硅及其化合物学案.doc

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1、硅及其化合物[考试标准]知识条目必考要求加试要求1.硅在自然界的存在形式aa2.硅及其化合物(以SiO2和Na2SiO3为例)的重要性质ab3.工业制备高纯硅的方法ab4.三大硅酸盐产品：水泥、陶瓷、玻璃aa5.硅、二氧化硅在信息技术、材料科学等领域中的应用aa6.光导纤维的组成和作用a1.硅的存在硅元素具有亲氧性，在自然界中仅以化合态存在，表现形式为SiO2和硅酸盐，硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类。2.硅及其化合物的性质和用途物质物理性质化学性质用途Si晶体硅属于原子晶体，灰黑色，有金属光泽，

2、硬度大，熔点高。(1)Si＋2F2SiF4(2)Si＋2Cl2SiCl4(3)Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑(4)2Si＋2NaOH＋2H2O===Na2SiO3＋2H2↑晶体硅可用作半导体材料、硅芯片和硅太阳能电池SiO2晶体SiO2属于原子晶体，硬度大，熔、沸点高，难溶于水和有机溶剂(1)酸性氧化物性质SiO2＋CaOCaSiO3SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(2)特性SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O光导纤维、光学仪器、电子部件Na2SiO3白色，可溶于水的粉

3、状固体，水溶液称为(1)Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓最新可编辑word文档水玻璃，有黏性，显碱性(2)Na2SiO3＋CO2(少量)＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓黏合剂、矿物胶、耐火阻燃材料3.高纯硅的制备(1)工艺流程(2)反应原理①SiO2＋2CSi＋2CO↑(石英砂)(焦炭)(粗硅)②Si(粗)＋2Cl2SiCl4，③SiCl4＋2H2Si(纯)＋4HCl。4.无机非金属材料(1)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。①常见硅酸盐材料比较水

4、泥玻璃陶瓷生产原料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英黏土主要设备水泥回转窑玻璃窑陶瓷窑②玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。(2)新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。正误辨析正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”(1)单质硅常用作半导体材料和光导纤维(×)(2)硅在自然界中只以化合态的形式存在(√)(3)硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应(×)(4)SiO2不与任何酸反应，可用石英

5、制造耐酸容器(×)(5)向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2出现白色沉淀，证明H2CO3的酸性比H2SiO3的酸性强(√)(6)水泥、玻璃、青花瓷、水晶、玛瑙都属于硅酸盐产品(×)最新可编辑word文档题组一　硅及其化合物的性质1.下列关于硅的说法中不正确的是(　　)A.硅是非金属元素，但它的单质是有金属光泽的灰黑色固体B.硅的导电性介于导体和绝缘体之间，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.硅与氟、氯、溴、碘在一定条件下能直接化合答案　C解析　硅的化学性质不

6、活泼，但在常温下能与F2、氢氟酸、强碱溶液等反应，C项错误。题组二　工业制取高纯硅2.(2016·绍兴选考适应性考试)已知A与D均为非金属单质，其中A有多种同素异形体，其转化关系如下图。请回答：(1)反应②为工业制粗硅原理，写出E化学式________。(2)反应①的化学方程式为________________________________________________________________________。答案　(1)CO　(2)2Mg＋CO22MgO＋C解析　A为非金属单质，A有多

7、种同素异形体，且A能与SiO2反应生成单质D，可推知A为碳，D为Si。B为CO2，C为MgO，E为CO。反应①和②的化学方程式分别为2Mg＋CO22MgO＋C2C＋SiO2Si＋2CO↑。3.硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：①写出由纯SiHCl3制备高纯硅反应的化学方程式：________________________________________________

8、________________________。②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学方程式：________________________________________________________________________；H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是___________________________________________________