高考化学一轮复习 考点过关非金属元素及其化合物 专题4 硅及其化合物

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1、专题4硅及其化合物【复习目标】1.了解Si和SiO2的主要性质，了解CO2和SiO2物理性质差异的主要原因。2.了解硅酸及常见硅酸盐的性质。3.了解硅酸盐工业及新型无机非金属材料的性质与应用。【考点过关】1.硅和二氧化硅（1）硅自然界存在硅在地壳中的含量仅次于氧，全部以化合态存在。主要单质有晶体硅和无定性硅两大类物理性质晶体硅为原子晶体，灰黑色、有金属光泽、硬度大而脆、熔沸点高。导电性介于导体和绝缘体之间，是常用的半导体材料化学性质常温跟F2反应：Si＋2F2＝SiF4常温跟HF反应：Si＋4HF＝Si

2、F4↑＋2H2↑常温跟NaOH溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑高温跟O2反应：Si＋O2SiO2高温跟Cl2反应：Si＋2Cl2SiCl4与碳比较C、Si同属IVA族，还原性是Si大于C，而C却能将Si从SiO2中还原出来（条件是高温），原因是产物CO气体迅速从反应体系中逸出工业制法自然界中无游离态的硅，工业上用C在高温下还原SiO2可制得粗硅，有关反应的化学方程式：SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑Si(粗)＋2Cl2SiCl4SiCl4＋2H2Si(纯)＋4HCl用途晶体

3、硅用作半导体材料、硅芯片和硅太阳能电池（2）二氧化硅空间结构SiO2晶体是立体网状结构。在SiO2晶体里，每个Si周围结合四个O，同时每个O与两个Si相结合，在SiO2晶体中原子个数比为1∶2，因此用“SiO2”这个式子表示二氧化硅晶体的组成。SiO2直接由原子构成不存在单个SiO2分子物理性质二氧化硅熔点高，硬度大，不溶于水化学性质与强碱反应：SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O（SiO2能与强碱溶液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碱性溶液，避免Na2SiO3将瓶塞和试剂

4、瓶粘住，打不开，碱性溶液存放应用橡皮塞）与氢氟酸反应：SiO2＋4HF＝SiF4↑+2H2O（氢氟酸能刻蚀玻璃；氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放，应用塑料瓶）与碱性氧化物反应：SiO2＋CaOCaSiO3与某些盐类反应：SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑用途石英可用于制作石英表和石英玻璃；石英砂常用作制薄玻璃和建筑材料；水晶常用来制造电子部件、光学仪器、工艺品和眼镜片等；玛瑙用于制造精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品；SiO2被用于制造高性能的现代通讯材料——

5、光导纤维（3）二氧化碳和二氧化硅的比较【巩固演练】下列说法正确的是。①因为HF与SiO2反应，故用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记②下列转化在一定条件下能够实现：SiO2SiCl4Si③石英砂可用于生产单晶硅④用NaOH溶液不能分离氧化铁中混有的二氧化硅⑤Si和SiO2都可用于制造光导纤维⑥SiO2既能和NaOH溶液反应，又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物⑦向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸的离子方程式：Na2SiO3+2H+===H2SiO3↓+2Na+⑧SiC与SiO2的熔点均与所含化学键的键能有关⑨碳和硅

6、均为ⅣA族元素，自然界中有碳和硅的多种单质存在⑩在粗硅的制取中发生2C＋SiO22CO↑＋Si，硅被还原，所以碳的还原性大于硅的还原性⑪二氧化碳和二氧化硅都可溶解在NaOH溶液中⑫用盐酸可除去石英砂(主要成分为SiO2)中少量的碳酸钙解析：氟化氢和二氧化硅反应生成四氟化硅和水，可以刻蚀玻璃，①正确；四氯化硅被氢气还原可以制备单质硅，但SiO2与盐酸不反应，②错误；石英砂主要成分为SiO2，可用碳还原得到粗硅，经提纯得单晶硅，③正确；一个碱性氧化物，一个是酸性氧化物，所以可先用氢氧化钠溶液溶解，过滤，得氧

7、化铁固体和硅酸钠溶液，往硅酸钠溶液中加入盐酸，过滤，将所得沉淀加热即可得到二氧化硅，④错误；Si可用于制造半导体，SiO2用于制造光导纤维，⑤错误；SiO2和氢氟酸反应，没有生成盐和水，不是两性氧化物，⑥错误；向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸的离子方程式为SiO32－+2H+===H2SiO3↓，⑦错误；SiC和SiO2都是原子晶体，熔化断裂的是共价键，与化学键有关，⑧正确；因为硅有很强的亲氧性，在地壳形成时硅与氧易结合，因而硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐的形式存在，⑨错误；依据元素周期律可知，硅的还

8、原性大于碳，反应能发生是因为产物中有CO气体生成，使平衡向右移动，⑩错误；二氧化碳和二氧化硅都属于酸性氧化物，都能与NaOH溶液反应生成盐和水，⑪错误；盐酸与SiO2不反应，与CaCO3反应，⑫正确。答案：①③⑧⑫2.硅酸与硅酸盐（1）硅酸物理性质硅酸是不溶于水的白色胶状物，能形成硅胶，硅胶吸附水分能力强化学性质H2SiO3是一种弱酸，酸性比碳酸弱，硅酸不能使紫色石蕊溶液变红色硅酸不稳定，受热易分解：H2SiO3SiO2＋H2O硅酸能与碱溶