Si及其化合物

Si及其化合物【考纲要求】【观点】【知识纲要】一、Si1、Si元素的存在：化合态。地壳中含量仅次与氧。2、晶体：单质Si有晶体和无定形。晶体Si与金刚石类似。有金属光泽的灰黑色固体，熔点高、硬度大、有脆性，半导体（Ge也是半导体，而且使用比Si早）。考点：比较金刚石、Si、SiC（金刚砂）的硬度或熔点等。研究金刚石的结构。3、用途：半导体：晶体管、集成电路（高纯度的芯片）（手机、电脑、U盘等）；硅整流器；太阳能电池（光电池：直接把太阳能转变为电能）等。变压器铁芯（4%的Si钢）耐酸设备：15%Si钢。4、性质14号元素，第3周期，第IVA族。易形成共价化合物。Si+O2△SiO24HF+Si＝SiF4↑+2H2↑Si+2NaOH+H2O＝Na2SiO3+2H2↑Si+2F2＝SiF4Si+2Cl2△SiCl4制备：2C+SiO2高温Si+2CO(制得粗硅)（也发生副反应：3C+SiO2电炉SiC+2CO↑）提纯：Si（粗）+2Cl2△SiCl4（液体，将其分馏提纯）SiCl4+2H2高温Si（纯）+4HCl又一反应：Si（粗）+3HCl高温SiHCl3+H2（分馏提纯SiHCl3，易水解3SiHCl3+3H2O===H2SiO3+H2↑+3HCl）SiHCl3+H2高温Si（纯）+3HCl二、SiO21、存在：有晶体和无定形天然的二氧化硅就是硅石；包括石英、玛瑙、水晶等（沙子中含细小的石英晶体）；晶体要点：硅氧四面体、原子个数比1：2、网状结构；原子晶体；1mol中含4molSi-O键。〖刚玉、宝石（红宝石蓝宝石等）：Al2O3，钻石：金刚石〗2、用途：压电材料（石英表）光导纤维饰物、工艺品3、性质：酸性氧化物（但不能和水直接反应得硅酸）4HF+SiO2＝SiF4↑+2H2O（氢氟酸刻蚀玻璃）SiO2+CaO高温CaSiO3SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O(常温下强碱缓慢腐蚀玻璃，粗糙、温度高更容易反应)SiO2+Na2CO3高温Na2SiO3+CO2↑(制玻璃的反应)SiO2+CaCO3高温CaSiO3+CO2↑(制玻璃的反应)三、Na2SiO31、硅酸盐：硅、氧、金属组成的化合物的总称。如：石棉Mg3Ca（SiO3）4可改写为3MgO·CaO·4SiO2。Na2SiO3的水溶液称为水玻璃，是制备硅胶和木材放火剂的原料。2、性质弱酸盐的性质3、用途（阻燃烧实验）冶炼铝（粘土）制其他硅酸盐产品四、硅酸Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl溶胶→凝胶→硅胶（做干燥剂、催化剂的载体）五、材料传统硅酸盐材料：玻璃、陶瓷、水泥新型材料：高温结构陶瓷、光导纤维。【最近高考】（2008广东高考23.(11分)）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制备高纯硅的化学反应方程式。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，写出配平的化学反应方程式；H2还原SiHCl3过程中若混02，可能引起的后果是。（2）下列有关硅材料的说法正确的是（填字母）。A.碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水混B.氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承C.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制得的，其熔点很高D.盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象并给予解释。【答案】23，(1)①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式:SiHCl3+H2==(1357K)==Si+3HCl②SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式3SiHCl3+3H2O===H2SiO3+H2↑+3HCl;H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是：高温下，H2遇O2发生爆炸。(2)AB解释：SiC和Si3N4均为原子晶体，熔点高，性质稳定，AB正确。光导纤维的材料为SiO2，C正确。普通玻璃的主要成分为Na2SiO3和CaSiO3，它是以石英砂（SiO2）、石灰石（CaCO3）和纯碱（Na2CO3）为主要原料反应制成的。Na2CO3+SiO2==(高温)==Na2SiO3+CO2；CaCO3+SiO2==(高温)==CaSiO3+CO2。常温下，Si只能与唯一一种酸HF反应不与HCl反应，错。(3)写出实验现象并给予解释：生成白色絮状沉淀，又刺激性气味的气体生成；SiO32-与NH4+发生双水解反应，SiO32-+2NH4++2H2O===2NH3·H2O+H2SiO3↓。（08全国II）8．对于ⅣA族元素，下列叙述中不正确的是A．SiO2和CO2中，Si和O，C和O之间都是共价键B．C、Si和Ge的最外层电子数都是4，次外层电子数都8C．CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应D．该族元素的主要化合价是＋4和＋2（2007广东）6．下列说法正确的是A硅材料广泛用于光纤通讯B工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品C水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品D粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应（2007海南）13．(2007年高考海南化学卷)(10分)下表为元素周期表的一部分，请回答有关问题：IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA02①②3③④⑤⑥⑦⑧4⑨⑩(1)⑤和⑧的元素符号是______和_______；(2)表中最活泼的金属是______，非金属性最强的元素是______；(填写元素符号)(3)表中能形成两性氢氧化物的元素是_______，分别写出该元素的氢氧化物与⑥、⑨的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式：_________________________________________，__________________________________________；(4)请设计一个实验方案，比较⑦、⑩单质氧化性的强弱：_____________________________________________________________________。［答案］(1)Si；Ar。(2)K；F。(3)Al；2Al(OH)3＋3H2SO4=Al2(SO4)3＋6H2O；Al(OH)3＋KOH=KAlO2＋2H2O。(4)在NaBr溶液中滴加Cl2水，若溶液加深(有红棕色形成)，说明Cl2的氧化性比Br2强。（06重庆卷8）能正确表示下列反应的化学方程式是（C）A.黄铁矿煅炼：2FeS2+5O2FeO+4SO2B.石英与石灰石共熔：SiO2+CaOCaSiO3C.氨的催化氧化：4NH3+5O24NO+6H2OD.氯气与石灰乳反应：2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+CaClO2+2H2O（2006北京）a周期2345-150-100-50050100沸点/℃10、右图中每条折线表示周期表ⅣA~ⅦA中的某一族元素氢化物的沸点变化，每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是A．H2SB．HClC．PH3D．SiH4（2006广东）3．下列表述正确的是①人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是二氧化硅②化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐③提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料④夏天到了，游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛⑤太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能A．①②③B．②④C．③④⑤D．③⑤（2001广东）3．氮化硅（Si3N4）是一种新型的耐高温耐磨材料，在工业上有广泛用途，它属于A．原子晶体B．分子晶体C．金属晶体D．离子晶体（2004广东）15．X是核外电子数最少的元素，Y是地壳中含量最丰富的元素，Z在地壳中的含量仅次于Y，W可形成自然界最硬的原子晶体。下列叙述错误的是A、WX4是沼气的主要成分B、固态X2Y是分子晶体C、ZW是原子晶体D、ZY2的水溶液俗称“水玻璃”（96全国）3.(4分)右图是石英晶体平面示意图,它实际上是立体的网状结构,其中硅、氧原子数之比为.原硅酸根离子SiO44-的结构可表示为左图.二聚硅酸根离子Si2O76-中,只有硅氧键,它的结构可表示为.【创新题】1．地质工作者在野外作业时，为了迅速得到氢气，用含量高的硅粉与干燥的Ca（OH）2、NaOH混合，并强热，即可迅速得到氢气，写出化学方程式：。2．下列物质中主要成分不是SiO2的是A．红宝石B．硅石C．钻石D．水晶