[高考]新课标高考一轮复习-硅及其化合物
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高三化学一轮复习【硅 无机非金属材料】
高温
====
Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+SiO2
高温
====
CaSiO3+CO2↑
(3)特殊功能的含硅物质。 ①碳化硅具有金刚石结构,可用作磨料。 ②含硅元素4%的硅钢具有导磁性。 ③硅橡胶具有既耐高温又耐低温的性质。 (4)新型无机非金属材料。 如高温陶瓷、压电陶瓷、生物陶瓷、光导纤维等。
A.氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料,其化学式为 Si3N4 B.碳化硅(SiC)的硬度大,熔点高,可用于制作高温结构 陶瓷和轴承 C.光导纤维是一种新型无机非金属材料,其主要成分为 SiO2 D.二氧化硅为立体网状结构,其晶体中硅原子和硅氧单 键个数之比为1∶2
【解析】选D。A项,在氮化硅中氮元素为-3价,硅元素 为+4价,则化学式为Si3N4,正确;D项,在SiO2晶体中,一 个硅原子与周围4个氧原子形成4个硅氧单键,错误。
2.晶体硅是信息科学和能源科学中的一种重要材料,可 用于制芯片和太阳能电池等。以下是工业上制取纯硅 的一种方法。
请回答下列问题: (1)在上述生产过程中,属于置换反应的有________(填 反应代号)。 (2)写出反应③的化学方程式_____________________ ____________________________________________。
【解析】选B。普通玻璃的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3 和SiO2。
2.在水玻璃中通入少量的CO2气体,充分反应后加热蒸 干,再高温充分灼烧,冷却后所得的固体物质为 ( )
A.Na2SiO3 B.Na2SiO3与Na2CO3 C.SiO2与Na2CO3 D.SiO2、Na2SiO3及Na2CO3
(5)SiO2是酸性氧化物,但不能与水反应生成硅酸。 ()
高考化学一轮复习 元素化合物 专题8 硅及其化合物
硅及其化合物【考向分析】硅及其化合物在高考的考点一是以新材料、新技术为背景考查C、Si及其重要化合物的性质及应用；二是以硅、硅酸的制备为载体，考查实验探究能力，Si和SiO2在现代科技中的用途常已成为高考选择题考查的热点。
【要点讲解】要点1. 硅和二氧化硅1．硅（1）自然界存在形式：硅在地壳中的含量仅次于氧，全部以化合态存在。
主要单质有：晶体硅和无定性硅两大类。
（2）物理性质：晶体硅为原子晶体，灰黑色、有金属光泽、硬度大而脆、熔沸点高。
导电性介于导体和绝缘体之间，是常用的半导体材料。
（3）化学性质：常温下化学性质不活泼，只能跟F2、HF和NaOH溶液反应，在高温条件下，单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。
（4）用途：太阳能电池、计算机芯片、半导体材料、制作特种钢及合金等。
（5）制备：自然界中无游离态的硅，工业上，用C在高温下还原SiO2可制得粗硅，有关反应的化学方程式： SiO2＋2C 高温Si(粗)＋2CO↑，Si(粗)＋2Cl2高温SiCl4，SiCl4＋2H2高温Si(纯)＋4HCl温馨提示：①硅主要用于半导体材料（如集成电路的芯片），另外还用于制作特种纲及合金。
②非金属单质一般为非导体（如硫），但Si却为半导体。
③C、Si同属IVA族，还原性是Si大于C，而C却能将Si从SiO2中还原出来（条件是高温），原因是产物CO气体迅速从反应体系中逸出。
④非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，而Si却能与HF发生反应。
2．二氧化硅（SiO2）（1）SiO2的空间结构：SiO2晶体是立体网状结构。
在SiO2晶体里，每个Si周围结合四个O，同时每个O与两个Si相结合，在SiO2晶体中原子个数比为1∶2，因此用“SiO2”这个式子表示二氧化硅晶体的组成。
SiO2直接由原子构成不存在单个SiO2分子。
（2）物理性质：熔点高，硬度大，不溶于水。
（3）化学性质：SiO2常温下化学性质很不活泼，不与水、酸反应（氢氟酸除外），能与强碱溶液、氢氟酸反应，高温条件下可以与碱性氧化物反应。
高考化学一轮复习：硅元素及其化合物知识点总结
高考化学一轮复习：硅元素及其化合物知识点总结1、硅在自然界的存在：地壳中含量仅次于氧，居第二位；无游离态，化合态主要存在形式是硅酸盐和二氧化硅。
2、硅单质：晶体硅是灰黑色有金属光泽，硬而脆的固体；导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。
（1）常温下：与氢氟酸和强碱溶液反应Si + 4HF == SiF4↑ + 2H2↑ Si + 2NaOH + H2O == Na2SiO3 + 2H2↑高温下：Si + O2SiO2Si + 2Cl2 SiCl4（2）硅的用途：①用于制造硅芯片、集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件；①制造太阳能；①制造合金等。
（3）工业生产硅：制粗硅：SiO2 + 2C Si + 2CO↑ 制纯硅：Si + 2Cl2 SiCl4SiCl4 + 2H2 Si + 4HCl3、二氧化硅（1）SiO2在自然界中有较纯的水晶、含有少量杂质的石英和普遍存在的沙。
自然界的二氧化硅又称硅石。
（2）SiO2物理性质：硬度大，熔点高，难溶于溶剂(水)的固体。
（3）SiO2化学性质：常温下，性质稳定，只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反应。
SiO2 + 4HF == SiF4↑ + 2H2O（雕刻玻璃的反应——实验室氢氟酸应保存在塑料瓶中）SiO2 + 2NaOH == Na2SiO3 + H2O（实验室装碱试剂瓶不能用玻璃塞的原因）SiO2 + 2C Si + 2CO↑ SiO2 + Na2CO3Na2SiO3 + CO2↑SiO2 + CaCO3CaSiO3 + CO2↑ SiO2 + CaO CaSiO3（4）SiO2的用途：制石英玻璃，是光导纤维的主要原料；制钟表部件；可制耐磨材料；用于玻璃的生产等。
4、硅酸钠（Na2SiO3）：易溶于水，水溶液俗称“水玻璃”，是建筑行业的黏合剂，也用于木材的防腐和防火。
（1）硅酸钠溶液呈碱性，通入CO2有白色胶状沉淀：Na2SiO3 + CO2 + H2O == Na2CO3 + H2SiO3↓（硅酸）SiO32− + CO2 + H2O == CO32− + H2SiO3↓（2）硅酸钠溶液中滴加稀盐酸产生白色沉淀：Na2SiO3 + 2HCl == 2NaCl + H2SiO3↓ SiO32− + 2H+ == H2SiO3↓5、硅酸（1）硅酸是难溶于水的弱酸，酸性比H2CO3弱（2）硅酸受热分解：H2SiO3H2O + SiO2（3）硅酸和氢氧化钠反应：H2SiO3 + 2NaOH == Na2SiO3 + 2H2O H2SiO3 + 2OH− == SiO32− + 2H2O6、硅酸盐产品（传统无机非金属材料）制玻璃的主要反应：Na2CO3 + SiO2Na2SiO3 + CO2↑ CaCO3 + SiO2CaSiO3 + CO2↑。
高三化学复习 硅及其化合物 无机非金属材料教案
高三化学复习硅及其化合物无机非金属材料教案【高考考点】1．硅和二氧化硅2．无机非金属材料3．硅的用途【知识要点】一．硅1．晶体硅的结构2．硅的存在和物理性质⑴存在：只以态存在，主要以和，在地壳中含量居第位。
⑵物理性质：晶体硅是一种色具有光泽，硬而脆的固体，熔沸点较高，能导电，是良好的材料。
3．化学性质：⑴与单质（O2、F2）反应⑵与酸（HF）反应⑶与强碱（如NaOH）溶液反应4．用途制造、、、5．工业制法二．二氧化硅1．晶体结构2．物理性质3．化学性质4．用途制造，，，，等。
三．硅酸硅的常见含氧酸有原硅酸、硅酸。
原硅酸是一种色溶于水的胶状物，易失水变为白色粉末状的硅酸（溶于水），硅酸在一定条件下继续失水可转变成。
硅酸是一种酸，酸性比碳酸还要。
实验室制取硅酸常用Na2SiO3（aq）与稀HCl （aq）或向Na2SiO3（aq）中通入CO2（g）（首先生成原硅酸）。
写出上述有关反应的化学方程式。
、四．硅酸盐硅酸钠 Na2SiO3（Na2O·SiO2）高岭石 Al2(Si2O5)(OH)4（Al2O3·2SiO2·2H2O）常见可溶性硅酸盐是硅酸钠，其水溶液俗名，是一种无色粘稠液体，是一种矿物胶，用作黏合剂，还可用作。
五．无机非金属材料1．传统无机非金属材料——硅酸盐材料硅酸盐工业是以为原料，经制成的。
如制造、、等产品的工业。
水泥、玻璃和陶瓷生产的有关比较2．新型无机非金属材料⑴新型无机非金属材料的特性主要有：①。
②具有特性③具有特性④具有⑵重要的新型无机非金属材料——高温结构陶瓷和光导纤维①高温结构陶瓷——、、②光导纤维【高考试题】1．下列物质的晶体中，不存在分子的是A．二氧化硅 B．二硫化碳 C．二氧化硫 D．二氧化碳2．下列物质属于原子晶体的化合物是A．金刚石 B．晶体硅 C．二氧化硅 D．干冰3．光纤是一种很好的通讯材料，制造光导纤维的主要原料是A．CaCO3 B．CaO C．SiO2 D．Na2CO34．固体熔化时必须破坏非极性共价键的是A．冰 B．晶体硅 C．溴 D．二氧化硅5．X是核外电子数最少的元素，Y是地壳中含量最丰富的元素，Z在地壳中的含量仅次于Y，W可以形成自然界最硬的原子晶体。
[高考]新课标高考一轮复习-硅及其化合物
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高温
Na+KCl===NaCl+K↑
高温
4、硅酸及硅酸盐：
(1)硅酸： 硅酸、原硅酸都不溶于水，属于弱酸，其 酸性比碳酸弱： Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+H2SiO3↓ (2)硅酸盐：
①多数不溶于水(Na2SiO3易溶)
②金属氧化物形式： Al2(Si2O5)(OH)4
KAlSi3Ox
二､ 一氧化碳 1.CO是无色无味的有毒气体,不溶于水,可用做气体燃料和冶 金工业的还原剂｡
燃烧的化学方程式为2CO O 2 点燃 2CO 2｡ 还原CuO的化学方程式为CuO CO Cu CO 2｡
2.CO2和SiO2 CO2和SiO2都属于酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性｡
(1)与碱反应
___________________｡
(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下(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 ______________________________________｡
浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化
②反应一段时间后,装置D中观察到的现象是 有固体物质生成 _______________________________________________ _,装置D不能采用普通玻璃管的原因是 ______________________________________________, 装置D中发生反应的化学方程式为 SiHCl 3 H2 1 000 ~ 1 100℃? Si 3HCl _______________________________________________ _｡
D.碳和硅两种元素都有能导电的单质 答案:C
Na+KCl===NaCl+K↑
高温
4、硅酸及硅酸盐：
(1)硅酸： 硅酸、原硅酸都不溶于水，属于弱酸，其 酸性比碳酸弱： Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+H2SiO3↓ (2)硅酸盐：
①多数不溶于水(Na2SiO3易溶)
②金属氧化物形式： Al2(Si2O5)(OH)4
KAlSi3Ox
二､ 一氧化碳 1.CO是无色无味的有毒气体,不溶于水,可用做气体燃料和冶 金工业的还原剂｡
燃烧的化学方程式为2CO O 2 点燃 2CO 2｡ 还原CuO的化学方程式为CuO CO Cu CO 2｡
2.CO2和SiO2 CO2和SiO2都属于酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性｡
(1)与碱反应
___________________｡
(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下(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 ______________________________________｡
浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化
②反应一段时间后,装置D中观察到的现象是 有固体物质生成 _______________________________________________ _,装置D不能采用普通玻璃管的原因是 ______________________________________________, 装置D中发生反应的化学方程式为 SiHCl 3 H2 1 000 ~ 1 100℃? Si 3HCl _______________________________________________ _｡
D.碳和硅两种元素都有能导电的单质 答案:C
2022届高考化学一轮复习基础达标训练 硅及其化合物(一)
绝密★启用前2022届高考化学一轮复习基础达标训练 硅及其化合物（一）【原卷】 一、单选题1.新中国成立70 年来，我国在载人飞船、北斗卫星、高铁、5G 技术等领域取得了举世瞩目的成就。
它们均与化学有着密切联系。
下列说法正确的是( )A ．国庆阅兵中出现的直-20直升机使用了大量的新型材料，其中锂铝合金属于金属材料B ． “神州十一号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷是新型无机非金属材料，其主要成分是硅酸盐C ．截止2019 年11 月我国光缆线路总长超过三千万公里，光纤的主要成分是碳化硅D ．我国2020 年发射的首颗火星探测器，其太阳能电池帆板的材料是二氧化硅2.下列有关硅及其化合物性质和用途的说法正确的是( )A ．单晶硅是电子工业中重要的半导体材料，也能用于制作太阳能电池B ．二氧化硅制成的玻璃纤维，因导电能力强而用于制造通讯光缆C ．因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应生成二氧化碳，故硅酸的酸性比碳酸强D ．二氧化硅不溶于水，所以硅酸不是二氧化硅对应的水化物 3.有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，下列说法正确的是( ) A. 晶体硅具有半导体性质，可用于生产光导纤维B. 玻璃中含有的2SiO 可与NaOH 溶液反应，故常用NaOH 溶液雕刻玻璃纹饰C. 陶瓷、水泥、石英玻璃都属于硅酸盐材料D. 硅酸盐2239Na Fe Si O 用氧化物的形式可表示为22Na O 2EeO 3SiO ⋅⋅4.硅及其化合物在新基建所涉及的领域中有着极其广泛的应用。
下列有关硅及其化合物的说法中，正确的是( )A.2SiO 熔点高、硬度大，易与NaOH 溶液反应，所以不能用玻瑙瓶盛放NaOH 溶液B.向23Na SiO 溶液中滴加稀盐酸能产生沉淀，其离子方程式为2323Na SiO 2H H SiO 2Na +++↓+C.工业生产高纯度硅通过以下流程实现：2H HCl(aq)24SiO SiCl Si →→高温D.高纯硅可用于制作光感电池，实现能量的转化5.2SiO 是一种化工原料，可以制备一系列物质。
高三一轮复习导学案15硅及其化合物
4、普通水泥的制造原料为_______________________；普通水泥的主要成分为____________________________________。水泥的优良特性是_______________。
5、随着现代科学技术的发展，一些具有特殊结构、特殊功能的新型无机非金属材料如__________________、_____________、_____________等被相继研制出来。
【重难点突破措施】
【教学流程】
【二次备课】
【板书设计】
【课堂针对训练】A确的是（）
A、二氧化硅是由二氧化硅分子组成的，它的熔点高，硬度大
B、二氧化硅用于制造晶体管、集成电路
C、二氧化硅可用于制造石英钟的压电材料和光导纤维
D、二氧化硅是硅酸的酸酐，它不溶于任何酸
2、硅酸盐材料是传统的无机非金属材料，其制品性质_____，熔点_____，大都____溶于水。
3、生产玻璃的主要原料为_____________________，发生的主要的化学反应有：____________________________，___________________________。普通玻璃的主要成分为_________________________________。盛放NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止发生____________________反应（用化学方程式表示），而使瓶塞与瓶口粘在一起。
向硅酸钠的水溶液中通入足量CO2离子方程式_______________________________。
【思考】①Na2SiO3+CO2+2H2O=H4SiO4↓+ Na2CO3与
②Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑这两个反应矛盾吗？
5、随着现代科学技术的发展，一些具有特殊结构、特殊功能的新型无机非金属材料如__________________、_____________、_____________等被相继研制出来。
【重难点突破措施】
【教学流程】
【二次备课】
【板书设计】
【课堂针对训练】A确的是（）
A、二氧化硅是由二氧化硅分子组成的，它的熔点高，硬度大
B、二氧化硅用于制造晶体管、集成电路
C、二氧化硅可用于制造石英钟的压电材料和光导纤维
D、二氧化硅是硅酸的酸酐，它不溶于任何酸
2、硅酸盐材料是传统的无机非金属材料，其制品性质_____，熔点_____，大都____溶于水。
3、生产玻璃的主要原料为_____________________，发生的主要的化学反应有：____________________________，___________________________。普通玻璃的主要成分为_________________________________。盛放NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止发生____________________反应（用化学方程式表示），而使瓶塞与瓶口粘在一起。
向硅酸钠的水溶液中通入足量CO2离子方程式_______________________________。
【思考】①Na2SiO3+CO2+2H2O=H4SiO4↓+ Na2CO3与
②Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑这两个反应矛盾吗？
2025届高考化学一轮总复习课时跟踪练10硅及其重要化合物
课时跟踪练10一、选择题1．(2024·梅州一中月考)硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤。
在无机非金属材料中，硅始终扮演着主角。
下面几种物质中含有硅单质的是( )A.玛瑙B.光导纤维C.太阳能电池板D.水晶解析：玛瑙、光导纤维、水晶的主要成分是SiO 2，而太阳能电池板的主要原料是晶体Si ，故答案为C 。
答案：C2．(2024·东莞中学松山湖学校月考)下列说法正确的是( )A ．汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器，其主要原料为黏土B ．SiO 2具有导电性，可用于制作光导纤维和光电池C ．12 g 金刚石中含有化学键的数目为4N AD ．SiO 2熔点高硬度大，可用于制光导纤维解析：工业上以黏土为原料烧制瓷器，A 项正确；二氧化硅对光具有良好的全反射作用，故用于制作光导纤维，而Si 为半导体材料，可作光电材料，B 项错误；在金刚石中，1个C原子参加形成4个C —C ，则平均每个C 原子形成4×12＝2(个)C —C ，n (金刚石)＝12 g 12 g· mol－1＝1 mol ，所以12 g 金刚石中含有2N A 个化学键，C 项错误；SiO 2作光导纤维是由于SiO 2具有光学性质，与熔点和硬度无关，D 项错误。
答案：A3．(2024·东莞东华试验中学月考)月球的矿产资源极为丰富，仅月球表层5 cm 厚的沙土就含铁单质有上亿吨，月球上的主要矿物有辉石(CaMgSi 2O 6)、钾长石(KAlSi 3O 8)和橄榄石(MgFeSiO 4)等，下列说法或分析不正确的是( )A ．辉石、钾长石及橄榄石均属于硅酸盐矿B ．钾长石的氧化物形式可表示为K 2O·Al 2O 3·6SiO 2C ．橄榄石中铁为＋2价D ．月球上有游离态铁是因为月球上铁的活动性比地球上铁的活动性弱解析：辉石(CaMgSi 2O 6)、钾长石(KAlSi 3O 8)和橄榄石(MgFeSiO 4)的成分均属于硅酸盐类，均属于硅酸盐矿，故A 项正确；硅酸盐的氧化物表示方法：先写活泼金属氧化物，然后是不活泼的金属氧化物，再是非金属氧化物二氧化硅，最终是水，所以钾长石的氧化物形式可表示为K 2O·Al 2O 3·6SiO 2，故B 项正确；化合物中化合价代数和为0，镁元素化合价是＋2价，硅元素化合价是＋4价，氧元素化合价是－2价，所以橄榄石中铁元素化合价是＋2价，故C 项正确；金属铁的活动性是金属本身的性质，这与金属是在月球上还是在地球上无关，只是月球上没有氧气，金属铁不会被氧气氧化，所以在月球上存在游离态铁，故D 项错误。
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1
一、硅(共5个要点) 1、存在和状态： (1)只有化合态，无游离态；在地壳中含量居第二位。
(2)两种同素异形体：晶体硅和无定形硅。
2、物理性质：
硅晶体的结构
灰黑色，有金属光泽、硬而脆的固体，熔沸点较高。
3、化学性质：
不活泼
(1)常温下： ①Si+2F2=SiF4 ②Si+4HF=SiF4+2H2↑
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【例1】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 3 0 0 ℃ SiHCl3+H2;③SiHCl3与过 量H2在1 000~1 100 ℃反应制得纯硅｡ 已知SiHCl3能与H2O剧烈反应,在空气中易自燃｡
刺 激 性 气 味 的 气 体
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32
二､ 一氧化碳 1.CO是无色无味的有毒气体,不溶于水,可用做气体燃料和冶 金工业的还原剂｡
燃 烧 的 化 学 方 程 式 为 2 C O O 2点 燃 2 C O 2 ｡ 还 原 C u O 的 化 学 方 程 式 为 C u O C OC uC O 2 ｡
(2)单质的物理性质
晶体硅与金刚石结构类似,二者熔点高,硬度大,石墨是层状结
构晶体,熔点高,硬度较小,是电的良导体,有腻感｡
(3)单质主要用途
金刚石可用于切割刀具､装饰品等;石墨可做电极､润滑剂､铅
笔芯等;硅可用做半导体材料和合h金材料｡
16
2.化学性质 碳､硅在参与化学反应时,一般表现还原性｡
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装置D中发生反应的化学方程式为 __S _iH __C _l_3 _ _H _2 _1 __0 0 _0 __~ _1 _1 _0 _0 _℃ __? S _i_ _3 _H _C __l_________________
_｡
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24
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__排__尽_装_置__中_的_空｡ 气 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, 取上层清液后再加入的试剂(填写字母代号)是___b_d__｡ a.碘水 b.氯水 c.NaOH溶液 d.KSCN溶液 e.Na2SO3溶液
___________________｡
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(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下(热源及夹持 装置略去):
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22
①装置B中的试剂是,装置C中的烧瓶需要加热,其目
的是 ____浓_硫__酸__使__滴_入__烧_瓶__中_的__S_iH_C__l3_汽_化____________｡
的反应温度很高,不能使
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26
用普通玻璃管｡因为SiHCl3容易在空气中自燃,实验中还要注 意先通一段时间H2排尽装置中的空气｡
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27
【方法归纳】 读懂信息､找突破口是解题的关键｡
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28
类比迁移 lei bi qian yi
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29
1.(2008·广东)硅单质及其化合物应用范围很广｡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:
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30
①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式 ___S _iH _C __l3 _ __H _2 _1 _3 _5 _7 _K __S _i_ _3 _H _C __l___________________-｡
②整个制备过程必须严格控制无水无氧｡SiHCl3遇水剧烈反 应生成H2SiO3､HCl和另一种物质,写出配平的化学反应方程 式__S _i _H _C _l _3 _ _3 _H _2 _O __ _ __H _2 _S _i O __3 _ _ _3 _H _C __l __H _2 _ _________;
2.CO2和SiO2 CO2和SiO2都属于酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性｡ (1)与碱反应
与NaOH溶液反应的化学方程式分别为:
CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O,
SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O｡
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33
(2)与盐反应 与Na2CO3反应的化学方程式分别为: SiO2+Na2CO3 高 温 Na2SiO3+CO2↑, Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3｡
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13
(2)最后的沉淀物是____________,生成该沉淀的离子方程式 是__________________________｡ (3)实验室中常用瓷坩埚､氧化铝坩埚和铁坩埚,本实验在熔融 高岭土时应选用的坩埚是____________｡
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14
6.A､B､C､D､E代表单质或化合物,它们之间的相互转换关系 如图所示,A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质,其 晶体结构与金刚石相似｡
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解析:(1)高温下用C还原SiO2生成CO而不是CO2｡(2)分离､提 纯不同沸点的液体可以采用分馏或蒸馏的方法｡(3)用Zn､稀 H2SO4制得的H2中混有少量H2O,而SiHCl3能与H2O剧烈反应, 所以要进行干燥,根据装置应选择液态干燥剂浓硫酸｡C装置 用为水S 浴iH 加C 热l3 S iH HC2 1 l30 使0 0 其~ 挥1 发1 0 成0 ℃ 气? S 体i ,3 和H HC 2l 进入D装置反应｡因
(3)C的化学式为_N_a_2_S_i_O_3,Dh的化学式为_C__a_S_iO__3_｡ 15
重点突破
一､ 碳､硅 元素的存在､单质的物理性质及用途 (1)存在形式 碳元素既有游离态,又有化合态,而硅元素仅有化合态｡碳单质 主要有金刚石､石墨等同素异形体,硅单质主要有晶体硅和无 定形硅两大类｡
(3)与碱性氧化物反应 式分别为: CO2+Na2O===Na2CO3,SiO2+Na2O===Na2SiO3｡
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34
【例2】以下一些氧化物和单质之间可发生如下图所示的反 应:
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35
其中,氧化物(Ⅰ)是红棕色固体,氧化物(Ⅱ)(Ⅲ)(Ⅳ)在反应条件
下都是气体｡ (1)氧化物(Ⅰ)的化学式是___F_e_2_O_3___｡
③Si+2KOH+H2O=K2SiO3+2H2↑
注温：下其都它 不氧 与化 硅剂 起，反如应C。l2、h O2、H2SO4、HNO3等常 2
(2)加热时：与某些非金属反应
Si+O2==SiO2
高温
Si+2H2===SiH4
4、工业制粗硅： 粗硅提纯：
5、用途：
高温
SiO2+2C===Si+2CO↑
请填空: (1)形成单质A的原子结构示意图为____________,它的最高 化合价为___＋__４_价______｡ (2)B的化学式(分子式)为_____S_iO__2________,B和碳反应生 成A和E的化学方程式为__S _iO __2 _ __2 _C _高 ___温 _S __i_ _2 _C _｡O
将土样和纯碱混匀,加热熔融,冷却后用水浸取熔块,过滤,弃去 残渣,滤液用盐酸酸化,经过滤分别得到沉淀和溶液,溶液即为 净水剂｡ (1)写出熔融时高岭土的主要成分与纯碱反应的化学方程式 (Al2O3与纯碱的反应和SiO2与纯碱的反应相似) ______________________________________｡
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请回答下列问题｡ (1)第①步制备粗硅的化学方程式为 ___S _iO __2 __2C _高 __温 __Si_ _2 _C _O __ ___________________________｡ (2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点为33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸点为57.6 ℃)和HCl(沸点为-84.7 ℃), 提纯SiHCl3采用的方法为 __分__馏__(_或_蒸__馏__)___________________________________
H2还原SiHCl3过程中若混入O2,可能引起的后果是 ___高__温__下_H__2与__O__2反__应__发__生_爆__炸_______________｡
h
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(2)下列有关硅材料的说法正确的是__A_B_C__(填字母)｡ A.碳化硅化学性质稳定,可用于生产耐高温水泥 B.氮化硅硬度大､熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承 C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维 D.普通玻璃是由纯碱､石灰石和石英砂制成的,其熔点很高 E.盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
2、化学性质：
十分稳定
(1)酸性氧化物：但是不溶于水，也不与水反应。
(2)常温与氢氟酸、强碱反应
4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O
2NaOH+SiO2==Na2SO3+H2O
(所以，不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液，如NaOH、
KOH、Na2CO3、NaSiO3等溶液。)
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4
(3)高温时：
高温
SiO2+CaO===CaSiO3
(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃｡取少量硅酸钠溶液于试管中,逐
滴加入饱和氯化铵溶液,振荡｡写出实验现象并给予解释
________________________________｡
答 案 ： 3S iO 2 3 与 N H 4 发 生 水 解 相 互 促 进 反 应 ,S iO 2 32N H 4
H 2S iO 3 2N H 3 ,产 生 白 色 絮 状 沉 淀 ,同 时 产 生 有
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1
一、硅(共5个要点) 1、存在和状态： (1)只有化合态，无游离态；在地壳中含量居第二位。
(2)两种同素异形体：晶体硅和无定形硅。
2、物理性质：
硅晶体的结构
灰黑色，有金属光泽、硬而脆的固体，熔沸点较高。
3、化学性质：
不活泼
(1)常温下： ①Si+2F2=SiF4 ②Si+4HF=SiF4+2H2↑
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18
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【例1】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 3 0 0 ℃ SiHCl3+H2;③SiHCl3与过 量H2在1 000~1 100 ℃反应制得纯硅｡ 已知SiHCl3能与H2O剧烈反应,在空气中易自燃｡
刺 激 性 气 味 的 气 体
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二､ 一氧化碳 1.CO是无色无味的有毒气体,不溶于水,可用做气体燃料和冶 金工业的还原剂｡
燃 烧 的 化 学 方 程 式 为 2 C O O 2点 燃 2 C O 2 ｡ 还 原 C u O 的 化 学 方 程 式 为 C u O C OC uC O 2 ｡
(2)单质的物理性质
晶体硅与金刚石结构类似,二者熔点高,硬度大,石墨是层状结
构晶体,熔点高,硬度较小,是电的良导体,有腻感｡
(3)单质主要用途
金刚石可用于切割刀具､装饰品等;石墨可做电极､润滑剂､铅
笔芯等;硅可用做半导体材料和合h金材料｡
16
2.化学性质 碳､硅在参与化学反应时,一般表现还原性｡
h
装置D中发生反应的化学方程式为 __S _iH __C _l_3 _ _H _2 _1 __0 0 _0 __~ _1 _1 _0 _0 _℃ __? S _i_ _3 _H _C __l_________________
_｡
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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__排__尽_装_置__中_的_空｡ 气 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, 取上层清液后再加入的试剂(填写字母代号)是___b_d__｡ a.碘水 b.氯水 c.NaOH溶液 d.KSCN溶液 e.Na2SO3溶液
___________________｡
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(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下(热源及夹持 装置略去):
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①装置B中的试剂是,装置C中的烧瓶需要加热,其目
的是 ____浓_硫__酸__使__滴_入__烧_瓶__中_的__S_iH_C__l3_汽_化____________｡
的反应温度很高,不能使
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用普通玻璃管｡因为SiHCl3容易在空气中自燃,实验中还要注 意先通一段时间H2排尽装置中的空气｡
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【方法归纳】 读懂信息､找突破口是解题的关键｡
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类比迁移 lei bi qian yi
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29
1.(2008·广东)硅单质及其化合物应用范围很广｡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:
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①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式 ___S _iH _C __l3 _ __H _2 _1 _3 _5 _7 _K __S _i_ _3 _H _C __l___________________-｡
②整个制备过程必须严格控制无水无氧｡SiHCl3遇水剧烈反 应生成H2SiO3､HCl和另一种物质,写出配平的化学反应方程 式__S _i _H _C _l _3 _ _3 _H _2 _O __ _ __H _2 _S _i O __3 _ _ _3 _H _C __l __H _2 _ _________;
2.CO2和SiO2 CO2和SiO2都属于酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性｡ (1)与碱反应
与NaOH溶液反应的化学方程式分别为:
CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O,
SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O｡
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(2)与盐反应 与Na2CO3反应的化学方程式分别为: SiO2+Na2CO3 高 温 Na2SiO3+CO2↑, Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3｡
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13
(2)最后的沉淀物是____________,生成该沉淀的离子方程式 是__________________________｡ (3)实验室中常用瓷坩埚､氧化铝坩埚和铁坩埚,本实验在熔融 高岭土时应选用的坩埚是____________｡
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6.A､B､C､D､E代表单质或化合物,它们之间的相互转换关系 如图所示,A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质,其 晶体结构与金刚石相似｡
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解析:(1)高温下用C还原SiO2生成CO而不是CO2｡(2)分离､提 纯不同沸点的液体可以采用分馏或蒸馏的方法｡(3)用Zn､稀 H2SO4制得的H2中混有少量H2O,而SiHCl3能与H2O剧烈反应, 所以要进行干燥,根据装置应选择液态干燥剂浓硫酸｡C装置 用为水S 浴iH 加C 热l3 S iH HC2 1 l30 使0 0 其~ 挥1 发1 0 成0 ℃ 气? S 体i ,3 和H HC 2l 进入D装置反应｡因
(3)C的化学式为_N_a_2_S_i_O_3,Dh的化学式为_C__a_S_iO__3_｡ 15
重点突破
一､ 碳､硅 元素的存在､单质的物理性质及用途 (1)存在形式 碳元素既有游离态,又有化合态,而硅元素仅有化合态｡碳单质 主要有金刚石､石墨等同素异形体,硅单质主要有晶体硅和无 定形硅两大类｡
(3)与碱性氧化物反应 式分别为: CO2+Na2O===Na2CO3,SiO2+Na2O===Na2SiO3｡
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【例2】以下一些氧化物和单质之间可发生如下图所示的反 应:
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其中,氧化物(Ⅰ)是红棕色固体,氧化物(Ⅱ)(Ⅲ)(Ⅳ)在反应条件
下都是气体｡ (1)氧化物(Ⅰ)的化学式是___F_e_2_O_3___｡
③Si+2KOH+H2O=K2SiO3+2H2↑
注温：下其都它 不氧 与化 硅剂 起，反如应C。l2、h O2、H2SO4、HNO3等常 2
(2)加热时：与某些非金属反应
Si+O2==SiO2
高温
Si+2H2===SiH4
4、工业制粗硅： 粗硅提纯：
5、用途：
高温
SiO2+2C===Si+2CO↑
请填空: (1)形成单质A的原子结构示意图为____________,它的最高 化合价为___＋__４_价______｡ (2)B的化学式(分子式)为_____S_iO__2________,B和碳反应生 成A和E的化学方程式为__S _iO __2 _ __2 _C _高 ___温 _S __i_ _2 _C _｡O
将土样和纯碱混匀,加热熔融,冷却后用水浸取熔块,过滤,弃去 残渣,滤液用盐酸酸化,经过滤分别得到沉淀和溶液,溶液即为 净水剂｡ (1)写出熔融时高岭土的主要成分与纯碱反应的化学方程式 (Al2O3与纯碱的反应和SiO2与纯碱的反应相似) ______________________________________｡
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请回答下列问题｡ (1)第①步制备粗硅的化学方程式为 ___S _iO __2 __2C _高 __温 __Si_ _2 _C _O __ ___________________________｡ (2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点为33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸点为57.6 ℃)和HCl(沸点为-84.7 ℃), 提纯SiHCl3采用的方法为 __分__馏__(_或_蒸__馏__)___________________________________
H2还原SiHCl3过程中若混入O2,可能引起的后果是 ___高__温__下_H__2与__O__2反__应__发__生_爆__炸_______________｡
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(2)下列有关硅材料的说法正确的是__A_B_C__(填字母)｡ A.碳化硅化学性质稳定,可用于生产耐高温水泥 B.氮化硅硬度大､熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承 C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维 D.普通玻璃是由纯碱､石灰石和石英砂制成的,其熔点很高 E.盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
2、化学性质：
十分稳定
(1)酸性氧化物：但是不溶于水，也不与水反应。
(2)常温与氢氟酸、强碱反应
4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O
2NaOH+SiO2==Na2SO3+H2O
(所以，不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液，如NaOH、
KOH、Na2CO3、NaSiO3等溶液。)
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(3)高温时：
高温
SiO2+CaO===CaSiO3
(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃｡取少量硅酸钠溶液于试管中,逐
滴加入饱和氯化铵溶液,振荡｡写出实验现象并给予解释
________________________________｡
答 案 ： 3S iO 2 3 与 N H 4 发 生 水 解 相 互 促 进 反 应 ,S iO 2 32N H 4
H 2S iO 3 2N H 3 ,产 生 白 色 絮 状 沉 淀 ,同 时 产 生 有
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