专题 硅及其化合物

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1、专题8硅及其化合物1.认识二氧化硅和硅酸的组成、性质和用途。2.了解几种硅酸盐的组成和用途。3.了解硅的性质、结构和用途。4.了解玻璃、水泥和陶瓷的组成、生产原料及生产原理。1.硅的性质和用途（1）硅在自然界中的存在硅主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在，因此硅是以化合态存在于自然界的。（2）结构硅的原子结构示意图为子，主要形成正四价的化合物。（3）物理性质，最外层有4个电子，和碳一样，其原子既不容易失去电子也不易得到电单质硅有晶体和无定形两种。晶体硅具有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大，有脆性。晶体硅的导电性介于导体和绝

2、缘体之间，是良好的半导体材料。（4）化学性质???与非金属单质反应?F：Si＋2F===SiF?Si?△??Cl：Si＋2Cl=====SiCl??与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF↑＋2H↑2242242△O2：Si＋O2=====SiO24Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑（5）硅的制备高纯硅在信息产业中的应用越来越广泛，故其制取也就成了热点题型。其制取过程一般为：C，高温Cl2，高温H2，高温SiO2———————→粗硅———————→SiCl4———————→高纯硅高温反应的方程式：①粗硅的制备：S

3、iO2＋2C=====Si＋2CO↑电炉加热②粗硅的提纯：Si(粗)＋2Cl2=====SiCl4高温SiCl4＋2H2=====Si(纯)＋4HCl（6）硅的用途①半导体材料；②光电池。【典型例题1】下列关于硅的说法中，不正确的是A．硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料B．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【答案】C【迁移训练1】下列说法正确的是A．高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维B．化工生产时将氯气通入到饱和的石

4、灰水中可制得大量漂粉精C．SO2被氧气氧化的条件一般选择高温、高压、催化剂D．矿青石棉的化学式为：Na2Fe5Si8O22(OH)2改写成氧化物的形式则为Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O【答案】D【典型例题2】单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅（含铁、铝、硼、磷等杂质），粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度为450℃~500℃)，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置图：相关信息如下：①四氯化硅遇水极易水解②硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直

5、接反应生成相应的氯化物③有关物质的物理常数见下表：请回答下列问题：（1）装置A中g管的作用是；装置C中的试剂是。（2）甲方案：f接装置Ⅰ；乙方案：f接装置Ⅱ。但是装置Ⅰ、Ⅱ都有不足之处，请你评价后填写下表。。（3）在上述（2）的评价基础上，请你设计一个合理方案并用文字表述：（4）SiCl4与H2反应的化学方程式为。【答案】（1）平衡压强，使液体从分液漏斗中顺利流下浓硫酸（2）（3）在装置Ⅰ的i处接干燥管j（4）SiCl4+2H2=Si+4HCl【迁移训练2】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

6、硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。下列有关硅的说法中，不正确的是A．高纯度的硅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、空气和酸不反应，但能与氢氟酸反应D．自然界中硅的储量丰富，自然界中存在大量的单质硅【答案】D2.二氧化硅的性质和用途（1）存在燧石、沙子、石英、水晶、硅藻土登都含有天然存在的二氧化硅。存在形式：硅石、石英（结晶的二氧化硅）包含水晶和玛瑙、沙子。（2）结构每个硅原子与周围4个氧原子相结合，每个氧原子与2个硅原子相结合，实际上，二氧化硅晶体是有硅和氧按1:2的比例所组成的立体网状结构的晶体

7、。（3）物理性质熔点高、硬度大、不溶于水的固体。（4）CO2和SiO2性质比较【典型例题3】指出下列反应中SiO2所表现的化学性质或作用，在A～E选项中选择正确答案填入括号内。（1）SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O()()()()()高温（2）SiO2＋Na2CO3=====Na2SiO3＋CO2↑高温（3）SiO2＋2C=====Si＋2CO↑高温（4）SiO2＋3C=====SiC＋2CO↑（5）SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2OA．作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀B．氧化性C．酸性氧化物的通性D．将

8、挥发性的酸酐从其盐中置换出来E．未参加氧化还原反应【答案】（1）C（2）D（3）B（4）E（5）A【迁移训练3】下列关于SiO2和CO2的叙述中不正确的是A．都是共价化合物B．都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应C．都能溶于水且与水反应生成相应的酸D