第2單元含硅礦物與信息材料 考試標(biāo)準(zhǔn) 1 硅在自然界的存在形式 a a 2 硅及其化合物 以SiO2和Na2SiO3為例 的重要性質(zhì) a b 3 工業(yè)制備高純硅的方法 a b 考點一硅及其化合物的性質(zhì) 1 硅的存在硅在地殼中的含量占第 位 硅主要以熔點很高的 及 為主要存在形式 因此硅是以 態(tài)存在于自然界 晶體硅為 色固體 有金屬光澤 硬度 熔點 2 硅的化學(xué)性質(zhì) 1 與F2反應(yīng) 2 與氫氟酸反應(yīng) 3 與NaOH溶液反應(yīng) 4 與O2反應(yīng) 5 與Cl2反應(yīng) Si 2F2 SiF4 Si 4HF SiF4 2H2 Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2 二 二氧 硅酸鹽 灰黑 化合 大 高 化硅 3 硅的工業(yè)制法4 二氧化硅的性質(zhì)二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑 不與水 酸 除外 發(fā)生反應(yīng) 能耐 耐 SiO2是酸性氧化物 能與 和 反應(yīng) 1 與堿反應(yīng)在常溫下 SiO2與強(qiáng)堿溶液反應(yīng) 生成 例如SiO2 HF 高溫 腐蝕 堿性氧化物 強(qiáng)堿溶液 硅酸鹽 與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式 2 與堿性氧化物反應(yīng)在高溫下 SiO2能與堿性氧化物反應(yīng)生成鹽 例如SiO2與CaO反應(yīng)的化學(xué)方程式 3 弱氧化性在高溫下 SiO2還能被焦炭還原 反應(yīng)的方程式為 4 與氫氟酸反應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式為 SiO2 4HF SiF4 2H2O SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O 5 硅酸鈉的性質(zhì) 1 Na2SiO3的水溶液俗稱 是建筑業(yè)中常用的一種 也是一種礦物膠 用水玻璃浸泡過的木材 紡織品既 又 2 Na2SiO3溶液呈堿性 易吸收空氣中的CO2 化學(xué)方程式為 因此Na2SiO3溶液要 保存 水玻璃 黏合劑 耐腐蝕 不易著火 Na2SiO3 CO2 H2O Na2CO3 H2SiO3 密封 易錯判斷 正確的打 錯誤的打 1 硅是非金屬元素 晶體硅是灰黑色有金屬光澤的固體 2 硅的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間 是良好的半導(dǎo)體材料 3 硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑 常溫下不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng) 4 加熱到一定溫度時 硅能與氯氣 氧氣等非金屬反應(yīng) 5 酸性氧化物都只能與堿反應(yīng)不能與酸發(fā)生反應(yīng) 答案 1 2 3 4 5 6 7 硅及其化合物的特性 方法總結(jié) 易錯辨析題 1 下列說法正確的是 A 二氧化硅不與強(qiáng)酸反應(yīng) 可用石英器皿盛放氫氟酸B SiO2既能溶于氫氧化鈉溶液又溶于氫氟酸 所以二氧化硅是兩性氧化物C SiO2與酸 堿均不反應(yīng)D SiO2是酸性氧化物 能與NaOH溶液反應(yīng) 考法題組 解析SiO2能與氫氟酸反應(yīng) 所以不可用石英器皿盛放氫氟酸 A錯誤 SiO2與NaOH溶液反應(yīng)生成Na2SiO3 鹽 和H2O 而與HF反應(yīng)生成SiF4和H2O SiF4不是鹽 所以SiO2不是兩性氧化物 B C錯誤 SiO2為酸性氧化物能與強(qiáng)堿反應(yīng) D正確 答案D 轉(zhuǎn)化分析題 2 蒼南質(zhì)評 下列物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化不能通過一步反應(yīng)完成的是 A SiO2 SiB CO2 CC SiO2 H2SiO3D Si Na2SiO3答案C 流程分析題 3 硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣 請回答下列問題 1 制備硅半導(dǎo)體材料必須先得到高純硅 三氯甲硅烷 SiHCl3 還原法是當(dāng)前制備高純硅的主要方法 生產(chǎn)過程示意圖如下 寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學(xué)反應(yīng)方程式 整個制備過程必須嚴(yán)格控制無水無氧 SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3 HCl和另一種物質(zhì) 寫出配平的化學(xué)反應(yīng)方程式 H2還原SiHCl3過程中若混有O2 可能引起的后果是 2 硅酸鈉水溶液俗稱水玻璃 取少量硅酸鈉溶液于試管中 逐滴加入飽和氯化銨溶液 振蕩 寫出實驗現(xiàn)象并給予解釋 考試標(biāo)準(zhǔn) 1 三大硅酸鹽產(chǎn)品 水泥 陶瓷 玻璃 a a 2 硅 二氧化硅在信息技術(shù) 材料科學(xué)等領(lǐng)域中的應(yīng)用 a a 3 光導(dǎo)纖維的組成和作用 a 考點二硅酸鹽產(chǎn)品 1 硅酸硅酸 溶于水 其酸性比碳酸 硅酸 填 能 或 不能 使紫色石蕊試液變紅色 1 硅酸不穩(wěn)定 受熱易分解 其化學(xué)方程式為 2 硅酸能與堿溶液反應(yīng) 如與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為 3 硅酸在水中易聚合形成膠體 硅膠有很強(qiáng)的 能力 常用作 H2SiO3 2NaOH Na2SiO3 2H2O 吸水 干燥劑 弱 不能 難 2 硅酸鹽 1 概念 的總稱 是構(gòu)成地殼巖石的主要成分 2 表示方法 硅酸鹽礦物的成分復(fù)雜 常用氧化物的形式表示它們的組成 如硅酸鈉 Na2SiO3 寫成 鉀云母 KH2Al3Si3O12 寫成 3 硅 二氧化硅在信息材料中的應(yīng)用 1 硅晶體的熔點和沸點都 硬度 其導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間 是重要的 廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)的各個領(lǐng)域 2 二氧化硅是一種熔沸點 硬度 的氧化物 除可用于制作 外 還可用于制造 由硅 氧和金屬元素組成的化合物 Na2O SiO2 K2O 3Al2O3 6SiO2 2H2O 半導(dǎo)體材料 大 高 大 高 光學(xué)鏡片 石英坩堝 光導(dǎo)纖維 易錯判斷 正確的打 錯誤的打 1 玻璃是一種晶體 有較高的熔點 2 傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料是指玻璃 水泥 陶瓷等硅酸鹽材料 3 水泥 玻璃 青花瓷 水晶 瑪瑙都屬于硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品 5 由于晶體硅熔點高硬度大 則可用于制作半導(dǎo)體材料 6 SiO2可與HF反應(yīng) 因而氫氟酸不能保存在玻璃瓶中 7 高溫下用焦炭還原SiO2制取粗硅 8 單質(zhì)硅是將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿某Ｓ貌牧?9 合成纖維和光導(dǎo)纖維都是新型無機(jī)非金屬材料 10 SiO2有導(dǎo)電性 所以SiO2可用于制備光導(dǎo)纖維 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 三種硅酸鹽工業(yè)生產(chǎn)的比較 歸納總結(jié) 組成判斷題 1 材料與化學(xué)密切相關(guān) 表中對應(yīng)關(guān)系錯誤的是 解析剛玉和金剛石的成分分別是氧化鋁和碳 大理石和石灰石的主要成分都是碳酸鈣 普通玻璃和普通水泥都是常見的硅酸鹽材料 沙子和石英的主要成分都是二氧化硅 故本題答案是A 答案A 考法題組 性質(zhì)分析題 2 下列有關(guān)硅及硅酸鹽材料的說法正確的是 解析A項 硅酸鈉本身是一種粘合劑 易造成磨口玻璃塞與瓶口粘結(jié) B項 兩反應(yīng)條件不同 反應(yīng) 是在溶液中進(jìn)行 強(qiáng)酸可以制弱酸 而高溫條件下 CO2是氣體 逸出反應(yīng)體系 能促使反應(yīng)發(fā)生 C項 石英玻璃的成分為SiO2 SiO2是氧化物不是鹽 D項正確 答案D 實驗分析題 3 單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料 通常用碳在高溫下還原二氧化硅制得粗硅 含鐵 鋁 硼 磷等雜質(zhì) 粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅 反應(yīng)溫度450 500 四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得高純硅 以下是實驗室制備四氯化硅的裝置示意圖 相關(guān)信息如下 a 四氯化硅遇水極易水解 b 硼 鋁 鐵 磷在高溫下均能與氯氣直接反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物 c 有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見下表 請回答下列問題 1 寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 2 裝置A中g(shù)管的作用是 裝置C中的試劑是 裝置E中的h瓶需要冷卻的理由是 3 裝置E中h瓶收集到的粗產(chǎn)物可通過精餾 類似多次蒸餾 得到高純度四氯化硅 精餾后的殘留物中 除鐵元素外可能還含有的雜質(zhì)元素是 填寫元素符號