高考化学一轮复习苏教版碳、硅单质及其化合物名师精编课件(68张)

用途 割刀具， 石墨 用于 材料、硅芯片和硅太 制造电极、铅笔芯 阳能电池
2.化学性质 (1)碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性
2C+O2===2CO 3C+2Fe2O3===3CO2↑+4Fe 2C+SiO2===Si+2CO
C+2H2SO4（浓）=CO2↑+2SO2↑+2H2O
C+4HNO3（浓）=CO2↑+4NO2↑+2H2O
解析：(1)根据方法一的生产流程，可得反应式： SiO2 高温 Si(粗硅)＋2CO↑，所得的粗硅中含有大量的其 ＋2C===== 他杂质(如 C、 SiO2 等)， 没有实际应用价值， 将粗硅用 HCl、 Cl2 处理转化为沸点低的 SiHCl3，化学方程式为 Si＋Cl2＋ 高温 SiHCl3， HCl===== 低沸点的 SiHCl3 通过蒸馏极易分离提纯， 然后将纯的 SiHCl3 在高温下用 H2 还原即可得到纯度高的 高温 Si＋3HCl，再进行气相沉积即可 Si 蒸气：SiHCl3＋H2===== 制得高纯度的硅，从而得到单晶硅。(2)Mg2Si 与盐酸作用
制 得 SiH4 ， 根 据 原 子 守 恒 可 知 另 一 种 生 成 物 为 MgCl2， 其化学方程式为 Mg2Si＋4HCl=====2MgCl2 ＋SiH4↑，再将 SiH4 进行热分解即可得到高纯硅和 △ Si＋2H2。 H2，其化学方程式为 SiH4=====
③非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但 Si 能与氢 氟酸(HF)反应：
Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑
。
④非金属单质大多为绝缘体，但 Si 为
半导体 。
3．硅的工业制法及提纯 (1)制取粗硅 工业上，用焦炭在电炉中还原 SiO2 得到含有少量 杂质的粗硅：SiO2＋2C Si＋2CO↑。 (2)粗硅提纯 ①Si＋2Cl2 SiCl4，SiCl4＋2H2 Si＋4HCl。 250 ～300 ②Si＋3HClCu ===== 粉或 Ag℃ 粉SiHCl3＋H2， ～1 200 ℃Si＋3HCl。 SiHCl3＋H21 100 =====
3．获取知识和信息是现代人不可缺少的素质，信息产业的飞 速发展离不开材料科学的推动，信息产业的核心材料是高纯度单 C 晶硅。下面是高纯度单晶硅的生产方法之一(方法一)：SiO2――→ 、Cl2SiHCl3(沸点 31.5 ℃)――→ H2 Si气相沉积法 Si(粗硅)HCl ――→ ――→ 高纯硅 ――→单晶硅。 近代用得较多的另一种方法(方法二)： 用金属硅化物(Mg2Si)
(3)注意问题 ①用焦炭还原 SiO2，产物是 CO 而 不是 CO2。 ②粗硅中含碳等杂质， 与 Cl2 反应生 成的 SiCl4 中也含 CCl4 等杂质，经过分 馏提纯 SiCl4 后，再用 H2 还原，得到高 纯度硅。
Байду номын сангаас
对点练习
1． 判断下列说法的正误 (正确的打“√”， 错误的打“×”)。 (1)元素 C 的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体 (
与盐酸作用制得硅烷(SiH4)；再热分解硅烷可得高纯硅。
(1)从方法一生产单晶硅的过程看，由碳还原得到的硅 还要进一步处理的原因是__________________________。 (2)写出方法二中生产高纯硅的两个化学方程式为： ①____________________________________________ ____________________________； ②____________________________________________ ____________________________。
√
丙，若甲为
)
(5)硬度：晶体硅<金刚石( √ (6)石英砂可用于生产单晶硅(
)
√
)
√
(7)单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料( (8)硅在自然界中只以化合态的形式存在(
√
)
)
×
(9)硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应(
)
2．常温下，下列不发生反应的一组物质是( ①硅与 NaOH 溶液 ④二氧化硅与碳酸钠 A．①② B．③④ ②硅与盐酸
D
)
③硅与氢氟酸
⑤二氧化硅与 NaOH 溶液 C．②⑤ D．②④
解析：①中发生反应 Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3 ＋2H2↑；Si 不与除氢氟酸外的其他酸反应，②不反应， ③反应；④中 SiO2 与 Na2CO3 反应需要高温，常温下不 反应；⑤中发生反应 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。
第四章 非金属及其化合物
第一节 碳、硅单质及其化合物
（本节共设计一个学案）
高考导航
1.了解碳、硅单质及其化合物的主要性质及应用。 2.了解碳、硅及其化合物对环境质量的影响。 3.了解常见无机非金属材料的性质和用途。
一、稳定性——碳、硅单质 的共性
1．单质结构、物理性质和用途
碳 元素的存在 形式
游离态和化合态
硅
化合态
晶体硅： 与金 刚石类似的空 间网状结构
单质的结构
金刚石：空间网状 结 构；石墨：层状结构
物理 性质
金刚石： 熔点 高 、 硬 度 大 ；石墨：硬度
晶体硅为灰黑色固 体，有金属光泽、熔 点 高 、硬度大 ，有 脆性
小 、 电的 良导 体
金刚石 用 于 制 造 切 晶体硅用作半导体
×
) ) )
Cl2 SiCl4――→ H2 Si( √ (2)物质间转化均能一步实现：粗硅――→ 高温 高温 (3)晶体硅熔点高、 硬度大， 所以可用于制作半导体材料 (
×
(4)甲、乙、丙、丁四种物质中，甲、乙、丙均含有相同的某 丁 乙 种元素，它们之间具有如下转化关系：甲――→ 焦炭，则丁可能是 O2(
Si+O2===SiO2
Si+2Cl2===SiCl4
Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑
(2)硅单质的特殊性 ①Si 的 还原性 大于 C，但 C 却能在高温下还原出 Si： 高温 Si＋2CO↑。 SiO2＋2C===== ②非金属单质与碱液反应一般无 H2 放出，但 Si 与碱液 反应却放出 H2：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。