2019版高考化学一轮复习 第4章 材料家族中的元素 第1节 硅 无机非金属材料学案 鲁科版

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1、第1节　硅　无机非金属材料1．了解硅元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。2．了解硅元素单质及其重要化合物对环境的影响。3．以上各部分知识的综合应用。　硅单质及其重要化合物[知识梳理]1．硅的存在及原子结构硅元素位于元素周期表第三周期第ⅣA族，原子结构示意图为；在自然界中均以化合态存在，在地壳中的含量仅次于氧元素。2.单质硅(1)物理性质,晶体硅是灰黑色的固体，有金属光泽，硬度大，熔、沸点高，导电性介于导体和绝缘体之间。(2)化学性质——还原性(3)工业制法(4)用途①作为半导体材料；②生产硅合金；③制造太阳能电池。3．二氧化硅(

2、1)物理性质：熔点高，硬度大，不溶于水。(2)化学性质(3)主要用途①制造信息高速公路的骨架——光导纤维；②制造石英坩埚、石英玻璃、石英钟表等；③制造电子工业的重要部件、光学仪器；④用作工艺饰品，如水晶、玛瑙等。4．硅酸(H2SiO3)(1)工业上制备硅的流程①石英(SiO2)Si(粗)SiCl4Si(纯)；②制粗硅时必须隔绝空气在电炉中进行。(2)SiO2晶体是由Si原子和O原子按1∶2的比例组成的立体网状结构的晶体，不存在单个分子。CO2晶体存在单个CO2分子。(3)不能依据反应2C＋SiO2Si＋2CO↑来说明C的还原性比Si强，也不能依据反应

3、SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑来说明SiO2对应水化物H2SiO3的酸性比H2CO3强。(4)计算机芯片的主要成分是晶体硅，光导纤维的主要成分是SiO2。[自我检测]1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)SiO2为酸性氧化物，不与任何酸反应。(　　)(2)加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应。(　　)(3)工业上用焦炭和石英制取粗硅反应的化学方程式为SiO2＋CSi＋CO2↑。(　　)(4)不能用SiO2与水反应的方法来制取硅酸，不能用瓷坩埚来加热烧碱或纯碱使其熔化。(　　)答案：(1)×　(2)√　(3)×　(

4、4)√2．如何用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)，将所选答案的编号填入下表相应的空格内(如果不需要外加试剂，则对应答案栏可空着)。可供选择的试剂：A．盐酸；B．氢氧化钠溶液；C．氧气；D．水；E．二氧化碳。可选用的操作：①水洗；②加热；③高温灼烧；④过滤；⑤结晶。序号粉末状混合物选择的试剂选用的操作(1)CaCO3(SiO2)(2)NaCl(SiO2)(3)SiO2(Fe2O3)(4)SiO2(CaCO3)(5)SiO2(NH4Cl)解析：可根据二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物，可跟强碱反应，不跟酸(氢氟酸除外)反应，受热不

5、分解等性质来除杂。而三氧化二铁、碳酸钙可跟盐酸反应，氯化铵受热能分解。通过一定操作，除去杂质。除杂过程中所发生反应的化学方程式如下：(1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O；(3)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O；(4)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O；(5)NH4ClNH3↑＋HCl↑。答案：(1)B　④　(2)D　④⑤　(3)A　④　(4)A　④　(5)②　(2018·榆林模拟)下列说法正确的是(　　)A．单质氧化物酸或碱盐，碳或硅单质可以按上述关系进行转化B．若a，b，c分别为Si、SiO2、

6、H2SiO3，则可以通过一步反应实现转化：b→c→aC．太阳能电池板中的硅在元素周期表中处于金属元素与非金属元素的交界位置D．单质硅常用于制造光导纤维[解析]　A项，SiO2与H2O不反应，故无法实现氧化物酸的转化；B项，SiO2不能通过一步反应转化为H2SiO3，H2SiO3不能通过一步反应转化为Si；D项，SiO2为光导纤维的主要成分。[答案]　C题组　硅及其化合物的考查1．下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是(　　)A．CO2、SiO2分别是碳酸和硅酸的酸酐B．CO2和SiO2与水反应分别生成相应的酸C．CO2是酸性氧化物，SiO2是两性氧

7、化物D．CO2和SiO2都是由相应的分子组成的解析：选A。SiO2不能与水反应，B项错；SiO2是酸性氧化物，C项错；SiO2中不存在分子，其化学式仅代表Si、O原子个数比为1∶2，D项错。2．(2018·长春统考)如图是利用氯化氢和氢气生产高纯硅的工艺流程。容器A中发生的反应为Si(粗)＋3HClSiHCl3＋H2，容器B中发生的反应为SiHCl3＋H2Si(纯)＋3HCl。下列说法正确的是(　　)A．该工艺流程的优点是部分反应物可循环使用B．最好用分液的方法分离Si和SiHCl3C．反应②和③中HCl均作氧化剂D．反应①说明还原性：C>Si解析：

8、选A。该工艺流程中，HCl和H2可循环使用，A项正确；可用过滤的方法分离Si与SiHCl3，B项错误；反应③