硅及其化合物知识

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1、.无机非金属材料的主角——硅【知识要点】一、硅1.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。在自然界中只能以化合态存在。主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。其元素含量在地壳中居第位。2.化学性质化学性质(和碳相似)——形成共价化合物,化学性质不活泼。①常温下,不能强酸、强氧化性酸反应,只能与氟气、氢氟酸(HF)和烧碱等物质反应:方程式、、②加热条件下,能跟一些非金属单质(氧气、氢气)起反应。(3)工业制法:(焦炭在电炉中还原二氧化硅得到粗硅)粗硅提纯后,可以得到可用作半导体材料的高纯硅。(3)用途:①作半导体材料晶体管、集成电路

2、、硅整流器和太阳能电池等;②制合金:含硅4%的钢具有良好的导磁性——变压器铁芯;含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性——耐酸设备等。二、二氧化硅1.物理性质硬度大,熔沸点高,不导电,不溶于水。等的主要成分都是二氧化硅,它一般可用于制造光导纤维。2.化学性质注意:SiO2与CO2的比较CO2SiO2与碱性氧化物反应与碱液反应与盐反应2Na2CO3+SiO2CaCO3+SiO2与碳反应与H2O作用与酸反应三、硅酸及硅酸盐(一)硅酸1.物理性质2.制备方法3.化学性质4.用途(二)硅酸盐..(1)性质特征:性质稳定,熔点较高,大都溶于水。(2)主要原料:黏土(Al2O3·

3、2SiO2·2H2O)、石英(SiO2)和长石(钾长石K2O·Al2O3·6SiO2或钠长石Na2O·Al2O3·6SiO2)。(3)主要制品:玻璃、水泥、陶瓷、砖瓦、水玻璃(Na2SiO3的水溶液)等。(4)水泥和玻璃的生产:水泥玻璃(普通)原料石灰石、粘土纯碱、石灰石、石英设备水泥回转窑玻璃熔炉反应复杂的物理化学变化Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑主要成分3CaO·SiO22CaO·SiO23CaO·Al2O3Na2O·CaO·6SiO2特性水硬性(加石膏调节硬化速度)玻璃态物质(在一定温度范围内软化)

4、非晶体要点精讲一、二氧化硅和硅酸【典型例题】例1.下列物质中,不能通过化合反应制取的是()A.H2SiO3B.Fe(OH)3C.Fe(NO3)2D.CaSiO3例2.下列各组物质中不起反应的是()A.SiO2与纯碱共熔B.CO2通入Na2SiO3溶液C.SiO2与大理石共熔D.SiO2和浓H2SO4共热例3.碳化硅(SiC)的一种晶体具有类似金刚石的结构,其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三种晶体①金刚石、②晶体硅、③碳化硅中,它们的熔点从高到低的顺序是()A.①③②B.②③①C.③①②D.②①③例4.下列叙述中,不正确的是()..A.光导纤维广泛应用于现

5、代通讯,制造光导纤维的主要原料是SiO2B.二氧化碳不宜用于扑灭金属钠燃烧引起的火灾C.一定条件下,可将石墨转化为金刚石,这一变化是物理变化D.欲除去SiO2中混有的少量CaCO3和Fe2O3,应加入NaOH溶液例5.实验室存放下列各试剂的瓶塞必须用橡皮塞的是()A.澄清石灰水B.硅酸钠溶液C.新制氯水D.氯化钙溶液例6.将CO2通入下列物质的溶液中不与其反应的是()①Na2CO3②Na2SiO3③NaAlO2④C6H5ONa⑤Ca(ClO)2⑥CaCl2⑦CaCO3A.①③④⑤⑥B.①⑥C.只有①D.只有⑥例7.用4种溶液进行实验,下表中“操作及现象”与“溶液

6、”对应关系错误的是()操作及现象溶液A通入CO2,溶液变浑浊。再升温至65℃以上,溶液变澄清C6H5ONa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(或加热),又变浑浊。Ca(OH)2溶液例8.如果发现114号新元素X,下列有关X可能具有的性质合理的是()A.X是非金属元素B.X的+2价化合物比+4价化合物稳定C.XO2具有较强氧化性D.X有稳定的气态氢化物例9.普通玻璃的成分Na2C

7、aSi6O14,以氧化物形式可表示为;钾云母的化学式是K2H4Al6Si6O24,以氧化物形式可表示为。例10.光纤通信是一种现代化的通信手段,它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务。目前,我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络,即信息高速公路。光纤通信所使用的光缆,其主要部件为光导纤维。下列说法正确的是()①制造光导纤维的主要原料是CaCO3;②制造光导纤维的主要原料是SiO2;③光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的全反射;④光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的折射A.①④B.②③C.①③D.②④【答案】B例11.矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其

8、中可溶部分

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