硅的化学性质不活泼

考点13 硅和二氧化硅【考点定位】本考点考查硅和二氧化硅的性质与应用，明确二氧化硅是酸性氧化物，但能溶于HF酸的特殊性、硅的半导体性质及二氧化硅作光导纤维的应用。

【精确解读】1．硅的物理性质和化学性质：（1）物理性质：晶体硅是灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，它的结构类似金刚石，具有较高的沸点和熔点，硬度也很大，它的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料．（2）化学性质：化学性质不活泼①常温下，除与氟气、氢氟酸及强碱溶液反应外，与其他物质不反应Si+2F2═SiF4、Si+4HF═SiF4↑+2H2↑、Si+2NaOH+H2O═Na2SiO3+2H2↑；②在加热条件下，能与氧气、氯气等少数非金属单质化合Si+O2△SiO2、Si+2Cl2△4；（4）制备：在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅SiO2+2C 高温Si+2CO↑，将制得的粗硅，再与Cl2反应后，蒸馏出SiCl4，然后用H2还原SiCl4可得到纯硅．有关的反应为：Si+2Cl2△SiCl4，SiCl4+2H2高温Si+4HCl；2．硅的用途：高纯硅可作半导体材料，制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制造太阳能电池．硅的合金用途也很广，如含硅4%的钢具有良好的导磁性，可用来制造变压器的铁芯；含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性，可用来制造耐酸设备．3．二氧化硅的物理性质和化学性质：（1）物理性质：无色透明或白色粉末，原子晶体，熔沸点都很高，坚硬难熔，不溶于水，天然的二氧化硅俗称硅石，是构成岩石的成分之一．（2）化学性质：常温下性质不活泼；①不与水反应，不能跟酸(氢氟酸除外)发生反应．SiO2+4HF═SiF4↑+2H2O(氢氟酸不能盛放在玻璃容器中)；②具有酸性氧化物的性质，能跟碱性氧化物或强碱反应，SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O (实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞的原因)CaO+SiO 2高温CaSiO 3、Na 2CO 3+SiO 2高温Na 2SiO 3+CO 2↑(制玻璃)③具有弱氧化性 SiO 2+2C高温Si+2CO↑、SiO 2+2Mg高温Si+2MgO↑，SiO 2+3C高温SiC(金刚砂)+2CO↑；（3）二氧化硅的用途：①光导纤维的主要原料；②石英的主要成分是SiO 2，纯净的石英可用来制造石英玻璃；③玛瑙石含有有色杂质的石英晶体，可用于制造精密仪器轴承，耐磨器皿和装饰品。

硅与碳元素知识的总结分析作者：方琼来源：《中学课程辅导·教师教育》 2019年第2期前言硅元素与碳元素在形态、性质及结构等方面存在着许多不同，但也存在许多相同之处，将二者进行比较，并做出总结分析，有利于加深对相关知识的学习，加强对其知识的巩固，提升理解水平。

一、在自然界中存在的形式在元素周期表中，硅元素与碳元素属于易得电子和易失电子的主族元素的中间位置，硅元素与碳元素的最外层电子数都为4，易生共价化合物；单质晶体所谓类型都为原子晶体，氧化物的晶体类型稍有不同，硅元素的氧化物还是原子晶体，碳元素的氧化物是分子晶体；但是在原子半径上差别较大，硅元素的原子半径要大于碳元素；碳元素的熔点很高，硅元素的熔点比金刚石稍低；但二者都是很弱的非金属元素，一般的常温环境中二者都不会与其他物质产生反应。

硅元素在地壳中的含量达到了26.3%，含量仅次于氧。

在自然界中，由于硅易与氧结合，所以不存在游离态的硅。

硅在自然界以化合物的形态出现，以硅酸盐或二氧化硅的形式存在于各种矿物及岩石中，在地壳中，由硅含氧化合物构成的硅酸盐矿或石英矿也可以窥见它的影踪，这类矿石大部分都十分坚硬。

而碳元素在自然界中的形态与硅元素差别非常大。

就整个地球而言，碳元素是形成化合物种类最丰富的元素，如地壳中的碳酸盐矿，如石油、蛋白质、糖、动植物体内脂肪及纤维素等有机物，又如游离状态的碳，如石墨及金刚石等晶体。

碳元素是构成动植物的重要元素，生物生命的必要元素核苷酸和氨基酸就是以碳元素为基础逐渐进化演变而来的，碳链一节节接长成为蛋白质及核酸，演化出单细胞生物，进而再演化成鸟、兽、鱼、虫，演化成猴子、猩猩、再逐渐进化成为人类，所以，没有碳就没有生命的存在，含碳的化合物奠定了一切生命的基础。

二、结构类型及物理性质硅元素的形态可以分为晶形和无定形两种，晶体一般以正四面体空间网状结构呈现，类似于金刚石。

晶形是灰黑色的、有金属光泽的、脆而硬的固体形态，单晶硅和金刚石是典型的原子晶体。

硅及其化合物年月日硅元素在地壳中的含量排第二，在自然界中没有游离态的硅，只有以化合态存在的硅，常见的是二氧化硅、硅酸盐等。

硅的原子结构示意图为，硅元素位于元素周期表第三周期第ⅣA族，硅原子最外层有4个电子，既不易失去电子又不易得到电子，主要形成四价的化合物。

1、单质硅（Si）：（1）物理性质：有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大。

（2）化学性质：①常温下化学性质不活泼，只能跟F2、HF和NaOH溶液反应。

Si＋2F2＝SiF4Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑②在高温条件下，单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。

Si＋O2SiO2Si＋2Cl2SiCl4（3）用途：太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料等。

（4）硅的制备：工业上，用C在高温下还原SiO2可制得粗硅。

SiO2＋2C＝Si(粗)＋2CO↑Si(粗)＋2Cl2＝SiCl4SiCl4＋2H2＝Si(纯)＋4HCl2、二氧化硅（SiO2）：（1）SiO2的空间结构：立体网状结构，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：①与强碱反应：SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O（生成的硅酸钠具有粘性，所以不能用带磨口玻璃塞试剂瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液，避免Na2SiO3将瓶塞和试剂瓶粘住，打不开，应用橡皮塞）。

②与氢氟酸反应[SiO2的特性]：SiO2＋4HF＝SiF4↑+2H2O（利用此反应，氢氟酸能雕刻玻璃；氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放，应用塑料瓶）。

③高温下与碱性氧化物反应：SiO2＋CaO CaSiO3（4）用途：光导纤维、玛瑙饰物、石英坩埚、水晶镜片、石英钟、仪器轴承、玻璃和建筑材料等。

无机非金属材料的主角――硅习题及答案一、选择题(本大题共10小题，每小题5分，共50分)1．下列说法中，不正确的是()A．SiO2是酸性氧化物，但不与水反应B．泡花碱属于盐类C．明矾和漂白粉均可用于自来水的杀菌、消毒D．玻璃和陶瓷都属于传统硅酸盐材料解析明矾中的铝离子水解得到氢氧化铝胶体，其具有吸附作用，可以净水但不能杀菌、消毒；漂白粉具有强氧化性，具有杀菌、消毒作用。

答案C2．下列关于硅的说法中，不正确的是()A．硅是非金属元素，晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体B．硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应D．加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应解析晶体硅虽然外形像金属(有金属光泽)，但实际上属于非金属；硅既有金属性，又有非金属性，其导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。

硅的化学性质不活泼(尤其是在常温下)，但常温下仍能与氟气、氟化氢和NaOH溶液等发生反应，加热至一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属发生反应。

答案C3．下列离子方程式不正确的是()A．向烧碱溶液中通入过量的二氧化碳：2OH－＋CO2===CO＋H2OB．向纯碱溶液中通入足量的二氧化碳：CO＋CO2＋H2O===2HCOC．向水玻璃中通入少量二氧化碳：SiO＋CO2＋2H2O===H4SiO4↓＋COD．向氢氧化钠溶液中加入硅：Si＋2OH－＋H2O===SiO＋2H2↑解析向烧碱溶液中通入过量的CO2的离子方程式为OH－＋CO2===HCO，A项错误。

答案A4．有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。

下列关于硅的说法不正确的是( )A．高纯度的单质硅被广泛用于制作计算机芯片B．硅可由二氧化硅还原制得C．低温时硅与水、空气、盐酸、硝酸、硫酸不反应，但能与氢氟酸反应D．自然界硅元素的贮量丰富，并存在大量的单质硅解析自然界中无单质硅存在。

碳和硅及其化合物基础知识正误判断班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________一、正误判断1． (2014·海南)Si 和SiO 2都用于制造光导纤维。

（ ）2． (2014·全国卷Ⅱ)利用如图装置除去CO 气体中的CO 2气体。

（ ）3． (2014·全国卷Ⅱ)用活性炭去除冰箱中的异味，没有发生化学反应。

（ ）4． (2015·安徽)SiO 2既能和NaOH 溶液反应，又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物。

（ ） 5． (2015·广东)硅的最高价氧化物可用于制造光导纤维。

（ ）6． (2015·江苏)物质间转化能一步实现：粗硅――→Cl 2高温SiCl 4――→H 2高温Si 。

（ ） 7． (2015·江苏)元素碳的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体。

（ ） 8． (2016·四川高考)硅胶作袋装食品的干燥剂的过程中没有发生化学变化（ ） 9． (2015·重庆高考)烧结黏土制陶瓷，不涉及化学反应（ ）10．(2016·上海)用NaOH 溶液不能分离氧化铁中混有的二氧化硅。

（ ）11．(2016·江苏)下列转化在一定条件下能够实现：SiO 2――→HCl (aq )SiCl 4――→H 2高温Si 。

（ ）12．(2016·江苏)向Na 2SiO 3溶液中滴加稀盐酸的离子方程式：Na 2SiO 3＋2H ＋===H 2SiO 3↓＋2Na ＋。

（ ）13．(2016·四川)pH ＝2的溶液中可能大量存在Na ＋、NH ＋4、SiO 2－3。

（ ） 14．(2016·海南)将澄清石灰水滴入某溶液证明其中存在CO 2－3。

（ ）15．(2016·四川)标准状况下，5.6 L CO 2气体中含有氧原子数为0.5N A 。

硅的化学性质硅是非金属元素，硅的许多化学性质和碳相似，它跟其它元素化合时形成共价键。

硅的化学性质不活泼。

在常温下，除氟气、氢氟酸和强碱溶液外，其它物质如氧气、氯气、硫酸和硝酸等都不跟硅起反应。

在加热条件下，硅能跟一些非金属起反应。

例如，把硅研细后加热，它就燃烧生成二氧化硅，同时放出大量的热。

硅只有在高温下才能跟氢气起反应。

硅的氢化物常用间接的方法制得。

硅可以用来制造合金。

含硅4％的钢有导磁性，可以用来制造变压器的铁芯；含硅15％左右的钢有耐酸性，可以用来制造耐酸设备。

工业上，硅是在电炉里用碳还原二氧化硅而制得的。

这样制得是含有少量杂质的粗硅。

粗硅经提纯后可制得作为半导体材料的高纯硅。

硅的化学性质不活泼，在常温下，除氟气、氢氟酸和强碱溶液外，其他物质如氧气、氯气、硫酸和硝酸等都不和硅反应。

在加热条件下，硅单质可和某些非金属单质反应。

Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑Si+4HF====SiF4↑+2H2↑银的物理化学性质及用途 时间：2002-09-27 00:00一、白银的理化性质银Ag在地壳中的含量很少，仅占1×10-5%，在自然界中有单质的自然银存在，但主要以化合物状态产出。

纯银为银白色，熔点960.8℃，沸点2210℃，密度10.49克/厘米3。

银是面心立方晶格，塑性良好，延展性仅次于金，但当其中含有少量砷As、锑Sb、铋Bi时，就变得很脆。

银的化学稳定性较好，在常温下不氧化。

但在所有贵金属中，银的化学性质最活泼，它能溶于硝酸生成硝酸银；易溶于热的浓硫酸，微溶于热的稀硫酸；在盐酸和“王水”中表面生成氯化银薄膜；与硫化物接触时，会生成黑色硫化银。

此外，银能与任何比例的金或铜形成合金，与铜、锌共熔时极易形成合金，与汞接触可生成银汞齐。

二、白银的用途白银在许多年前就已经基本丧失了货币职能，而仅是一种工业金属，主要用于工业、摄影以及首饰和银制品三个方面。

在90年代套期交易仅在需求方出现过两次，而且数量都不大。

第１讲无机非金属材料的主角 —硅考纲要求：1.了解硅单质及其化合物的主要性质及应用。

2.了解硅单质及其化合物对环境质量的影响。

[循着图示·想一想][特色特性·记一记]1．特殊的用途：Si ——半导体材料、太阳能电池板 SiO 2——光导纤维H 2SiO 3——硅胶可作干燥剂Na 2SiO 3(水玻璃)——黏合剂、耐火阻燃材料2．特殊的表示方法：硅酸盐可以用氧化物的形式表示 如Na 2SiO 3→Na 2O·SiO 2 3．特殊的性质：(1)Si 与NaOH 溶液的反应： Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑(2)SiO 2能溶于氢氟酸：SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O (3)H 2CO 3的酸性强于H 2SiO 3：Na 2SiO 3＋H 2O ＋CO 2===Na 2CO 3＋H 2SiO 3↓ (4)粗硅的制备：SiO 2＋2C=====高温Si ＋2C O↑考点一 应用广泛的非金属单质——硅[教材知识层面]1．硅元素的原子结构硅元素位于元素周期表中第三周期ⅣA族，原子结构示意图为；在自然界中均以化合态形式存在。

2．硅单质的性质 (1)物理性质：硅单质为灰黑色固体，有金属光泽、熔点高、硬度大，有脆性。

(2)化学性质——还原性。

①与氢氟酸反应的化学方程式：Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑；②与NaOH 溶液反应的化学方程式：Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑； ③与O 2反应：Si ＋O 2△,SiO 2。

3．硅单质的用途半导体材料、太阳能电池、合金材料。

[高考考查层面]命题点1 硅单质的特性非金属的一般规律 硅的特性硅还原性强于碳2C ＋SiO 2=====高温Si ＋2CO↑ 非金属与强碱溶液反应一般不产生H 2 硅可与强碱溶液反应产生H 2： Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑ 非金属一般不与非氧化性酸反应Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑[典题示例]判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

知识点一.硅1.硅的化学性质。

在常温下，硅的化学性质不活泼，不与O 2、Cl 2、H 2SO 4、HNO 3等反应，但可与氟气、氢氟酸和强碱反应。

①硅和氟气反应：Si+2F 2==SiF 4。

②硅和氢氟酸反应：Si+4HF==SiF 4↑+2H 2↑。

③硅和氢氧化钠溶液反应：Si+2NaOH+H 2O==Na 2SiO 3+2H 2↑。

④硅在氧气中加热：Si+O 2SiO 2。

2. 硅的工业制法。

SiO 2＋2C Si(粗硅)＋2CO ↑(注意产物)提纯：Si+2Cl 2SiCl 4 ；SiCl 4+2H 2Si+4HCl ↑3.晶体硅的用途。

用来制造半导体器件，制成太阳能电池、芯片和耐酸设备等。

知识点二. 二氧化硅1.物理性质：硬度大、熔点高，难溶于水。

2.化学性质：①酸性氧化物的通性：SiO 2是酸性氧化物，是H 2SiO 3的酸酐，但不溶于水：△无机非金属材料的主角-硅SiO2+CaO CaSiO3SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O (Na2SiO3是强的粘合剂)②弱氧化性：SiO2+2C Si+2CO↑③特性：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O要点解释：（A）由于玻璃的成分中含有SiO2，故实验室盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞。

（B）未进行磨砂处理的玻璃，在常温下是不易被强碱腐蚀的，故盛放碱液可以用玻璃瓶（不能用玻璃塞）。

（C）因为氢氟酸腐蚀玻璃，与玻璃中的SiO2反应，所以氢氟酸既不能用玻璃塞、也不能用玻璃瓶保存，而应保存在塑料瓶或铅皿中。

3.用途：①SiO2是制造光导纤维的主要原料。

②石英制作石英玻璃、石英电子表、石英钟等。

③水晶常用来制造电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品等。

④石英砂常用作制玻璃和建筑材料。

4.SiO2与CO2化学性质的比较CO2+H2O H2CO3SiO2+CaO CaSiO3SiO2+2C Si+2CO↑知识点三.硅酸（H4SiO4、H2SiO3）△1.不稳定性：H2SiO3SiO2 +H2O2.极弱酸性：不能使酸碱指示剂变色：H2SiO3＋2NaOH=Na2SiO3+2H2O制备：Na2SiO3+CO2+H2O=H4SiO4↓(白色胶状)+Na2CO3或Na2SiO3+2HCl==H2SiO3↓+2NaCl，H4SiO4＝H2SiO3+H2O(不稳定、易分解)知识点四. 硅酸盐1.常用的硅酸盐是Na2SiO3，俗称“泡花碱”，易溶于水，其水溶液称为水玻璃，是一种矿物胶，密封保存。

高一下学期第一次月考化学试卷(附答案)一、单选题（本大题共14小题，共42分）1. 我国明代《本草纲目》中收载药物1892种，其中“烧酒”条目下写道：“自元时始创其法，用浓酒和糟入甑，蒸令气上…其清如水，味极浓烈，盖酒露也。

”这里制“烧酒”所用的“法”指的是()A. 蒸馏B. 分液C. 过滤D. 蒸发2. 下列表述正确的是()A. 硅晶体具有半导体性能，可用于光导纤维B. 常温下铁能被浓硝酸钝化，可用铁质容器贮运浓硝酸C. 浓硫酸具有吸水性，故能使蔗糖炭化D. SO2能使酸性KMnO4溶液褪色，体现了SO2的漂白性3. 下列气体中，既有颜色又有毒性的是()A. N2B. COC. NO2D. NH34. 实验室中，熔融烧碱所用的坩埚材质应该为()A. 普通玻璃坩埚B. 石英坩埚C. 陶瓷坩埚D. 铁坩埚5. 从海水中得到的粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42−等离子，精制时除去这些离子所用试剂为：盐酸、BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液，应加入试剂的顺序组合不可能的是()A. Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、盐酸B. BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、盐酸C. BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液、盐酸D. NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、盐酸6. 下列说法正确的是()A. 雷雨天气时空气中能生成少量的氮氧化物B. 实验室用氯化铵溶液和氢氧化钙溶液混合制取氨气C. 铵盐化学性质都很稳定D. O2、N2、NH3都对人体无毒副作用7. 如图所示装置中，烧瓶中充满干燥气体a，将胶头滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体呈喷泉状喷出，最后几乎充满烧瓶｡则a和b不可能是下表中的()C HCl NaOH溶液D SO2NaOH溶液A. AB. BC. CD. D8. 下列说法不正确的是()A. 硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应B. 二氧化硅不能和水直接化合成硅酸C. 二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟强碱反应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9. 有关硫及其化合物说法正确的是()A. 有浓硫酸参与的反应都是氧化还原反应B. 硫在足量空气中燃烧生成大量SO3C. SO2能使酸性高锰酸钾溶液褪色，体现了漂白性D. 二氧化硫可用于抑制酒类中细菌生长，可在葡萄酒中微量添加10. 举重运动员上台比赛前常在手上抹一种白色粉末(主要成分是MgCO3)，有关MgCO3的分类说法错误的是 ()A. 单质B. 化合物C. 镁盐D. 碳酸盐11. 图是制取和收集某气体的实验装置，可用于 ()A. 用Zn粒与稀H2SO4反应制H2 B. 用大理石与稀HCl反应制CO2C. 用Cu与稀HNO3反应制NOD. 用Ca(OH)2与NH4Cl反应制NH312. 下面不属于化学污水处理方法的是()A. 过滤法B. 混凝法C. 中和法D. 沉淀法13. 某溶液中可能含有SO42−。

第五章化工生产中的重要非金属元素第三节无机非金属材料[预习作业]一、硅酸盐材料1．传统的无机非金属材料多为________材料，硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度________、________溶于水、________、________等特点。

2．陶瓷：是以________为主要原料，经高温烧结而成的。

3．玻璃：普通玻璃的主要成分为________、________和________，它是以________、________和________为原料，经混合、粉碎，在________中熔融，发生复杂的物理和化学变化而制得的。

4．水泥：以________、________为主要原料，在________中煅烧，再加入适量________调节水泥硬化速率后制得产品成分为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙。

二、新型无机非金属材料1．硅和二氧化硅(1)硅元素位于元素周期表中第________周期、第________族，处于金属与非金属的过渡位置，其单质的导电性介于____________________之间，是应用最为广泛的________材料。

(2)硅在自然界主要以________和________的形式存在。

(3)制取粗硅的反应方程式为________________________________________。

(4)二氧化硅可用来生产高性能的现代通信材料________。

2．新型陶瓷：高温结构陶瓷如碳化硅(俗称________)具有硬度________、______________性能。

3．碳纳米材料：主要包括________、______________、________等。

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。

(1)硅元素在自然界中既有化合态，又有游离态。

( )(2)水晶、石英、沙子、玛瑙、光导纤维的主要成分均是SiO2。

( )(3)光导纤维在强碱性条件下易发生“断路”。

硅的物理性质和化学性质（1）物理性质：晶体硅是灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，它的结构类似金刚石，具有较高的沸点和熔点，硬度也很大，它的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。

（2）化学性质：化学性质不活泼①常温下，除与氟气、氢氟酸及强碱溶液反应外，与其他物质不反应(雕刻玻璃)②在加热条件下，能与氧气、氯气等少数非金属单质化合(4)制备：在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅：，将制得的粗硅，再与Cl2反应后，蒸馏出SiCl4，然后用H2还原SiCl4可得到纯硅。

有关的反应为：。

硅：①元素符号：Si②原子结构示意图：③电子式：④周期表中位置：第三周期ⅣA族⑤含量与存在：在地壳中的含量为26．3％，仅次于氧，在自然界中只以化合态存在⑥同素异形体：晶体硅和无定形硅硅及其化合物的几种反常现象:Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si 可从平衡移动的角度理解，由于高温下生成了气态物质CO2它的放出降低了生成物的浓度，有利于应反正向进行，故可发生反应：SiO2+2C Si+2CO↑部分非金属单质能与碱溶液反应，但其中只有 Si与碱反应放出H2 常见的非金属单质与碱溶液的反应有：Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O①3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O②Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑③在反应①②中，Cl2、S既作氧化剂又作还原剂：在反应③中，Si 为还原剂。

非金属单质一般不与弱氧化性酸反应，而硅不但能与氢氟酸反应，而且还会产生H2硅酸不能由相应的酸酐与水反应制得制取硅酸的实际过程很复杂，条件不同可得到不同的产物，通常包括原硅酸(H2SiO4)及其脱水得到的一系列酸。

原硅酸经两步脱水变为SiO2，SiO2是硅酸的酸酐，是一种不溶于水的同体，不能直接用它制备硅酸，用SiO2制取硅酸时，可先将SiO2溶于烧碱中，再向溶液中加入足量的盐酸或通入过量的CO2，析出的胶状物就是原硅酸，将原硅酸在空气中脱水即得硅酸，反应原理可理解为：SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2ONa2SiO3+CO2+2H2O==Na2CO3+H4SiO4↓H4SiO4==H2SiO3+H2O非金属氧化物的熔沸点一般较低，但SiO2的熔沸点却很高非金属氧化物一般为分子晶体，但SiO2为原子晶体。

硅和二氧化硅一、硅1、硅的存在、含量、物理性质等：在自然界中， 游离态的硅，只有以 态存在的硅。

(二氧化硅和硅酸盐)在地壳中，它的含量仅次于 ，居第二位。

硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体。

晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，它的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度也很大。

1 mol Si 有 mol Si —Si 键。

晶体硅是良好的半导体材料。

2、硅的化学性质：（性质不活泼）(1) 在常温下，硅的化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，硅不跟其他物质，如氧气、氯气、硫酸、硝酸等起反应。

Si+H 2O+2NaOH=Na 2SiO 3+2H 2↑3 + 2 H 2↑ + 3 H 2OSi + 2 F 2 SiF 4 (气态)Si + 4HF(2) 在加热条件下，硅能跟一些非金属反应。

例如，加热时，研细的硅能在氧气中燃烧，生成二氧化硅并放出大量的热。

Si+O 2 Si + 2 H 2 Si + 2 Mg Si + C3、硅的工业制备：在工业上，用 在高温下还原 的方法可制得含有少量杂质的粗硅。

将粗硅提纯后，可以得到用作半导体材料的高纯硅。

4、硅的用途：①作为 材料，硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可制成太阳能电池。

②含硅4％(质量分数)的钢具有良好的导磁性，可用来制造变压器铁芯；③含硅15％(质量分数)左右的钢具有良好的耐酸性，可用来制造耐酸设备等。

二、二氧化硅1、二氧化硅的物理性质：①天然二氧化硅也叫硅石(透明的石英晶体，就是水晶)，是一种坚硬难 的固体。

溶于水，二氧化硅是 性氧化物，它对应的水化物是 （或 ）。

②SiO 2 有晶体SiO 2 （石英、水晶、玛瑙、砂子等）和无定形SiO 2 （硅藻土） 2、二氧化硅的化学性质（不活泼）：不与水反应，也不与酸( 除外)反应，但能与 性氧化物(CaO)或 (NaOH)反应生成盐。

(1)不与水反应： 硅酸 由二氧化硅与水反应直接制得。

硅及其化合物_________ 年一月一日硅元素在地壳中的含量排第二，在自然界中没有游离态的硅，只有以化合态存在的硅，常见的是二氧化硅、硅酸盐等。

硅的原子结构示意图为，硅元素位于元素周期表第三周期第W A族，硅原子最外层有4个电子，既不易失去电子又不易得到电子，主要形成四价的化合物。

1、单质硅(Si):(1)物理性质：有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大。

(2)化学性质：①常温下化学性质不活泼，只能跟 F2、HF和NaOH溶液反应。

Si + 2F2 = SiF4 Si + 4HF = SiF4 T+ 2H2 T Si + 2NaOH+ H20= Na2SiO3+ 2H2 T②在高温条件下，单质硅能与 02和CI2等非金属单质反应。

高温高温Si + 02 Si02 Si + 2CI2 SiCl4(3)用途：太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料等。

(4)硅的制备：工业上，用 C在高温下还原Si02可制得粗硅。

Si02+ 2C= Si(粗)+2C0 T Si(粗)+ 2CI2= SiCl4 SiCl4 + 2H2= Si (纯)+ 4HCI2、二氧化硅(Si02):(1)Si02的空间结构：立体网状结构， Si02直接由原子构成，不存在单个 Si02分子。

(2)物理性质：熔点高，硬度大，不溶于水。

(3)化学性质：Si02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：①与强碱反应：Si02 + 2Na0H= Na2Si03+ H20 (生成的硅酸钠具有粘性；所以不能用带磨口玻璃塞试剂瓶存放Na0H溶液和NazS03溶液，避免Na2Si03将瓶塞和试剂瓶粘住，打不开，应用橡皮塞)。

②与氢氟酸反应［Si02的特性］:SQ2 + 4HF= SiF4 T +2出0 (利用此反应，氢氟酸能雕刻玻璃；氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放，应用塑料瓶)。

高温③高温下与碱性氧化物反应：Si02+ CaQ^= CaSi03(4)用途：光导纤维、玛瑙饰物、石英坩埚、水晶镜片、石英钟、仪器轴承、玻璃和建筑材料等。

硅及其化合物年月日硅元素在地壳中的含量排第二，在自然界中没有游离态的硅，只有以化合态存在的硅，常见的是二氧化硅、硅酸盐等。

硅的原子结构示意图为，硅元素位于元素周期表第三周期第ⅣA族，硅原子最外层有4个电子，既不易失去电子又不易得到电子，主要形成四价的化合物。

1、单质硅（Si）：（1）物理性质：有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大。

（2）化学性质：①常温下化学性质不活泼，只能跟F2、HF和NaOH溶液反应。

Si＋2F2＝SiF4Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑②在高温条件下，单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。

Si＋O2高温SiO2Si＋2Cl2高温SiCl4（3）用途：太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料等。

（4）硅的制备：工业上，用C在高温下还原SiO2可制得粗硅。

SiO2＋2C＝Si(粗)＋2CO↑Si(粗)＋2Cl2＝SiCl4SiCl4＋2H2＝Si(纯)＋4HCl2、二氧化硅（SiO2）：（1）SiO2的空间结构：立体网状结构，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：①与强碱反应：SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O（生成的硅酸钠具有粘性，所以不能用带磨口玻璃塞试剂瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液，避免Na2SiO3将瓶塞和试剂瓶粘住，打不开，应用橡皮塞）。

②与氢氟酸反应[SiO2的特性]：SiO2＋4HF＝SiF4↑+2H2O（利用此反应，氢氟酸能雕刻玻璃；氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放，应用塑料瓶）。

③高温下与碱性氧化物反应：SiO2＋CaO高温CaSiO3（4）用途：光导纤维、玛瑙饰物、石英坩埚、水晶镜片、石英钟、仪器轴承、玻璃和建筑材料等。

无机非金属材料合格考达标练1.(2021湖南雅礼中学检测)下列有关硅及其化合物用途的叙述错误的是()A.硅可用于制作太阳能电池B.二氧化硅可用于制作计算机芯片C.硅胶可用作袋装食品的干燥剂D.硅酸钠可用于制备木材防火剂,B错误;硅胶具有较强吸水性,且无毒性,可用作袋装食品的干燥剂,C正确;硅酸钠具有耐高温特性,可用于制备木材防火剂,D正确。

2.(2021山东烟台高一期末)陶瓷被公认为是中国人在科学技术上的成果以及对美的追求与塑造。

下列说法正确的是()A.陶瓷由黏土和石英砂烧制而成B.陶皿可用于盛放盐酸,但不能用于盛放氢氟酸C.钢化玻璃是一种陶瓷材料D.陶瓷坩埚可用于煅烧石灰石制备生石灰,不需要石英砂,A项错误;陶皿材料中含有SiO2,SiO2不与盐酸反应,能与氢氟酸反应,故陶皿可用于盛放盐酸,但不能用于盛放氢氟酸,B项正确;钢化玻璃是一种玻璃材料,不是陶瓷材料,C项错误;SiO2在高温下会与CaCO3反应,陶瓷坩埚不能用于煅烧石灰石制备生石灰,D项错误。

3.下列关于硅及其化合物的说法,不正确的是()A.晶体硅可用作半导体材料B.硅的氧化物都可用作光导纤维的材料C.碳化硅可用作砂纸、砂轮的磨料D.生产玻璃和水泥的原料中都有石灰石,晶体硅才可用作半导体材料。

硅的氧化物中,晶体二氧化硅可用作光导纤维的材料。

4.(双选)宇航员在升空、返回或遇到紧急情况时,必须穿上10公斤重的舱内航天服,该航天服是由我国科学家近年来研制的新型“连续纤维增韧”航空材料做成的,其主要成分由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成。

下列有关该航空材料的叙述错误的是()A.它耐高温、抗氧化B.它比钢铁轻,但质地较脆C.它没有固定熔点D.它是一种传统无机非金属材料“连续纤维增韧”可知,该航天服的韧性很好,B错误。

该材料的主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成,是一种新型无机非金属材料,D错误。

5.(原创题)从硅的氧化物可以制取硅单质,主要化学反应如下:①粗硅的制取:SiO2(石英砂)+2C(焦炭)Si(粗硅)+2CO↑;②纯硅的制取:Si(粗)+2Cl2SiCl4,SiCl4+2H2Si(纯)+4HCl。

第四章第一节第二课时硅酸盐和硅单质课时跟踪训练一、选择题1.(2019·云南昆明黄冈实验学校期末)下列有关硅及其化合物的说法，正确的是()A.硅在自然界中不以化合态的形式存在B.单质硅常用作半导体材料C.SiO2与纯碱高温生成CO2，说明硅酸的酸性比碳酸强D.SiO2是非金属氧化物，它不与任何酸反应解析：选B硅元素属于亲氧元素，在自然界中以SiO2和硅酸盐的形式存在，不存在硅单质，A错误；单质硅导电性介于导体和绝缘体之间，所以常用作半导体材料，B正确；高温下SiO2与纯碱反应生成CO2，说明在高温下高沸点的酸酐制取低沸点的酸酐，与硅酸、碳酸的酸性强弱无关，C错误；SiO2是非金属氧化物，它能与氢氟酸反应，在工业上常利用这一点来雕刻玻璃，D错误。

2.(2019·湖南岳阳期末)下列有关硅及其化合物的说法正确的是()A.晶体硅具有金属光泽，可以导电，属于金属材料B.常温下，硅的化学性质稳定，所以自然界中的硅大部分以游离态存在C.SiO2是一种酸性氧化物，能够与水反应生成相应的酸D.除去SiO2中混有的CaCO3可加入适量的稀盐酸后过滤解析：选D硅单质是半导体材料，可以导电，但Si属于非金属元素，A 错误；硅的化学性质不活泼，但硅属于亲氧元素，在自然界中都是以化合态存在，不能以游离态存在，广泛存在于矿物和岩石中，B错误；酸性氧化物不一定都与水反应生成相应的酸，SiO2不溶于水，不能够与水反应生成相应的酸，C错误；盐酸和碳酸钙反应生成可溶性的氯化钙，二氧化硅和盐酸不反应，然后采用过滤的方法除去氯化钙，能除去杂质，D正确。

3.(2019·云南昭通威信月考)下列关于碳和硅的比较正确的是()A.它们的氧化物都能与水反应生成对应的酸B.碳和硅的最高正价都是＋4C.硅元素在地壳中的含量是第二位，碳元素是第一位D.碳和硅在自然界中的存在形式都是既有游离状态也有化合态解析：选B 二氧化碳溶于水与水反应生成碳酸，一氧化碳、二氧化硅都不溶于水也不与水反应生成酸，故A 错误；碳、硅的最外层都有4个电子，故其最高正价都是＋4，故B 正确；地壳中的含量最多的元素是氧，其次是硅，故C 错误；自然界中有游离态的碳(如金刚石)，没有游离态的硅，因为硅是一种亲氧元素，故D 错误。