下载文档原格式
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。
2024高考化学一轮复习考点分类23无机非金属材料的主角——硅2024高考化学一轮复习考点分类23无机非金属材料的主角，硅硅是一种非金属元素，是地壳上非常丰富的元素之一、在化学中，硅具有重要的地位和广泛的应用。
下面将对硅的性质、制备和应用进行详细介绍。
硅的性质：硅是位于碳的下方的第14族元素，具有类似碳的电子结构。
硅的原子结构是1s2,2s2,2p6,3s2,3p2，其在共价化合物中常采取四个共价键的方式与其他元素结合。
硅是一种非金属元素，具有高熔点、高硬度和良好的热稳定性。
硅不溶于水和大部分的化学试剂，但可以与氧气反应生成二氧化硅。
硅的制备：硅的制备主要有两种方法，一种是金属硅的制备，另一种是二氧化硅的制备。
金属硅的制备方法主要有两种，即炉法和化学法。
炉法是指将含有二氧化硅的硅石，如石英，与石碱、焦炭等在高温下反应，生成金属硅。
化学法是指将含有二氧化硅的硅石经过氢氧化钠或氯化锂等的反应制得金属硅。
二氧化硅的制备方法有火法和湿法。
火法是指将硅石在高温下氧化，生成二氧化硅。
湿法则是指将硅石和碳酸钠溶液反应，生成可溶性的硅酸钠，再加热分解得到二氧化硅。
硅的应用：硅在工业中有非常广泛的应用。
由于硅具有良好的化学性质和物理性质，使得硅在材料科学、电子工业和光电工业等领域有很多重要的应用。
硅的最重要的应用之一就是半导体材料。
硅在半导体工业中被广泛使用，制备各种半导体器件，如二极管、晶体管、太阳能电池等。
硅的半导体性能可以通过控制杂质浓度来实现，使得硅成为一种非常优秀的半导体材料。
此外，硅还广泛应用于光电子器件制造。
硅光电子器件包括光探测器、激光器、光纤通信设备等。
硅具有良好的光学性能和电学性能，可以实现光辅助放大、调制和检测，因此在光通信领域具有重要的应用。
硅还可以用于制备玻璃、陶瓷和耐火材料等。
由于硅具有高熔点、高硬度和优良的耐腐蚀性，使得硅可以制备耐高温的材料，多用于制备高温容器、耐火砖和耐火涂料等。
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↑。
专题4.1 无机非金属材料的主角-硅讲案（含解析）复习目标：1、掌握碳、硅及其化合物的性质、转化关系。
2、了解硅酸盐工业，新型无机非金属材料的特性及其应用。
基础知识回顾：一、碳、硅元素的存在及单质的性质和用途1、存在形态自然界中碳元素既有游离态，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。
2、单质的性质与用途比较3、碳、硅元素的单质及其化合物的特殊性①一般情况，非金属元素单质熔沸点低，硬度小，但硅、金刚石熔沸点高，硬度大，其中金刚石为硬度最大的物质。
②一般情况，非金属元素单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。
③一般情况，较强氧化剂＋较强还原剂===较弱氧化剂＋较弱还原剂，而碳却还原出比它更强的还原剂：SiO2＋2C =Si＋2CO↑，FeO＋C = Fe＋CO↑。
④硅为非金属，却可以和强碱反应，放出氢气：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
⑤一般情况，较活泼金属＋酸===盐＋氢气，然而Si是非金属，却能与氢氟酸发生反应：Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑。
⑥一般情况，碱性氧化物＋酸=盐＋水，SiO2是酸性氧化物，却能与氢氟酸发生反应：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。
⑦一般情况，非常活泼金属(Na、K等)才能够置换出H2O中的氢，但C＋H2O(g)=CO+ H2↑。
⑧一般情况，非金属氧化物与水反应生成相应的酸，如CO2＋H2O= H2CO3，但SiO2不溶于水，不与水反应。
4、硅与铝的相似性及区别（1）与强碱溶液反应时相似①Si、Al均与NaOH溶液反应生成盐和H2。
②SiO2、Al2O3、H2SiO3、H3AlO3［Al(OH)3］均与NaOH溶液反应生成盐和水。
③Na2SiO3、NaAlO2溶液通入过量CO2均生成白色沉淀。
（2）区别①除氢氟酸外，Si、SiO2、H2SiO3不与其它酸反应。
②Al2O3、Al(OH)3属两性化合物。
