高中化学 考点过关（下）考点14 非金属硅及其化合物（必修1）

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1、考点过关（下）考点14非金属硅及其化合物元素及其化合物知识内容多、涉及面广,在学习过程中不仅需要掌握各族金属元素、非金属元素及其化合物的物理性质和化学性质,还需要将所学知识与化学的基本理论联系在一起融会贯通,灵活运用所学知识解决实际问题,提高分析问题、解决问题的能力。硅及其化合物的知识是中学元素化合物内容的重点之一,从某种意义上讲“硅是无机非金属材料的主角”，没有硅也就没有现代社会,硅是一种重要的半导体材料，在电子工业中有广泛的用途，“硅是信息技术革命的催化剂”，许多高科技领域的新型无机非金属材料都与硅有关，传统的硅酸盐工业与国民经济和人民生活密切相关。硅及其化合物

2、不仅涉及相关物质的性质和转化关系,而且还与物质结构知识密切相关,硅及其化合物的用途越来越受到人们的重视,许多高科技领域的新型无机非金属材料都与硅有关,因此近几年有关硅及其化合物的考题越来越多，已成为一个新的热点和考点。单质硅可分为晶体硅和无定形硅两种。晶体硅结构为具有正四面体形网状结构的晶体，与金刚石结构相似。晶体硅是一种带有金属光泽的灰黑色固体，根据其结构分析可知，晶体硅熔点高、硬度大、有脆性。晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。硅原子最外层有4个电子，得失电子都较难，化学性质不活泼。常温下，除与F2、HF和强碱溶液反应外，硅不与其他物质(如强

3、酸和强氧化剂)反应。加热时，硅能与O2、Cl2、C发生化合反应。硅与氢氧化钠反应的化学方程式是Si+2NaOH+H2O＝Na2SiO3+2H2↑，硅与氧气的化学方程式是Si+O2SiO2。硅元素在地壳中的含量是26.3%，仅次于氧。硅元素在自然界中主要以氧化物及硅酸盐的形式存在，原因是硅是一种亲氧元素。由于自然界中没有单质硅的存在，因此我们使用的硅，都是从它的化合物中提取的。在工业上，用碳在高温下还原二氧化硅的方法可制得含有少量杂质的粗硅，将粗硅提纯后，可以得到半导体材料的高纯硅。制粗硅的化学方程式是SiO2＋2CSi＋2CO↑，制高纯硅的化学方程式是Si＋2Cl2

4、SiCl4、SiCl4＋2H2Si＋4HCl。硅可用来制造集成电路、太阳能电池、硅整流器等。硅合金可用来制造变压器铁芯，耐酸设备等。【例1】工业上用焦炭在电炉中(高温)还原二氧化硅制得含少量杂质的粗硅，同时生成一氧化碳气体。碳化硅(SiC)具有金刚石的结构，硬度大可用作砂纸、砂轮的磨料，工业上使用焦炭与二氧化硅在高温下反应制得碳化硅，同时生成一氧化碳气体。回答下列问题：(1)写出制取粗硅的化学反应方程式：____________________________，在该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。(2)写出制取碳化硅的化学反应方程式：_____

5、_______________________，在该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。(3)在制取粗硅和碳化硅的工业生产中，从环境保护和废弃资源再利用的角度来看，可采取的比较理想的附加措施是____________________________________。【答案】(1)SiO2＋2CSi＋2CO↑　1∶2(2)SiO2＋3CSiC＋2CO↑　1∶2(3)收集反应生成的CO用作燃料或工业原料二氧化硅广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成了岩石，天然二氧化硅也叫硅石。砂子的主要成分就是二氧化硅，石英的主要成分也是二氧化硅，水晶是纯度较高的二氧

6、化硅。二氧化硅晶体是由Si原子和O原子按1∶2的比例所组成的立体网状结构的晶体，通常用SiO2来表示二氧化硅的组成。二氧化硅晶体基本单元是SiO4]的正四面体结构（左图），若干个四面体通过氧原子连接，形成空间网状结构的SiO2晶体（右图）。纯净的二氧化硅晶体呈无色，熔点高，硬度大，不溶于水，也不溶于其他一般的溶剂。二氧化硅与二氧化碳的物理性质差别很大，常温常压下二氧化碳是无色无味的气体，能溶于水，密度比空气大。二氧化硅与二氧化碳的物理性质差异较大的原因是物质晶体结构不同。二氧化硅稳定性强，与水不反应，一般不与酸反应，常温下与氢氟酸反应，二氧化硅与氢氟酸反应的化学方程

7、式是SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O，氢氟酸能腐蚀玻璃这一特殊性质可应用于雕刻玻璃，氢氟酸应保存在塑料瓶中，其有关反应在铅皿中进行。二氧化硅是酸性氧化物，常温时可以与碱溶液缓慢反应生成盐和水，二氧化硅与碱溶液反应的化学方程式是SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O，因为SiO2易与强碱溶液反应，生成硅酸钠使试剂瓶受腐蚀，同时生成的硅酸钠溶液是一种矿物胶，具有良好的粘结性，易使瓶塞粘在一起而难以开启，实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么要用橡皮塞而不用玻璃塞。硅的亲氧性大，常温下SiO2的化学性质稳定，在加热的条件下，SiO2才能与碱性氧化物起反应，二