《黑龍江省海林市高中化學 第四章 非金屬及其化合物 第一節(jié) 無機非金屬材料的主角——硅課件 新人教版必修1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《黑龍江省海林市高中化學 第四章 非金屬及其化合物 第一節(jié) 無機非金屬材料的主角——硅課件 新人教版必修1（49頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第一節(jié) 無機非金屬材料的主角硅【學習目標【學習目標】1.1.了解了解SiOSiO2 2的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途。的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途。2.2.了解硅酸的制備和化學性質(zhì)。了解硅酸的制備和化學性質(zhì)。3.3.了解硅酸鹽的性質(zhì)及組成的表示方法。了解硅酸鹽的性質(zhì)及組成的表示方法。4.4.了解硅的性質(zhì)和用途。了解硅的性質(zhì)和用途。5.5.了解幾種重要無機非金屬材料的生產(chǎn)及用途。了解幾種重要無機非金屬材料的生產(chǎn)及用途?！拘轮A習【新知預習】一、硅元素的存在及原子結(jié)構(gòu)一、硅元素的存在及原子結(jié)構(gòu)(1)(1)硅元素在自然界中以何種形態(tài)存在？硅元素在自然界中以何種形態(tài)存在？(2)(2)硅原子的原子結(jié)構(gòu)有何特點？硅原子的原子結(jié)

2、構(gòu)有何特點？1.1.存在存在硅元素在地殼中的含量為硅元素在地殼中的含量為26.3%26.3%，僅次于氧；它在自然界中主，僅次于氧；它在自然界中主要以要以_及及_的形式存在，存在形態(tài)全部是的形式存在，存在形態(tài)全部是_。氧化物氧化物硅酸鹽硅酸鹽化合態(tài)化合態(tài)2.2.原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)硅的原子結(jié)構(gòu)示意圖為硅的原子結(jié)構(gòu)示意圖為_,_,最外層有最外層有_個電子，反應個電子，反應中既不易失去電子也不易得到電子，主要形成中既不易失去電子也不易得到電子，主要形成_價的化合物。價的化合物。4 4+4+4二、二氧化硅的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)二、二氧化硅的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)SiOSiO2 2的組成及結(jié)構(gòu)有何特點？的組成及結(jié)構(gòu)有何特點？Si

3、OSiO2 2有哪些重要的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)？有哪些重要的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)？1.1.存在存在存在形態(tài)存在形態(tài) 結(jié)晶形，如結(jié)晶形，如_石英石英無定形，如無定形，如_硅藻土硅藻土統(tǒng)稱硅石統(tǒng)稱硅石 石英、水晶、瑪瑙、光導纖維、沙子的主要成分是石英、水晶、瑪瑙、光導纖維、沙子的主要成分是_。SiOSiO2 22.2.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)SiOSiO2 2晶體是由晶體是由SiSi和和O O按按_的比例組成的的比例組成的_結(jié)構(gòu)的晶結(jié)構(gòu)的晶體，每個體，每個SiSi與與_個個O O結(jié)合，每個結(jié)合，每個O O與與_個個SiSi結(jié)合。結(jié)合。3.3.物理性質(zhì)物理性質(zhì)SiOSiO2 2硬度大，熔點硬度大，熔點_，_于水。于水。

4、O OO OO OO OSiSiO O1212立體網(wǎng)狀立體網(wǎng)狀4 42 2高高難溶難溶4.4.化學性質(zhì)化學性質(zhì)SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2O O _不與水、一般的酸反應不與水、一般的酸反應 與與NaOHNaOH反應反應 SiOSiO2 2 穩(wěn)定性穩(wěn)定性 特性特性與氫氟酸反應與氫氟酸反應 具有酸性氧化物具有酸性氧化物的性質(zhì)的性質(zhì) 與與CaOCaO反應反應 SiOSiO2 2+CaO CaSiO+CaO CaSiO3 3 高溫高溫=SiOSiO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O O_三、硅酸三、硅酸硅酸的

5、酸性比碳酸的酸性強還是弱？有哪些主要的化學性質(zhì)？硅酸的酸性比碳酸的酸性強還是弱？有哪些主要的化學性質(zhì)？實驗室中如何制備硅酸？實驗室中如何制備硅酸？1.1.制備制備實驗操作實驗操作 實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象 滴加酚酞后溶液呈滴加酚酞后溶液呈_色，滴加稀鹽酸后溶液變?yōu)樯?，滴加稀鹽酸后溶液變?yōu)開色，有色，有_生成生成 結(jié)論結(jié)論 NaNa2 2SiOSiO3 3溶液呈溶液呈_性；滴加稀鹽酸后反應的化學性；滴加稀鹽酸后反應的化學方程式為方程式為_紅紅無無白色膠狀沉淀白色膠狀沉淀堿堿NaNa2 2SiOSiO3 3+2HCl=2NaCl+H+2HCl=2NaCl+H2 2SiOSiO3 3 2.2.物理性質(zhì)物理性

6、質(zhì)H H2 2SiOSiO3 3是一種是一種_于水的白色膠狀物質(zhì)。于水的白色膠狀物質(zhì)。3.3.化學性質(zhì)化學性質(zhì)(1)(1)弱酸性。弱酸性。硅酸酸性比碳酸弱，向硅酸酸性比碳酸弱，向NaNa2 2SiOSiO3 3溶液中通入溶液中通入COCO2 2氣體，反應的氣體，反應的化學方程式為化學方程式為_。硅酸只與強堿反應，與硅酸只與強堿反應，與NaOHNaOH溶液反應的化學方程式為溶液反應的化學方程式為_。(2)(2)不穩(wěn)定性。不穩(wěn)定性。硅酸受熱易分解，化學方程式為硅酸受熱易分解，化學方程式為H H2 2SiOSiO3 3 SiO SiO2 2+H+H2 2O O。難溶難溶NaNa2 2SiOSiO3

7、3+CO+CO2 2+H+H2 2O=NaO=Na2 2COCO3 3+H+H2 2SiOSiO3 3H H2 2SiOSiO3 3+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+2H+2H2 2O O=4.4.硅膠硅膠硅膠硅膠 制備制備 H H2 2SiOSiO3 3的溶膠的溶膠硅酸凝膠硅酸凝膠 硅膠硅膠 脫水脫水用途用途 干燥劑、催化劑的載體干燥劑、催化劑的載體四、硅酸鹽四、硅酸鹽(1)(1)什么是硅酸鹽？如何用氧化物形式表示其組成？什么是硅酸鹽？如何用氧化物形式表示其組成？(2)(2)你知道玻璃、水泥、陶瓷的制作原料及主要成分嗎？你知道玻璃、水泥、陶瓷的制作原料及主要成分嗎

8、？1.1.硅酸鹽：由硅、硅酸鹽：由硅、_和和_組成的化合物的總稱。組成的化合物的總稱。2.2.組成的表示組成的表示通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示其組成。例如：通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示其組成。例如：硅酸鈉硅酸鈉(Na(Na2 2SiOSiO3 3) )：_。長石長石(KAlSi(KAlSi3 3O O8 8) )：_。氧氧金屬金屬NaNa2 2OSiOOSiO2 2K K2 2OAlOAl2 2O O3 36SiO6SiO2 23.3.性質(zhì)性質(zhì)硅酸鹽是一大類結(jié)構(gòu)復雜的固態(tài)物質(zhì)，大多不溶于水，化學性硅酸鹽是一大類結(jié)構(gòu)復雜的固態(tài)物質(zhì)，大多不溶于水，化學性質(zhì)很穩(wěn)定。質(zhì)很穩(wěn)定。

9、4.4.最簡單的硅酸鹽最簡單的硅酸鹽NaNa2 2SiOSiO3 3NaNa2 2SiOSiO3 3 物理性質(zhì)物理性質(zhì) 白色固體，易溶于水白色固體，易溶于水 俗名泡花堿，水溶液稱俗名泡花堿，水溶液稱_化學性質(zhì)化學性質(zhì)與酸與酸( (鹽酸、碳酸等鹽酸、碳酸等) )反應，生成硅反應，生成硅酸凝膠酸凝膠 用途用途 能制備硅膠和木材防火劑能制備硅膠和木材防火劑水玻璃水玻璃 5.5.三種常見的硅酸鹽產(chǎn)品三種常見的硅酸鹽產(chǎn)品硅酸鹽硅酸鹽產(chǎn)品產(chǎn)品 原原 料料 主要設備主要設備 主主 要要 成成 分分 水泥水泥 玻璃玻璃 陶瓷陶瓷 石灰石、黏土石灰石、黏土水泥回轉(zhuǎn)窯水泥回轉(zhuǎn)窯純堿、石灰石純堿、石灰石和石英和石英

10、玻璃窯玻璃窯 黏土黏土硅酸二鈣硅酸二鈣2CaOSiO2CaOSiO2 2硅酸三鈣硅酸三鈣3CaOSiO3CaOSiO2 2鋁酸三鈣鋁酸三鈣3CaOAl3CaOAl2 2O O3 3 NaNa2 2OCaO6SiOOCaO6SiO2 2 6.6.其他含硅的物質(zhì)其他含硅的物質(zhì)物質(zhì)物質(zhì)性質(zhì)性質(zhì)用途用途SiCSiC 俗稱俗稱_，具有金，具有金剛石結(jié)構(gòu)，硬度很大剛石結(jié)構(gòu)，硬度很大 砂紙、砂輪的磨料砂紙、砂輪的磨料 含含4%4%硅的硅鋼硅的硅鋼 很高的很高的_變壓器鐵芯變壓器鐵芯 硅橡膠硅橡膠 既耐高溫，又耐低溫，在既耐高溫，又耐低溫，在-60-60250250保持良好的保持良好的彈性彈性 制火箭、導彈、

11、飛機的制火箭、導彈、飛機的零件和絕緣材料零件和絕緣材料 人工制造分子篩人工制造分子篩( (鋁硅酸鹽鋁硅酸鹽) ) 有均勻微孔結(jié)構(gòu)有均勻微孔結(jié)構(gòu) 作作_和催化劑和催化劑 金剛砂金剛砂導磁性導磁性吸附劑吸附劑五、硅單質(zhì)的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)五、硅單質(zhì)的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)單質(zhì)單質(zhì)SiSi的結(jié)構(gòu)有何特點？有哪些重要的物理性質(zhì)？有何重要應的結(jié)構(gòu)有何特點？有哪些重要的物理性質(zhì)？有何重要應用？用？1.1.形態(tài)及結(jié)構(gòu)形態(tài)及結(jié)構(gòu)形態(tài)形態(tài) 有晶體硅和無定形硅兩大類有晶體硅和無定形硅兩大類 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 具有正四面體構(gòu)型的空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，與具有正四面體構(gòu)型的空間立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，與金剛石結(jié)構(gòu)類似金剛石結(jié)構(gòu)類似2.2.主要性質(zhì)主要性質(zhì)晶體硅

12、是有金屬光澤的灰黑色固體，熔點晶體硅是有金屬光澤的灰黑色固體，熔點_、硬度、硬度_，有脆，有脆性、導電性，是良好的性、導電性，是良好的_材料。常溫下化學性質(zhì)穩(wěn)定，材料。常溫下化學性質(zhì)穩(wěn)定，除氫氟酸和強堿外，不與其他物質(zhì)發(fā)生反應。除氫氟酸和強堿外，不與其他物質(zhì)發(fā)生反應。3.3.重要用途重要用途(1)(1)半導體材料，如硅芯片等。半導體材料，如硅芯片等。(2)(2)新型能源，如光電池等。新型能源，如光電池等。高高大大半導體半導體【正誤立判【正誤立判】1.1.硅原子既不易失去電子，也不易得到電子，所以在自然界中硅原子既不易失去電子，也不易得到電子，所以在自然界中有大量的單質(zhì)存在，如水晶。有大量的單質(zhì)

13、存在，如水晶。( )( )分析：分析：錯誤。硅原子雖然不易失去和得到電子，但硅是親氧元錯誤。硅原子雖然不易失去和得到電子，但硅是親氧元素，所以硅主要是以氧化物或硅酸鹽的形式存在，自然界中不素，所以硅主要是以氧化物或硅酸鹽的形式存在，自然界中不存在單質(zhì)硅。水晶是存在單質(zhì)硅。水晶是SiOSiO2 2, ,不是單質(zhì)硅。不是單質(zhì)硅。2.2.石英是石英是SiOSiO2 2分子直接構(gòu)成的。分子直接構(gòu)成的。( ( ) )分析：分析：錯誤。二氧化硅由錯誤。二氧化硅由SiSi、O O原子按原子按1212比例構(gòu)成，晶體中比例構(gòu)成，晶體中不存在不存在SiOSiO2 2分子。分子。3.SiO3.SiO2 2是酸性氧化

14、物，可與是酸性氧化物，可與H H2 2O O直接化合生成直接化合生成H H2 2SiOSiO3 3。( )( )分析：分析：錯誤。錯誤。SiOSiO2 2不溶于水，不能與不溶于水，不能與H H2 2O O直接反應生成直接反應生成H H2 2SiOSiO3 3。制取制取H H2 2SiOSiO3 3應用應用NaNa2 2SiOSiO3 3和酸反應。和酸反應。4.Na4.Na2 2OCaO6SiOOCaO6SiO2 2是一種硅酸鹽，由是一種硅酸鹽，由NaNa2 2O O和和CaOCaO及及SiOSiO2 2混合混合而成。而成。( ( ) )分析：分析：錯誤。錯誤。NaNa2 2O OCaOCaO6

15、SiO6SiO2 2是一種硅酸鹽，屬于純凈物，是一種硅酸鹽，屬于純凈物，上述形式只是該硅酸鹽的一種氧化物表示形式。上述形式只是該硅酸鹽的一種氧化物表示形式。5.5.制水泥、玻璃的共同原料是石灰石。制水泥、玻璃的共同原料是石灰石。( )( )分析：分析：正確。制水泥的原料是石灰石和黏土，制玻璃的原料是正確。制水泥的原料是石灰石和黏土，制玻璃的原料是石灰石、石英和純堿，二者的共同原料是石灰石。石灰石、石英和純堿，二者的共同原料是石灰石。6.6.硅是半導體材料，可用于制備光導纖維。硅是半導體材料，可用于制備光導纖維。( )( )分析：分析：錯誤。硅是半導體材料，但不能用于制備光導纖維，錯誤。硅是半導

16、體材料，但不能用于制備光導纖維，SiOSiO2 2才是制備光導纖維的主要原料。才是制備光導纖維的主要原料?！菊n堂探究【課堂探究】一、一、COCO2 2、SiOSiO2 2結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的比較結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的比較二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅 類別類別化學式的意義化學式的意義 物理性質(zhì)物理性質(zhì) 與水反應與水反應 酸性氧化物酸性氧化物酸性氧化物酸性氧化物可表示可表示COCO2 2分子的組成分子的組成不能表示不能表示SiOSiO2 2的分子組成，的分子組成，僅表示僅表示SiOSiO2 2中硅原子和氧原中硅原子和氧原子個數(shù)之比為子個數(shù)之比為12 12 通常狀況下為氣體，通常狀況下為氣體，熔、沸點低，可溶于熔

17、、沸點低，可溶于水，比空氣密度大水，比空氣密度大 堅硬，不溶于水，熔、堅硬，不溶于水，熔、沸點高沸點高 不反應不反應COCO2 2+H+H2 2O HO H2 2COCO3 3 二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅 與酸反應與酸反應 與鹽反應與鹽反應 與堿反應與堿反應 與與CaOCaO反應反應 不反應不反應只與只與HFHF反應反應4HF+SiO4HF+SiO2 2=SiF=SiF4 4+2H+2H2 2O O COCO2 2+Na+Na2 2COCO3 3+H+H2 2O=O= 2NaHCO 2NaHCO3 3 高溫高溫=SiOSiO2 2+Na+Na2 2COCO3 3 CO CO2 2+Na+

18、Na2 2SiOSiO3 3COCO2 2+2NaOH=+2NaOH= Na Na2 2COCO3 3+H+H2 2O OSiOSiO2 2+2NaOH=+2NaOH= Na Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O O COCO2 2+CaO=CaCO+CaO=CaCO3 3高溫高溫=SiOSiO2 2+CaO CaSiO+CaO CaSiO3 3 【特別提醒【特別提醒】(1)CO(1)CO2 2由分子直接構(gòu)成，由分子直接構(gòu)成，SiOSiO2 2由由SiSi、O O原子直接構(gòu)原子直接構(gòu)成。成。(2)CO(2)CO2 2可與堿反應，可與堿反應，SiOSiO2 2只與強堿反應。只與強堿反應。

19、(3)(3)氫氟酸能腐蝕玻璃，可用于刻蝕玻璃。氫氟酸能腐蝕玻璃，可用于刻蝕玻璃?！镜淅镜淅? 1】被譽為】被譽為“光纖之父光纖之父”的華人科學家高錕曾榮獲諾貝的華人科學家高錕曾榮獲諾貝爾化學獎。下列敘述正確的是爾化學獎。下列敘述正確的是( )( )A.COA.CO2 2與與SiOSiO2 2都能跟都能跟H H2 2O O反應生成相應的酸反應生成相應的酸B.SiOB.SiO2 2與與COCO2 2都屬于酸性氧化物，都不能與酸反應都屬于酸性氧化物，都不能與酸反應C.SiOC.SiO2 2與與COCO2 2( (干冰干冰) )都能夠與氫氧化鈉溶液反應都能夠與氫氧化鈉溶液反應D.D.水晶的主要成分是

20、水晶的主要成分是SiCSiC【思路點撥【思路點撥】解答本題應注意以下兩點：解答本題應注意以下兩點：(1)SiO(1)SiO2 2不與水反應，也難溶于水。不與水反應，也難溶于水。(2)SiO(2)SiO2 2與氫氟酸和與氫氟酸和NaOHNaOH溶液均能反應。溶液均能反應?！窘馕觥窘馕觥窟x選C C。A A項，項，COCO2 2與水反應，與水反應，SiOSiO2 2不與水反應，也不溶于不與水反應，也不溶于水；水；B B項，項，SiOSiO2 2為酸性氧化物，能與為酸性氧化物，能與HFHF反應，但反應，但COCO2 2不與酸反不與酸反應；應；C C項，項，SiOSiO2 2能與能與NaOHNaOH溶液

21、反應，溶液反應，SiOSiO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+ +H H2 2O O；D D項，水晶是純凈的項，水晶是純凈的SiOSiO2 2，SiCSiC俗稱金剛砂。俗稱金剛砂?！揪剧姟揪剧姟刻己凸柙咏Y(jié)構(gòu)相似，但碳和硅原子結(jié)構(gòu)相似，但COCO2 2和和SiOSiO2 2在結(jié)構(gòu)性質(zhì)上卻在結(jié)構(gòu)性質(zhì)上卻有很大差異。解答此類問題時應注意有很大差異。解答此類問題時應注意SiOSiO2 2的特性，避免機械套的特性，避免機械套用用COCO2 2的性質(zhì)。的性質(zhì)?！就卣寡由臁就卣寡由臁慷趸枧c碳酸鹽反應的原理二氧化硅與碳酸鹽反應的原理以以SiOSiO2 2+Na+Na

22、2 2COCO3 3 NaNa2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2為例：為例：該反應之所以能夠發(fā)生，是因為該反應產(chǎn)生該反應之所以能夠發(fā)生，是因為該反應產(chǎn)生COCO2 2氣體，能脫離氣體，能脫離反應體系，從而使反應能繼續(xù)進行，并不是因為反應體系，從而使反應能繼續(xù)進行，并不是因為H H2 2SiOSiO3 3的酸性的酸性比比H H2 2COCO3 3強，事實上強，事實上H H2 2COCO3 3的酸性比的酸性比H H2 2SiOSiO3 3強，因為該反應不是溶強，因為該反應不是溶液中進行的復分解反應，而是高溫條件下固體間的反應，不能液中進行的復分解反應，而是高溫條件下固體間的反應，不能用復分

23、解反應原理來解釋。用復分解反應原理來解釋。高溫高溫=【變式備選【變式備選】下列敘述正確的是下列敘述正確的是( )( )A.COA.CO2 2和和SiOSiO2 2都是酸性氧化物，所以兩者物理性質(zhì)相似都是酸性氧化物，所以兩者物理性質(zhì)相似B.B.因為因為CaCOCaCO3 3+SiO+SiO2 2 CaSiO CaSiO3 3+CO+CO2 2，所以硅酸的酸性比碳，所以硅酸的酸性比碳酸強酸強C.COC.CO2 2和和SiOSiO2 2都能與碳反應，且都作氧化劑都能與碳反應，且都作氧化劑D.SiOD.SiO2 2既能和既能和NaOHNaOH反應，又能和反應，又能和HFHF反應，所以二氧化硅屬于兩反應

24、，所以二氧化硅屬于兩性氧化物性氧化物高溫高溫=【解析【解析】選選C C。COCO2 2的熔沸點低，溶于水，的熔沸點低，溶于水，SiOSiO2 2的熔沸點高，硬的熔沸點高，硬度大，不溶于水，兩者都是酸性氧化物和其物理性質(zhì)沒有因果度大，不溶于水，兩者都是酸性氧化物和其物理性質(zhì)沒有因果關(guān)系，關(guān)系，A A錯；錯；CaCOCaCO3 3和和SiOSiO2 2反應是反應是SiOSiO2 2的特殊性質(zhì)，不能說明的特殊性質(zhì)，不能說明H H2 2COCO3 3的酸性比的酸性比H H2 2SiOSiO3 3的弱，的弱，B B錯；錯；SiOSiO2 2和和HFHF反應也是反應也是SiOSiO2 2的特殊的特殊性質(zhì)，

25、不能說明性質(zhì)，不能說明SiOSiO2 2是兩性氧化物，是兩性氧化物，D D錯。錯。二、硅的制取及含硅化合物的轉(zhuǎn)化二、硅的制取及含硅化合物的轉(zhuǎn)化1.1.單質(zhì)硅的制取單質(zhì)硅的制取(1)(1)粗硅的制取。粗硅的制取。2C+SiO2C+SiO2 2 2CO+Si( 2CO+Si(粗硅粗硅) )(2)(2)純硅的制取。純硅的制取。Si(Si(粗硅粗硅)+2Cl)+2Cl2 2 SiClSiCl4 4SiClSiCl4 42H2H2 2 Si( Si(純硅純硅)+4HCl)+4HCl高溫高溫=加熱加熱=高溫高溫=2.2.硅及其化合物的轉(zhuǎn)化硅及其化合物的轉(zhuǎn)化發(fā)生反應的化學方程式為：發(fā)生反應的化學方程式為：S

26、i+OSi+O2 2 SiO SiO2 2SiOSiO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O OCOCO2 2+H+H2 2O+NaO+Na2 2SiOSiO3 3=Na=Na2 2COCO3 3+H+H2 2SiOSiO3 3H H2 2SiOSiO3 3 SiO SiO2 2+H+H2 2O OSiOSiO2 2+2C Si+2CO+2C Si+2CO=高溫高溫=【特別提醒【特別提醒】(1)(1)硅在高溫時能與硅在高溫時能與O O2 2發(fā)生反應，粗硅制備時，發(fā)生反應，粗硅制備時，用焦炭在電爐中隔絕空氣還原用焦炭在電爐中隔絕空氣還原SiOSiO2

27、2，且生成，且生成COCO，而不是，而不是COCO2 2。(2)(2)常見單質(zhì)中，與常見單質(zhì)中，與NaOHNaOH溶液反應生成溶液反應生成H H2 2的有金屬的有金屬AlAl、非金屬、非金屬SiSi?！镜淅镜淅? 2】晶體硅是一種重要的非金屬材料。制備純硅的主要步】晶體硅是一種重要的非金屬材料。制備純硅的主要步驟如下：驟如下：高溫下用焦炭還原二氧化硅制得粗硅；高溫下用焦炭還原二氧化硅制得粗硅；粗硅與干燥粗硅與干燥HClHCl氣體反應制得氣體反應制得SiHClSiHCl3 3: :Si+3HCl SiHClSi+3HCl SiHCl3 3+H+H2 2; ;SiHClSiHCl3 3與過量與過

28、量H H2 2在在1 000 1 000 1 100 1 100 條件下反應制得純硅。條件下反應制得純硅。已知已知SiHClSiHCl3 3能與能與H H2 2O O強烈反應，在空氣中易自燃。強烈反應，在空氣中易自燃。300 300 =請回答下列問題：請回答下列問題：(1)(1)第第步制備純硅的化學反應方程式為步制備純硅的化學反應方程式為_。(2)(2)粗硅與粗硅與HClHCl反應完全后，經(jīng)冷凝得到的反應完全后，經(jīng)冷凝得到的SiHClSiHCl3 3( (沸點沸點33.0)33.0)中含有少量中含有少量SiClSiCl4 4( (沸點沸點57.6)57.6)和和HClHCl( (沸點沸點-84

29、.7)-84.7)，提純，提純SiHClSiHCl3 3的方法為的方法為_。(3)(3)用用SiHClSiHCl3 3與過量與過量H H2 2反應制備純硅的裝置如圖所示反應制備純硅的裝置如圖所示( (熱源及夾熱源及夾持裝置均已略去持裝置均已略去) )：裝置裝置B B中的試劑是中的試劑是_。裝置裝置C C中的燒瓶需要加熱，其目的是中的燒瓶需要加熱，其目的是_?！舅悸伏c撥【思路點撥】解答本題應注意以下兩點：解答本題應注意以下兩點：(1)SiHCl(1)SiHCl3 3沸點低，容易汽化。沸點低，容易汽化。(2)SiHCl(2)SiHCl3 3與與H H2 2反應制備純硅時，必須在干燥環(huán)境中進行。反應

30、制備純硅時，必須在干燥環(huán)境中進行?！窘馕觥窘馕觥?2)(2)根據(jù)根據(jù)SiHClSiHCl3 3、SiClSiCl4 4、HClHCl沸點不同，可用蒸餾法分沸點不同，可用蒸餾法分離出離出SiHClSiHCl3 3。(3)SiHCl(3)SiHCl3 3能與能與H H2 2O O劇烈反應，所以要進行干燥，根據(jù)裝置應選劇烈反應，所以要進行干燥，根據(jù)裝置應選擇液態(tài)干燥劑濃硫酸。擇液態(tài)干燥劑濃硫酸。C C裝置用水浴加熱裝置用水浴加熱SiHClSiHCl3 3，使其汽化，使其汽化，和和H H2 2進入進入D D裝置反應。裝置反應。答案：答案：(1)SiHCl(1)SiHCl3 3+H+H2 2 Si+3H

31、ClSi+3HCl(2)(2)蒸餾蒸餾(3)(3)濃硫酸濃硫酸 使進入燒瓶中的使進入燒瓶中的SiHClSiHCl3 3汽化汽化1 0001 0001 1001 100=【警示鐘【警示鐘】(1)(1)石英和焦炭在高溫下反應生成石英和焦炭在高溫下反應生成COCO，而不是，而不是COCO2 2。(2)(2)粗硅中雜質(zhì)不是碳單質(zhì)，而是粗硅中雜質(zhì)不是碳單質(zhì)，而是SiCSiC，因為發(fā)生反應，因為發(fā)生反應C+SiC+SiSiCSiC。(3)(3)制備純硅時，石英管不能更換為玻璃管。因為高溫條件下制備純硅時，石英管不能更換為玻璃管。因為高溫條件下玻璃會軟化。玻璃會軟化。高溫高溫=【變式訓練【變式訓練】單晶硅是

32、制作電子集成電路的基礎材料，對硅的單晶硅是制作電子集成電路的基礎材料，對硅的純度要求很高。用化學方法可制得高純度硅，其化學方程式為：純度要求很高。用化學方法可制得高純度硅，其化學方程式為：SiOSiO2 2+2C Si+2CO+2C Si+2COSi+2ClSi+2Cl2 2 SiClSiCl4 4SiClSiCl4 4+2H+2H2 2 Si+4HCl Si+4HCl。下列對上述三個反應的敘述中，不正確的是下列對上述三個反應的敘述中，不正確的是( )( )A.A.為置換反應為置換反應B.B.為化合反應為化合反應C.C.均為氧化還原反應均為氧化還原反應D.D.三個反應的反應物中硅元素均被還原三

33、個反應的反應物中硅元素均被還原高溫高溫=加熱加熱=高溫高溫=【解析【解析】選選D D。反應。反應為置換反應，反應為置換反應，反應為化合反應，三為化合反應，三個反應均有元素化合價變化，均屬于氧化還原反應，其中反應個反應均有元素化合價變化，均屬于氧化還原反應，其中反應和和中硅元素被還原，反應中硅元素被還原，反應中硅元素被氧化。中硅元素被氧化。【牛刀小試【牛刀小試】1 1鎂橄欖石鎂橄欖石(2MgOSiO(2MgOSiO2 2) )中的陰離子是中的陰離子是( )( )A.SiOA.SiO3 32-2- B.SiO B.SiO4 44-4- C.SiO C.SiO5 54-4- D.SiO D.SiO6

34、 64-4-【解析【解析】選選B B。2MgO2MgOSiOSiO2 2表示成鹽的形式為表示成鹽的形式為MgMg2 2SiOSiO4 4。因此陰。因此陰離子為離子為SiOSiO4 44-4-。2 2下列說法正確的是下列說法正確的是( )( )A.SiOA.SiO2 2溶于水顯酸性溶于水顯酸性B.COB.CO2 2通入水玻璃中可得到硅酸通入水玻璃中可得到硅酸C.SiOC.SiO2 2是生產(chǎn)水泥的主要原料是生產(chǎn)水泥的主要原料D.D.因高溫時因高溫時SiOSiO2 2與與NaNa2 2COCO3 3反應放出反應放出COCO2 2，所以硅酸的酸性比碳酸，所以硅酸的酸性比碳酸強強【解析【解析】選選B B

35、。SiOSiO2 2是一種難溶于水的固體，故是一種難溶于水的固體，故A A不正確；生產(chǎn)不正確；生產(chǎn)水泥的原料是黏土和石灰石，水泥的原料是黏土和石灰石，SiOSiO2 2是生產(chǎn)玻璃的主要原料，是生產(chǎn)玻璃的主要原料，C C不正確；不正確；SiOSiO2 2可與可與NaNa2 2COCO3 3在高溫條件下反應是因為生成的在高溫條件下反應是因為生成的COCO2 2氣氣體能不斷地從反應體系中逸出，從而促進反應進行，而并非因體能不斷地從反應體系中逸出，從而促進反應進行，而并非因為為H H2 2SiOSiO3 3酸性比酸性比H H2 2COCO3 3強，強，D D不正確。不正確。3 3下列反應的離子方程式中

36、，不正確的是下列反應的離子方程式中，不正確的是( )( )A.A.二氧化硅和氫氟酸反應：二氧化硅和氫氟酸反應：SiOSiO2 2+4H+4H+ +=Si=Si4+4+2H+2H2 2O OB.B.二氧化硅和氫氧化鉀溶液反應：二氧化硅和氫氧化鉀溶液反應：SiOSiO2 2+2OH+2OH- -=SiO=SiO3 32-2-+H+H2 2O OC.C.水玻璃中滴入鹽酸：水玻璃中滴入鹽酸：SiOSiO3 32-2-+2H+2H+ +=H=H2 2SiOSiO3 3D.D.碳酸鋇滴加稀硝酸：碳酸鋇滴加稀硝酸：BaCOBaCO3 3+2H+2H+ +=Ba=Ba2+2+H+H2 2O+COO+CO2 2

37、【解析【解析】選選A A。A A項氫氟酸為弱酸，書寫離子方程式應寫分子式，項氫氟酸為弱酸，書寫離子方程式應寫分子式，正確的離子方程式為正確的離子方程式為SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2O O；B B、C C、D D項均項均符合反應原理及離子方程式書寫要求。符合反應原理及離子方程式書寫要求。4.4.下列有關(guān)硅及其化合物的說法錯誤的是下列有關(guān)硅及其化合物的說法錯誤的是( )( )A.A.硅的導電性能介于導體和絕緣體之間，是良好的半導體材料硅的導電性能介于導體和絕緣體之間，是良好的半導體材料B.B.二氧化硅屬于酸性氧化物，不能與任何酸反應二氧化硅屬于酸性氧化

38、物，不能與任何酸反應C.C.硅酸可通過可溶性硅酸鹽與其他酸反應制得，硅酸干凝膠常硅酸可通過可溶性硅酸鹽與其他酸反應制得，硅酸干凝膠常用作干燥劑用作干燥劑D.D.硅酸鈉的水溶液俗稱水玻璃，可作木材防火劑硅酸鈉的水溶液俗稱水玻璃，可作木材防火劑【解析【解析】選選B B。SiOSiO2 2屬于酸性氧化物，但可與屬于酸性氧化物，但可與HFHF發(fā)生反應發(fā)生反應SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2O O；硅酸可利用可溶性硅酸鹽與其他酸；硅酸可利用可溶性硅酸鹽與其他酸反應來制取。如反應來制取。如NaNa2 2SiOSiO3 3+2HCl=2NaCl+H+2HCl=2Na

39、Cl+H2 2SiOSiO3 3。5.5.已知已知A A是灰黑色的、有金屬光澤的固體單質(zhì)。根據(jù)如圖所示是灰黑色的、有金屬光澤的固體單質(zhì)。根據(jù)如圖所示的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，回答下列有關(guān)問題。的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，回答下列有關(guān)問題。(1)(1)寫出寫出B B、C C兩物質(zhì)的名稱：兩物質(zhì)的名稱：B_B_，C_C_。(2)(2)寫出寫出DBDB的化學方程式：的化學方程式：_。(3)(3)寫出寫出BCBC的離子方程式：的離子方程式：_。【解析【解析】據(jù)據(jù)A A是灰黑色的、有金屬光澤的固體單質(zhì)是灰黑色的、有金屬光澤的固體單質(zhì), ,知知A A是硅，是硅，則則B B是硅酸鈉，是硅酸鈉，C C是硅酸，是硅酸，D D是二氧化硅。是二氧化硅。答案：答案：(1)(1)硅酸鈉硅酸鈉 硅酸硅酸(2)SiO(2)SiO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O O(3)SiO(3)SiO3 32-2-+H+H2 2O+COO+CO2 2=CO=CO3 32-2-+H+H2 2SiOSiO3 3