2019高考化学一轮复习元素化合物专题8硅及其化合物

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1、硅及其化合物【考向分析】硅及其化合物在高考的考点一是以新材料、新技术为背景考查C、Si及其重要化合物的性质及应用；二是以硅、硅酸的制备为载体，考查实验探究能力，Si和SiO2在现代科技中的用途常已成为高考选择题考查的热点。【要点讲解】要点1.硅和二氧化硅1．硅（1）自然界存在形式：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。（2）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。（3）化学性质：常温下化学性质不活泼，只能跟

2、F2、HF和NaOH溶液反应，在高温条件下，单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。条件化学反应化学方程式常温跟F2反应Si＋2F2＝SiF4跟HF反应Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑跟NaOH溶液反应Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑高温跟O2反应Si＋O2SiO2跟Cl2反应Si＋2Cl2SiCl4（4）用途：太阳能电池、计算机芯片、半导体材料、制作特种钢及合金等。（5）制备：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

3、(粗)＋2Cl2SiCl4，SiCl4＋2H2Si(纯)＋4HCl温馨提示：①硅主要用于半导体材料（如集成电路的芯片），另外还用于制作特种纲及合金。②非金属单质一般为非导体（如硫），但Si却为半导体。③C、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。④非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，而Si却能与HF发生反应。2．二氧化硅（SiO2）（1）SiO2的空间结构：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

4、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。（2）物理性质：熔点高，硬度大，不溶于水。（3）化学性质：SiO2常温下化学性质很不活泼，不与水、酸反应（氢氟酸除外），能与强碱溶液、氢氟酸反应，高温条件下可以与碱性氧化物反应。化学反应化学方程式相关应用与强碱反应SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2OSiO2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将瓶塞和试剂瓶粘住，打不

5、开，碱性溶液存放应用橡皮塞与氢氟酸反应SiO2＋4HF＝SiF4↑+2H2O利用此反应，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＋CaOCaSiO与某些盐类反应SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑之所以能够如此反应，原因是高温条件下，产物CO2容易从反应体系中逃逸，使反应向正方面进行（4）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、

6、耐磨器皿和装饰品；SiO2被用于制造高性能的现代通讯材料——光导纤维。温馨提示：二氧化碳和二氧化硅的比较要点2.硅酸与硅酸盐1．硅酸（1）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。（2）化学性质：H2SiO3是一种弱酸，酸性比碳酸弱，其酸酐为SiO2，不能直接由SiO2溶于水制得，而用可溶性硅酸盐与酸反应制取：Na2SiO3＋2HCl＝2NaCl＋H2SiO3↓或Na2SiO3＋CO2＋H2O＝H2SiO3↓＋Na2CO3（此方程式证明酸性：H2SiO3＜H2CO3）（3）用途：硅胶作干燥剂、催化

7、剂的载体。2．硅酸盐：硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称。硅酸盐种类很多，大多数难溶于水，最常见的可溶性硅酸盐是Na2SiO3。（1）硅酸钠溶于水，其水溶液俗称“水玻璃”，是一种矿物胶。盛水玻璃的试剂瓶要使用橡胶塞。能与酸性较强的酸反应：Na2SiO3+2HCl＝H2SiO3↓(白)+2NaCl；Na2SiO3+CO2+H2O＝H2SiO3↓+Na2CO3。（2）硅酸盐材料是传统的无机非金属材料，玻璃、水泥、各种陶瓷等都是以黏土、石英和长石等为原料生产的硅酸盐制品。硅酸盐产品水泥玻璃原料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石

8、英反应原理发生复杂的物理化学变化SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑主要设备水泥回转窑玻璃窑主要成分3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3Na2SiO3、CaSiO3、SiO2反应条件高温高温陶瓷生产的一般过程：混合