，则堆积窖中燃薪举火”，“浇水转釉（主要为青色），与造砖同法”。下列说法错误的是（　　）
A. 沙子和黏土主要成分为硅酸盐
B. “燃薪举火”使黏土发生复杂的物理化学变化
C. 烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦
D. 黏土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料
7.用四种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是（ ）
选项
操作及现象
溶液
A
通入CO2，溶液变浑浊
饱和Na2CO3溶液
B
通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失
Na2SiO3溶液
C
通入CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去
Ca(ClO)2溶液
D
通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失，再加入足量NaOH溶液，又变浑浊
澄清石灰水
8.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除能与HF反应外，还能与其他强酸反应
B．盛放Na2CO3溶液的试剂瓶能用玻璃塞
C．硅胶吸水后可重复再生
D．图中所示转化反应都是氧化还原反应
9.二氧化碳的过量排放可对海洋生物的生存环境造成很大影响，其原理如图所示。下列叙述错误的是（ ）

A．海水酸化能引起HCO浓度增大、CO浓度减小
B．海水酸化能促进CaCO3的溶解，导致珊瑚礁减少
C．CO2能引起海水酸化，其原理为HCOH＋＋CO
D．使用太阳能、氢能等新能源可改善珊瑚的生存环境
10.现今手机等电子产品产业蓬勃发展，推动了高纯硅的生产与应用。工业上用“西门子法”。以硅石(SiO2) 为原料制备冶金级高纯硅的工艺流程如下图所示。下列说法不正确的是（ ）

已知：SiHCl3室温下为易挥发、易水解的无色液体。
A. “还原”过程需要在高温条件下，该反应的主要还原产物为Si
B. 为最大程度节约成本，上述 生产工艺中能循环使用的物质只有H2
C. 为防止SiHCl3水解而损失、氢气爆炸，“氧化”、“分离”与“热解”的过程均需要在无水、无氧的条件下进行
D. “氧化”过程反应的化学方程式为Si+3HC1SiHCl3+H2
11.从石英砂制取并获得高纯硅的主要化学反应如下：
①SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑
②Si(粗)＋2Cl2SiCl4
③SiCl4＋2H2Si(纯)＋4HCl
关于上述反应的分析不正确的是(　　)
A．①、③是置换反应，②是化合反应
B．任一反应中，每消耗或生成28 g硅，均转移4 mol电子
C．高温下，焦炭与氢气的还原性均强于硅
D．高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合可得高纯硅
12.已知X是一种晶体，在一定条件下可发生如图所示的变化。下列叙述正确的是

①X可能是铝或硅 ②X可能是原子晶体或金属晶体
③W一定是两性物质 ④W晶体的熔点很高
A．①②③ B．①②④ C．只有③ D．③④
13. 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)。
14. 硅及其化合物广泛应用于太阳能的利用、光导纤维及硅橡胶的制备等．
纯净的硅是从自然界中的石英矿石（主要成分为SiO2）中提取．高温下制取纯硅有如下反应（方法Ⅰ）：
①SiO2（s）+2C（s）⇌Si（s）+2CO（g）
②Si（s）+2Cl2（g）⇌SiCl4（g）
③SiCl4（g）+2H2（g）→Si（s）+4HCl（g）
完成下列填空：
（1）硅原子核外有______ 种不同能级的电子，最外层p电子有______种自旋方向；SiO2晶体中每个硅原子与______个氧原子直接相连。
（2）单质的还原性：碳______硅（填写“同于”、“强于”或“弱于”）．从平衡的视角而言，反应①能进行的原因是______。
（3）反应②生成的化合物分子空间构型为；该分子为______分子（填写“极性”或“非极性”）。
（4）某温度下，反应②在容积为V升的密闭容器中进行，达到平衡时Cl2的浓度为a mol/L．然后迅速缩小容器容积到0.5V升，t秒后重新达到平衡，Cl2的浓度为b mol/L．则：a______b（填写“大于”、“等于”或“小于”）。
（5）在t秒内，反应②中反应速率v（SiCl4）=______（用含a、b的代数式表示）。
（6）工业上还可以通过如下反应制取纯硅（方法Ⅱ）：
④Si（粗）+3HCl（g） SiHCl3（l）+H2（g）+Q（Q＞0）
⑤SiHCl3（g）+H2（g）Si（纯）+3HCl（g）
提高反应⑤中Si（纯）的产率，可采取的措施有：______、______。

参考答案
1.A【解析】碳达峰是指我国承诺2030年前，二氧化碳的排放不再增长，达到峰值之后逐步降低；碳中和是指通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”，故选A。
2.D【解析】HCl与CaCO3反应可生成CO2，A正确；CO2的密度比空气大，故从长管进气收集CO2，B正确；CaCO3为难溶物，通过过滤法除去，C正确；CaCl2·6H2O在蒸发时易失去结晶水，D错误。
3.B【解析】N元素的非金属强于Si，则氮化硅中N元素显－3价，A正确；该反应中Si和O元素未变价，则SiO2既不是氧化剂又不是还原剂，B错误；该反应中氧化产物是CO，还原产物是Si3N4，其物质的量之比为6:1，则其质量之比为(6×28):140=6:5，C正确；该反应中，C元素由0价变为+2价，则生成0.5 mol CO时，转移电子数目为NA，D正确。
4.B【解析】碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，因此除去Na2CO3固体中少量NaHCO3可用热分解的方法，B正确；过氧化尿素使品红溶液褪色是利用它的强氧化性，而二氧化硫使品红溶液褪色是利用它与品红化合生成不稳定的无色物质，原理不相同，C错误；由碳氧原子个数比可知，二氧化碳与氢气合成甲醇的原子利用率不是100%，D错误。
5.D【解析】反应②是在高温下进行的，CO2为气体，逸出可使平衡正向移动，促使反应继续进行，B错误；石英玻璃不属于硅酸盐材料，C错误。
6.A【解析】沙子的主要成分是SiO2，黏土的主要成分是硅酸盐，A错误；“燃薪举火”烧制黏土，发生一系列复杂的物理化学变化，制得砖、瓦等硅酸盐产品，B正确；据“浇水转釉（主要为青色），与造砖同法”可知，烧制后浇水冷却成青瓦，C正确；黏土是制造砖瓦、陶瓷的主要原料，在烧制过程中发生复杂的物理化学变化，D正确。
7.B【解析】由于相同温度下Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度，因而会析出NaHCO3晶体，A正确；H2SiO3与CO2不反应，浑浊不会消失，B错误；CO2＋Ca(ClO)2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO，溶液变浑浊后加入品红溶液，被HClO氧化褪色，C正确；CO2少量与石灰水反应生成CaCO3，CO2过量时生成Ca(HCO3)2，加入NaOH，Ca(HCO3)2又转变为CaCO3，D正确。
8.C【解析】SiO2是酸性氧化物，与HF溶液反应是其特殊性质，A错误；Na2CO3水溶液显碱性，保存时不能用带玻璃塞的试剂瓶，B错误；在图示转化关系中，只有第一行为氧化还原反应，其余的均为非氧化还原反应，D错误。
9.C【解析】根据图示可知CO2的过量排放，能导致海水中CO2＋H2OH2CO3H＋＋HCO平衡右移；H＋又能与珊瑚礁溶解生成的CO结合生成HCO，促使CaCO3Ca2＋＋CO平衡右移，从而使珊瑚礁减少。结合上述分析可知海水酸化，海水中H＋和HCO的浓度均增大，使海水中CO的浓度减小，A正确；H＋可结合珊瑚礁溶解产生的CO，故能促进CaCO3的溶解，使珊瑚礁减少，B正确；CO2引起海水酸化的原理为CO2＋H2OH2CO3
H＋＋HCO，C错误；使用太阳能、氢能等新能源，能有效减少CO2的排放，利于改善珊瑚的生存环境，D正确。
10.B【解析】二氧化硅和金属镁在高温下反应生成氧化镁和硅，加入稀硫酸除去氧化镁，过滤得到硅，通入氯化氢在200～300℃下反应生成SiHCl3，与最后与氢气反应生成Si。二氧化硅和金属镁在高温下反应生成氧化镁和硅，还原产物为硅，镁和硅反应可生成Mg2Si，A正确；流程中H2、HCl 既是反应物也是生成物，则可循环使用，B错误；“氧化”、“分离”与“热解”的过程均需要在无水、无氧的条件下进行，可防止SiHCl3水解而损失、氢气爆炸，C正确；由流程可知，通入氯化氢在200～300℃下反应生成SiHCl3，反应的化学方程式为Si+3HClSiHCl3+H2，D正确。
11.D【解析】A、在这三个反应中，①、③是置换反应，②是化合反应，所以A正确；B、这三个反应都是氧化还原反应，其中硅的化合价都变化了4价，所以每消耗或生成28 g硅即1mol，都转移4 mol电子，故B正确；C、在氧化还原反应中，还原剂的还原性强于还原产物的还原性，在反应①中，C是还原剂，Si是还原产物，在反应③中，H2是还原剂，Si是还原产物，所以在高温下，焦炭与氢气的还原性均强于硅，则C正确；D、这些反应并不是混合在一起同时进行的，所以高温下把石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合是得不到高纯硅的，故D错误。
12. B【解析】①如果X是铝或硅，X与强碱(如氢氧化钠)溶液反应生成偏铝酸钠或硅酸钠和氢气；偏铝酸钠或硅酸钠溶液中通入二氧化碳反应生成氢氧化铝或硅酸胶状沉淀，氢氧化铝和硅酸煅烧生成氧化铝和二氧化硅，二氧化硅在高温下与碳发生氧化还原反应生成硅；电解熔融的氧化铝生成铝，故①正确；②根据①的分析，X可能是硅，硅是原子晶体，X可能是铝，铝是金属晶体，故②正确；③根据上述分析，W可能是二氧化硅或氧化铝，二氧化硅属于酸性氧化物，不是两性物质，故③错误；④无论W是二氧化硅还是氧化铝，晶体的熔点都很高，故④正确。
13.(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。
14. （1）5；1；4（2）弱于；因为生成物CO为气态，降低CO的浓度，可使平衡正向移动（3）非极性（4）小于（5） mol/（L•s）（6） 降低压强 升高温度（或及时分离出HCl等）
【解析】（1）硅原子电子排布式：1s22s22p63s23p2，核外有5种不同能级的电子，当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先占据不同轨道，而且自旋方向相同，最外层的p电子有1种自旋方向；SiO2晶体中每个硅原子与4个氧原子形成4个Si−O共价键；故答案为：5；1；4；
（2）非金属性越强单质的氧化性越强，碳的还原性弱于硅；减少生成物CO的浓度，平衡正向移动；故答案为：弱于；因为生成物CO为气态，降低CO的浓度，可使平衡正向移动；
（3）四氯化硅是正四面体结构，SiCl4分子结构对称结构，属于非极性分子；故答案为：正四面体型；非极性；
（4）体积减小，压强增大，平衡正向移动，氯气的物质的量减小，但体积减小更大，浓度增大；故答案为：小于；
（5）氯气的反应速率，；
（6）该反应正向为气体体积增大的反应，降低压强可使平衡正向移动；该反应为吸热反应，升高温度可使反应正向移动；及时分离出HCl，使生成物浓度降低，可使平衡正向移动，故答案为：降低压强；升高温度(或及时分离出HCl等)。