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1、专题十硅及其化合物,洞悉目标,考点一铁及其化合物,梳理整合,一、硅单质1.硅的存在和物理性质硅在地壳中全部以 存在,含量占第二位,仅次于氧。硅是灰黑色固体,有金属光泽、熔点高、硬度大,有脆性。2.硅的化学性质,化合态,(1)与非金属单质反应:与O2反应:;与F2反应:Si+2F2 SiF4;与Cl2反应:Si+2Cl2 SiCl4。(2)与氢氟酸反应:。,4.用途:半导体材料、硅芯片、太阳能电池板等。二、硅的重要化合物1.二氧化硅(1)硬度大,熔、沸点高,常温下为固体,不溶于水。,(3)用途:光导纤维、光学镜片、石英坩埚等。,(3)硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能力强,常用作干燥剂。3
2、.硅酸钠(Na2SiO3)(1)白色、可溶于水的粉末状固体,其水溶液俗称水玻璃,显碱性且有黏性。,(3)用途:黏合剂(矿物胶),耐火阻燃材料。,典型例题,C,2.SiO2是一种化工原料,可以制备一系列物质(如图)。下列说法错误的是()A.上图所含反应都不属于氧化还原反应B.纯净的二氧化硅和单晶硅都是信息产业的重要基础材料C.用盐酸可除去石英砂(主要成分为SiO2)中少量的碳酸钙D.高炉炼铁时用石灰石将铁矿石中的脉石(SiO2)转化为易熔的炉渣,A,3.晶体硅是一种重要的非金属材料,制备纯硅的主要步骤如下:.高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅;.粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3:Si+3HC
3、l SiHCl3+H2;.SiHCl3与过量H2在1 100 反应制得纯硅,已知SiHCl3能与H2O强烈反应,在空气中易自燃。请回答下列问题:(1)第步制备粗硅的化学反应方程式为。,解析:(2)这几种物质沸点不同,可以采用蒸馏的方法分离。答案:(2)蒸馏,(2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0)中含有少量SiCl4(沸点57.6)和HCl(沸点84.7),提纯SiHCl3采用的方法为。,(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图(热源及夹持装置略去):装置B中的试剂是,装置C中的烧瓶需要加热,其目的是。反应一段时间后,装置D中观察到的现象是,装置D中发
4、生反应的化学方程式为。为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检查实验装置的气密性,控制好反应温度以及。为鉴定产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需再加入的试剂最好是(填字母)。a.碘水 b.氯水c.NaOH溶液 d.KSCN溶液e.Na2SO3溶液,方法规律,1.硅及其化合物之间的转化关系,2.水晶、石英、玛瑙的主要成分是SiO2;珍珠的主要成分是CaCO3;钻石是金刚石;宝石的主要成分是Al2O3。,变式训练,1.将足量CO2气体通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中,然后加热蒸干,再在高温下充分灼烧,最后得到的固体物质是()A.Na2SiO3 B.Na2CO3、Na2Si
5、O3C.Na2CO3、SiO2D.SiO2,A,2.X是一种新型无机非金属材料,具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击性。有关生产过程如下:,为了确定C的组成,某同学进行了以下的探究过程。已知F、G都是难溶于水和稀硝酸的白色沉淀,I可作光导纤维。,按要求回答下列问题:(1)C的化学式为;X的化学式为。(2)写出下列方程式:反应的化学方程式:;反应的离子方程式:。,解析:由I可作光导纤维知,I为SiO2,根据题给第二个框图中的转化关系和“F、G都是难溶于水和稀硝酸的白色沉淀”知F为硅酸,H为硅酸钠;由EG是加入了硝酸银和稀硝酸,生成了难溶于水和稀硝酸的白色沉淀,则E中含有氯离子;则化合物C中含硅、氯两种元
6、素,故C为SiCl4,D为Si(NH2)4,X为Si3N4。,答案:(1)SiCl4Si3N4,考点二三大硅酸盐产品,梳理整合,三大硅酸盐产品:水泥、玻璃、陶瓷1.常见硅酸盐材料比较,Na2SiO3+CO2,CaSiO3+CO2,典型例题,1.硅及其化合物是带来人类文明的重要物质。下列说法正确的是()A.陶瓷、水晶、水泥、玻璃都属于硅酸盐B.水玻璃是纯净物,可用于生产黏合剂和防火剂C.某硅酸盐的化学式为KAlSi3O8,可用K2OAl2O36SiO2表示D.高纯硅可用于制造光导纤维,高纯二氧化硅可用于制造太阳能电池,C,解析:水晶的主要成分为SiO2,不属于硅酸盐,A项错误;水玻璃是Na2Si
7、O3的水溶液,属于混合物,B项错误;用于制造光导纤维的是二氧化硅,用于制造太阳能电池的是高纯硅,D项错误。,2.化学家Seidel指出Si 与NaOH溶液的反应,首先是Si 与OH-反应,生成Si,然后Si迅速水解生成H4SiO4。下列有关说法正确的是()A.原硅酸钠(Na4SiO4)能迅速水解,且水解后呈碱性,故Na4SiO4为弱电解质B.石英玻璃、普通玻璃、陶瓷及水泥均属于硅酸盐产品C.2HCl+Na2SiO3 H2SiO3+2NaCl说明Cl的非金属性强于SiD.半导体工业所说的“从沙滩到用户”是指将二氧化硅制成晶体硅,D,解析:原硅酸钠(Na4SiO4)是强电解质,A项错误;石英玻璃的
8、主要成分是SiO2,不属于硅酸盐产品,B项错误;HCl不是Cl的最高价氧化物对应的水化物,无法通过盐酸与硅酸钠的反应比较Cl、Si的非金属性强弱,C项错误。,方法规律,硅酸盐改写成氧化物形式的方法1.氧化物的书写顺序:活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水,不同氧化物间以“”隔开。2.各元素的化合价保持不变,且满足化合价代数和为零,各元素原子个数比符合原来化学式的组成比例。,变式训练,1.世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说:“中国至少在距今3 000年以前,就已经使用玻璃了。”下列有关玻璃的说法不正确的是()A.制普通玻璃的原料主要是石灰石和黏土B.玻璃在加热熔化时没有固定
9、的熔点C.普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅D.盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,是为了防止烧碱跟二氧化硅生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口黏在一起,A,解析:制普通玻璃的原料主要有石灰石、纯碱和石英,A项不正确;普通玻璃是混合物,没有固定的熔点,B项正确;C、D项正确。,2.寿山石主要成分为叶蜡石,叶蜡石组成为Al2O34SiO2H2O,下列观点不正确的是()A.寿山石雕刻作品要避免与酸、碱接触B.寿山石颜色丰富多彩是因为含有不同的金属氧化物C.潮湿的空气可能导致寿山石作品表面溶解变质D.久置于干燥空气中可能会导致寿山石作品脱水变质,解析:根据寿山石的主要成分,可知其能与酸或碱发生反应,A正确;寿山石中含有不同颜色的金属氧化物,造成其色彩丰富,B正确;其中的氧化物Al2O3和SiO2不溶于水也不和水反应,在潮湿的空气中不会溶解变质,C项不正确;久置于干燥空气中,会失去其中的结晶水变质,D正确。,C,
