第四章常见的非金属及其化合物 无机非金属材料的主角一一硅 [考纲要求]1.了解C、Si元素单质及其重要化合物的主要性质及应用 2.了解C、Si元素单质及其重要化合物对环境质量的影响 3.以新材料、新技术为背景考查C、Si元素及其重要化合物的性质及应用 知识点一碳、硅的氧化物 1.碳的氧化物比较 分子式 CO 工业制法水煤气: (原理 ①可燃性 ①具备酸性氧化物的 通性 化学性质②还原性(如还原 ②与Na2O2反应 Fe2O) 毒,能与人体内 毒性血红蛋白结合使人/无毒,是造成 体因缺氧而中毒 效应的主要气体 2.二氧化硅与二氧化碳的性质比较 二氧化碳和二氧化硅都是酸性氧化物,其结构和主要性质可比较如下: (1)SiO2是硅最重要的 天然二氧化硅称为 约占地壳 的 存在状态有 和 (2)二氧化硅的结构(●代表硅原子;●代表氧原子) SiO2是原子晶体。1个Si原子与周围的个0原子结合 每1个0原子与个Si原子相结合。实际上,二氧化硅晶 体是由硅原子和氧原子按1:2的比率所组成的立体网状原子晶 体,我们通常用“Si02”的式子表示二氧化硅的组成 (3)石英晶体是结晶的 具有不同的 和 石英中无色透明的晶体叫 具有彩色环带状或层状的称
第四章 常见的非金属及其化合物 无机非金属材料的主角——硅 [考纲要求] 1.了解 C、Si 元素单质及其重要化合物的主要性质及应用 2.了解 C、Si 元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。 3.以新材料、新技术为背景考查 C、Si 元素及其重要化合物的性质及应用。 知识点一 碳、硅的氧化物 1．碳的氧化物比较 2.二氧化硅与二氧化碳的性质比较 二氧化碳和二氧化硅都是酸性氧化物，其结构和主要性质可比较如下： (1) SiO2 是硅最重要的 ，天然二氧化硅称为 ，约占地壳 的 ，存在状态有 和 。 (2) 二氧化硅的结构（ 代表硅原子； 代表氧原子） SiO2 是原子晶体。1 个 Si 原子与周围的 个 O 原子结合， 每 1 个 O 原子与 个 Si 原子相结合。实际上，二氧化硅晶 体是由硅原子和氧原子按 1：2 的比率所组成的立体网状原子晶 体，我们通常用“SiO2”的式子表示二氧化硅的组成。 (3) 石英晶体是结晶的 ，具有不同的 和 。 石英中无色透明的晶体叫 ，具有彩色环带状或层状的称
①与水 不反应 反应 ②与酸|sO3+4HF 反应 不反应 ③与碱 化反应盛碱液的试剂瓶用 塞 质 Ca( C1O)2+CO,+ ④与盐SO2+Na2CO2=H2O= 反应 CO2 Na, CO sO2的 ⑤与碱 性氧化sO,+Ca高温 CaO 物反应 小结:1二氧化硅能与成相应的盐和水,是一种氧化物,它不能溶于水得到相应的 酸一一硅酸。 2酸性氧化物一般不与酸发生化学反应,而二氧化硅却能与发生反应,这也是工业 上用雕刻玻璃的反应原理 问题思考 1.为什么不能用带玻璃塞的试剂瓶盛放碱液? 2.Si02既能和NaOH溶液反应又能和H溶液反应,一定是两性氧化物吗? 练习:1.熔融烧碱应选用的器皿是 A.石英坩埚 B.生铁坩埚 C.普通玻璃坩埚 D.陶瓷坩埚 2.下列说法正确的是 A.硅的化学性质不活泼,在自然界中可以以游离态存在 B.二氧化碳通入水玻璃可以得到硅酸 C.二氧化硅溶于水显酸性 D.二氧化硅是酸性氧化物,它不溶于任何酸 知识点二硅酸、硅酸盐 在滴入酚酞的饱和硅酸钠溶液中逐滴滴入稀盐酸 现象 结论 化学方程式
小结：1 二氧化硅能与 成相应的盐和水，是一种 氧化物，它不能溶于水得到相应的 酸——硅酸。 2 酸性氧化物一般不与酸发生化学反应，而二氧化硅却能与 发生反应，这也是工业 上用 雕刻玻璃的反应原理。 问题思考 1．为什么不能用带玻璃塞的试剂瓶盛放碱液？ 2．SiO2 既能和 NaOH 溶液反应又能和 HF 溶液反应，一定是两性氧化物吗？ 练习：1.熔融烧碱应选用的器皿是 A.石英坩埚 B.生铁坩埚 C.普通玻璃坩埚 D.陶瓷坩埚 2.下列说法正确的是 A.硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在 B.二氧化碳通入水玻璃可以得到硅酸 C.二氧化硅溶于水显酸性 D.二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸 知识点二 硅酸、硅酸盐 硅酸 实验 在滴入酚酞的饱和硅酸钠溶液中逐滴滴入稀盐酸 现象 结论 化学方程式
硅酸溶于水,其酸性比碳酸 硅酸 (填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液 变红色。 (1)硅酸不稳定,受热易分解: (2)硅酸能与碱溶液反应,如与NaOH溶液反应的化学方程式为: (3)硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水份能力强,常用作 2.硅酸钠 (1)物理性质 白色、可溶于水的粉末状固体,其水溶液俗称 ,有黏性。 (2)化学性质 ①与酸性较硅酸强的酸反应,化学方程式分别为: 与盐酸反应: 与CO2水溶液反应: (3)用途:黏合剂(矿物胶),耐火阻燃材料。 问题思考 反应①Na2SiO+H20+CO2=Na2CO3+HSiO3↓,说明HCO3的酸性强于H2SiO。反应②Na2CO3+ si0高温asiO+C2↑,能否说明HSi02的酸性强于HCOn 硅酸盐 现象 点燃晾干蒸馏水的布条 点燃晾干的硅酸钠布条 (1)概念 的总称,是构成地壳岩石的主要成分。 (2)表示方法:硅酸盐矿物的成分复杂,多用氧化物的形式表示它们的组成,如硅酸钠(Na2SiO3) 写成 钾云母(KH2Al3Si3O12)写成 问题思考 硅酸盐是否以氧化物的形式存在? 4.传统无机非金属材料 (1)普通玻璃 ①主要原料: ②生产中主要化学方程式: ③主要成分: (2)普通硅酸盐水泥 ①主要原料 ②主要成分(写出名称和化学式): 练习:1.下列物质中属于纯净物的是
硅酸____溶于水，其酸性比碳酸____，硅酸_______(填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液 变红色。 (1)硅酸不稳定，受热易分解：_______________________________________________。 (2)硅酸能与碱溶液反应，如与 NaOH 溶液反应的化学方程式为： ________________________________________________________________________。 (3)硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水份能力强，常用作________。 2．硅酸钠 (1)物理性质 白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称________，有黏性。 (2)化学性质 ①与酸性较硅酸强的酸反应，化学方程式分别为： 与盐酸反应：____________________________________________________________。 与 CO2 水溶液反应：______________________________________________________。 (3)用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。 问题思考 反应①Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓，说明 H2CO3 的酸性强于 H2SiO3。反应②Na2CO3＋ SiO2===== 高温Na2SiO3＋CO2↑，能否说明 H2SiO3 的酸性强于 H2CO3？ 3．硅酸盐 实验 现象 点燃晾干蒸馏水的布条 点燃晾干的硅酸钠布条 (1)概念：__________________________的总称，是构成地壳岩石的主要成分。 (2)表示方法：硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式表示它们的组成，如硅酸钠(Na2SiO3) 写成________，钾云母(KH2Al3Si3O12)写成_______________________________。 问题思考 硅酸盐是否以氧化物的形式存在？ 4．传统无机非金属材料 (1)普通玻璃 ①主要原料：____________________________________________________________。 ②生产中主要化学方程式：________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③主要成分：________、________、________。 (2)普通硅酸盐水泥 ①主要原料：________、________。 ②主要成分(写出名称和化学式)：__________________________________________ ________________________________________________________________________。 练习：1.下列物质中属于纯净物的是
A.Na2CO3·1OH0 B.水泥C.纯净的盐酸D.普通玻璃 2.下列物质有固定熔点的是 A.水泥 玻璃 C.Na20·SiO2D.水玻璃 3、向下列溶液滴加稀盐酸,生成白色沉淀,继续滴加稀盐酸,沉淀又溶解的是() A Na2Si03 B Bacl D naalO2 知识点三碳、硅 1.C、Si单质的存在形态、物理性质及用途 (1)碳在自然界既有 态又有 态。碳的同素异形体有 无定形碳 (2)硅在地壳中的含量占第位,仅次于,全部以 态存在,是一种亲元 素,单质硅有 和 形两种。晶体硅是良好的 材料,它是带有 的色固体,熔点,硬度,有脆性,在常温下化学性质不活泼。在计算机等 电子工业,可用作 、大规模 等。硅是人类将 能转化为能的 常用材料,所以硅还用于制造 2.C、Si的化学性质 (1)碳单质的化学性质 常温下(填“不”或“很”)活泼,在高温条件下有强_性。 ①可燃性:20+02点燃20、C+0点燃CO ②还原性 a.与C2反应的化学方程式:C+C0温200 b.与水蒸气反应的化学方程式: C.与浓H2S04反应的化学方程式: (2)硅单质的化学性质 常温下化学性质不活泼,但能与 ①写出有关方程式 ②加热时与O2、C12等非金属单质反应,其化学方程式为 问题思考 1.哪些反应体现了单质硅具有一定的金属性?
A.Na2CO3·10H2O B.水泥 C.纯净的盐酸 D.普通玻璃 2.下列物质有固定熔点的是 A.水泥 B.玻璃 C.Na2O·SiO2 D.水玻璃 3、向下列溶液滴加稀盐酸，生成白色沉淀，继续滴加稀盐酸，沉淀又溶解的是( )。 A.Na2SiO3 B.BaCl2 C.AgNO3 D.NaAlO2 知识点三 碳、硅 1．C、Si 单质的存在形态、物理性质及用途 (1)碳在自然界既有________态又有________态。碳的同素异形体有__________、________、 无定形碳、______等。 (2)硅在地壳中的含量占第____位，仅次于____，全部以________态存在，是一种亲____元 素，单质硅有________和________形两种。晶体硅是良好的________材料，它是带有 的 色固体，熔点 ，硬度 ，有脆性，在常温下化学性质不活泼。在计算机等 电子工业，可用作__________、大规模________等。硅是人类将________能转化为____能的 常用材料，所以硅还用于制造________。 2．C、Si 的化学性质 (1)碳单质的化学性质 常温下____(填“不”或“很”)活泼，在高温条件下有强________性。 ①可燃性：2C＋O2===== 点燃2CO、C＋O2===== 点燃CO2。 ②还原性 a．与 CO2 反应的化学方程式：C＋CO2===== 高温2CO； b．与水蒸气反应的化学方程式： ________________________________________________________________________； c．与浓 H2SO4 反应的化学方程式： ________________________________________________________________________ (2)硅单质的化学性质 常温下化学性质不活泼，但能与________、________、________反应。 ①写出有关方程式： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②加热时与 O2 、Cl2 等非金属单质反应，其化学方程式为 ________________________________________________________________________。 问题思考 1．哪些反应体现了单质硅具有一定的金属性？
知识点四无机非金属材料的使用 无机非金属材料在日常生活中有广泛的用途,这些知识大多数属于识记知识。除了解前面所 讲的传统无机非金属材料外,还应了解新型无机非金属材料的种类和用途。 材料类别主要特性 用途 高温结 构陶瓷 能承受高温,强度高|氮化硅陶瓷汽轮机叶片、轴承、永久性模具等 半导体 具有电学 陶瓷 特性 氧化锡陶瓷集成电路中的半导体 光学材料具有光学 光导纤维光缆通讯、医疗、照明等 特性 生物陶瓷具有生物 功能 氧化铝陶瓷|人造骨骼、人造关节、接骨螺钉 典例导悟2下列关于无机非金属材料的说法中不正确的是() A.传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料 B.新型无机非金属材料虽然克服了传统无机非金属材料的缺点,但强度比较差 C.高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点 D.传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分不同 、碳、硅及其化合物的特性 般规律 硅及其化合物特性 硅还原性大于碳 非金属单质与强碱溶液一般不产生H 非金属一般不与非氧化性酸反应 一般非金属单质为绝缘体 酸性氧化物一般与水反应生成相应酸 Sio2 酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应 较强酸制较弱酸”是复分解反应的一个规律 HCO3酸性大于HSiO3 AsIo3无机酸一般易溶于水 硅酸盐大多数硅酸盐难溶于水一 典例导悟1下列叙述正确的是()
知识点四 无机非金属材料的使用 无机非金属材料在日常生活中有广泛的用途，这些知识大多数属于识记知识。除了解前面所 讲的传统无机非金属材料外，还应了解新型无机非金属材料的种类和用途。 材料类别 主要特性 示例 用途 高温结 构陶瓷 能承受高温，强度高 氮化硅陶瓷 汽轮机叶片、轴承、永久性模具等 半导体 陶瓷 具有电学 特性 氧化锡陶瓷 集成电路中的半导体 光学材料 具有光学 特性 光导纤维 光缆通讯、医疗、照明等 生物陶瓷 具有生物 功能 氧化铝陶瓷 人造骨骼、人造关节、接骨螺钉 典例导悟 2 下列关于无机非金属材料的说法中不正确的是( ) A．传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料 B．新型无机非金属材料虽然克服了传统无机非金属材料的缺点，但强度比较差 C．高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点 D．传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分不同 一、碳、硅及其化合物的特性 物质 一般规律 硅及其化合物特性 Si 硅还原性大于碳 非金属单质与强碱溶液一般不产生 H2 非金属一般不与非氧化性酸反应 一般非金属单质为绝缘体 SiO2 酸性氧化物一般与水反应生成相应酸 酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应 “较强酸制较弱酸”是复分解反应的一个规律， H2CO3 酸性大于 H2SiO3 H2SiO3 无机酸一般易溶于水 硅酸盐 大多数硅酸盐难溶于水 典例导悟 1 下列叙述正确的是( )
A.因为Na2CO3+SiO2=Na2SiO2+CO2↑,所以硅酸的酸性比碳酸强 B.碳和硅都是ⅣA族的元素,所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似 C.二氧化硅既溶于氢氧化钠溶液又溶于氢氟酸,所以二氧化硅是两性氧化物 D.二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物,但二氧化硅不能和水反应生成硅酸 1.某无色溶液中加入过量盐酸有沉淀产生,过滤后向滤液中加入过量氨水又有沉淀产生, 下列溶液中符合此条件的是 A.Ag、A1、K B.SiO32-、A102、K C.Ag、Cu2 D.Ag、Ba"、Na 2.下列离子方程式,正确的是 A.澄清石灰水中通入过量二氧化碳:Ca2+20H+CO2==CaCO3↓+H2O B.碳酸钠溶液中加入二氧化硅:CO32-+Si02=SiO32-+CO2↑ C.二氧化硅与烧碱溶液反应:SiO2+20H=Si032-+H20 D.硅酸与烧碱溶液中和:HSiO3+2OH==Si03-+2H0 题组二硅及其化合物 3、判断下列说法是否正确 (1)SiO2是酸性氧化物,能与NaOH溶液反应()(2010·山东理综一13A) (2)A.二氧化硅是生产光纤制品的基本原料() B.水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂()(2010·江苏-4A、B) (3)可以用Si3N、Al2O3制作高温结构陶瓷制品()(2010·天津理综一2B) (4)二氧化硅的分子式是SiO2()(2010·上海-2B) 4、下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是() ①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品 ③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料 A.①② B.②③ C.①④ D.③④ 5、胃舒平主要成分是氢氧化铝,同时含有三硅酸镁(MgSi3O·nH2O)等化合物。 (1)三硅酸镁的氧化物形式为 (2)某元素与铝元素同周期且原子半径比镁原子半径大,该元素离子半径比铝离子半径 (填“大”或“小”),该元素和铝元素的最高价氧化物的水化物之间发生反应的离 子方程式为 (3)A12O3、Mg0和SiO2都可以制耐火材料,其原因是 a.Al2O、Mg0和SiO2都不溶于水 b.Al2O3、Mg0和SiO2都是白色固体 C.A12O3、Mg0和SiO2都是氧化物 d.A12O3、Mg0和SiO2都有很高的熔点 6、根据碳族元素的相似性与递变性、一般性与特殊性的知识,判断下列说法正确的是( A.CO2、PbO2都是强氧化剂 B.CO2和PbO2都是弱氧化剂,C0和PbO都是还原剂 C.Sn(OH)4可与NaOH反应,但不与盐酸反应 D.Ge单质的熔点介于Si、Pb之间,是半导体材料
A．因为 Na2CO3＋SiO2===== 高温Na2SiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强 B．碳和硅都是ⅣA 族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似 C．二氧化硅既溶于氢氧化钠溶液又溶于氢氟酸，所以二氧化硅是两性氧化物 D．二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反应生成硅酸 1．某无色溶液中加入过量盐酸有沉淀产生，过滤后向滤液中加入过量氨水又有沉淀产生， 下列溶液中符合此条件的是 （ ） A． Ag+、Al3+、K + B． SiO3 2−、AlO2 −、K + C． Ag+、Cu2+、Na+ D．Ag+、Ba2+、 Na+ 2．下列离子方程式，正确的是 （ ） A．澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca2+ +2OH− +CO2 ===CaCO3↓+H2O B．碳酸钠溶液中加入二氧化硅：CO3 2− +SiO2==SiO3 2− +CO2↑ C．二氧化硅与烧碱溶液反应：SiO2 +2OH− === SiO3 2−+H2O D．硅酸与烧碱溶液中和：H2SiO3 +2OH− === SiO3 2−+2H2O 题组二 硅及其化合物 3、判断下列说法是否正确： (1)SiO2 是酸性氧化物，能与 NaOH 溶液反应( )(2010·山东理综－13A) (2)A.二氧化硅是生产光纤制品的基本原料( ) B．水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂( )(2010·江苏－4A、B) (3)可以用 Si3N4、Al2O3 制作高温结构陶瓷制品( )(2010·天津理综－2B) (4)二氧化硅的分子式是 SiO2( )(2010·上海－2B) 4、下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是( ) ①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 ②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品 ③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 ④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 5、胃舒平主要成分是氢氧化铝，同时含有三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)等化合物。 (1)三硅酸镁的氧化物形式为____________。 (2)某元素与铝元素同周期且原子半径比镁原子半径大，该元素离子半径比铝离子半径 ________(填“大”或“小”)，该元素和铝元素的最高价氧化物的水化物之间发生反应的离 子方程式为______________________________________________________________。 (3)Al2O3、MgO 和 SiO2 都可以制耐火材料，其原因是 ________________________________________________________________________。 a．Al2O3、MgO 和 SiO2 都不溶于水 b．Al2O3、MgO 和 SiO2 都是白色固体 c．Al2O3、MgO 和 SiO2 都是氧化物 d．Al2O3、MgO 和 SiO2 都有很高的熔点 6、根据碳族元素的相似性与递变性、一般性与特殊性的知识，判断下列说法正确的是( ) A．CO2、PbO2 都是强氧化剂 B．CO2 和 PbO2 都是弱氧化剂，CO 和 PbO 都是还原剂 C．Sn(OH)4 可与 NaOH 反应，但不与盐酸反应 D．Ge 单质的熔点介于 Si、Pb 之间，是半导体材料
2.根据锡、铅的主要化合价及其稳定性,完成下列填空 (1)锡的+2价化合物应具有较强的 性,铅的+4价化合物应具有较强的 性 (2)已知Sn2+的还原性比Fe2的还原性强,PbO2的氧化性比Cl2的氧化性强。试写出下列反 应的化学方程式: ①氯气与锡共热 ②氯气与铅共热 ③PbO2与浓盐酸共热: 题组二无机非金属材料 3.材料与化学密切相关,表中对应关系错误的是() 材料 主要化学成分 氧化二铝 大理石、石灰石 碳酸钙 C|普通水泥、普通玻璃硅酸盐 氧化硅 4.信息、材料、能源被称为新科技革命的“三大支柱”。下列有关资讯错误的是() A.在即将到来的新能源时代,核能、太阳能、氢能将成为主要能源 B.中、美、日等国已掌握的陶瓷发动机技术,能较大程度地降低能耗,节约能源 C.光导纤维在信息产业中应用广泛,制造光导纤维的主要材料是单质硅 D.结构陶瓷碳化硼(BC)常用于制造切削工具,它是一种新型无机非金属材料 题组三硅及其化合物的性质 5.下列关于硅的说法中,不正确的是() A.硅是非金属元素,晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体 B.硅的导电性能介于金属和绝缘体之间,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起反应 加热到一定温度时,硅能与氯气、氧气等非金属反应 6.如图所示物质的转化关系中,A是一种固体单质,E是一种白色沉淀 a溶液 E回D 过量盐酸 a溶液 请回答下列问题: (1)B的化学式是,目前B已被用作 的主要原料 (2)B和a溶液反应的离子方程式是
2．根据锡、铅的主要化合价及其稳定性，完成下列填空： (1)锡的＋2 价化合物应具有较强的________性，铅的＋4 价化合物应具有较强的________ 性。 (2)已知 Sn2＋的还原性比 Fe2＋的还原性强，PbO2 的氧化性比 Cl2 的氧化性强。试写出下列反 应的化学方程式： ①氯气与锡共热：_________________________________________________________； ②氯气与铅共热：_________________________________________________________； ③PbO2 与浓盐酸共热：_____________________________________________________。 题组二 无机非金属材料 3．材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是( ) 材料 主要化学成分 A 刚玉、金刚石 三氧化二铝 B 大理石、石灰石 碳酸钙 C 普通水泥、普通玻璃 硅酸盐 D 沙子、石英 二氧化硅 4.信息、材料、能源被称为新科技革命的“三大支柱”。下列有关资讯错误的是( ) A．在即将到来的新能源时代，核能、太阳能、氢能将成为主要能源 B．中、美、日等国已掌握的陶瓷发动机技术，能较大程度地降低能耗，节约能源 C．光导纤维在信息产业中应用广泛，制造光导纤维的主要材料是单质硅 D．结构陶瓷碳化硼(B4C3)常用于制造切削工具，它是一种新型无机非金属材料 题组三 硅及其化合物的性质 5．下列关于硅的说法中，不正确的是( ) A．硅是非金属元素，晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体 B．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，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起反应 D．加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应 6.如图所示物质的转化关系中，A 是一种固体单质，E 是一种白色沉淀。 请回答下列问题： (1)B 的化学式是__________，目前 B 已被用作________的主要原料。 (2)B 和 a 溶液反应的离子方程式是__________________________________________
(3)A和a溶液反应的离子方程式是 (4)C和过量的盐酸反应的离子方程式是 题组四实验探究 7.单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、 铝、硼、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450~500℃),四氯化硅经提 纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图 连接 C E 相关信息如下: a.四氯化硅遇水极易水解; b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物: C.有关物质的物理常数见下表: 物质 Sicl BCl3 AlCl3 FeCl3 PCl 沸点/℃ 315 熔点/℃ 70.0 107.2 升华温度/℃ 300 62 请回答下列问题 (1)写出装置A中发生反应的离子方程式: (2)装置A中g管的作用是 装置C中的试剂是 装置E中的h瓶 需要冷却的理由是 3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后 的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是 (填写元素符号) (4)为了分析残留物中铁元素的含量,先将残留物预处理,使铁元素还原成Fe2+,再用KMnO4 标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定,反应的离子方程式为5Fe2++MnOa+8H+=5Fe° ++Mn2++4H12O。 ①滴定前是否要滴加指示剂? (填“是”或“否”),请说明理由: ②某同学称取5.000g残留物,经预处理后在容量瓶中配制成100d溶液,移取25.00mL 试样溶液,用1.000×10-2mol·L-KMn0标准溶液滴定。达到滴定终点时,消耗标准溶 液20.00皿L,则残留物中铁元素的质量分数是 学案18无机非金属材料的主角一一硅 【课前准备区】 知识点 1.(1)游离化合金刚石石墨 二氧化合氧晶体无定半导体半导体芯片集成电路太阳电光电池
(3)A 和 a 溶液反应的离子方程式是_________________________________________。 (4)C 和过量的盐酸反应的离子方程式是______________________________________。 题组四 实验探究 7．单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、 铝、硼、磷等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度 450～500℃)，四氯化硅经提 纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。 相关信息如下： a．四氯化硅遇水极易水解； b．硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物； c．有关物质的物理常数见下表： 物质 SiCl4 BCl3 AlCl3 FeCl3 PCl5 沸点/℃ 57.7 12.8 － 315 － 熔点/℃ －70.0 －107.2 － － － 升华温度/℃ － － 180 300 162 请回答下列问题： (1)写出装置 A 中发生反应的离子方程式：___________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)装置 A 中 g 管的作用是____________；装置 C 中的试剂是__________；装置 E 中的 h 瓶 需要冷却的理由是_________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)装置 E 中 h 瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅，精馏后 的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是________(填写元素符号)。 (4)为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，使铁元素还原成 Fe2＋ ，再用 KMnO4 标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式为 5Fe2＋＋MnO－ 4 ＋8H＋ ===5Fe3 ＋＋Mn2＋＋4H2O。 ①滴定前是否要滴加指示剂？________(填“是”或“否”)，请说明理由： ________________________________________________________________________。 ②某同学称取 5.000 g 残留物，经预处理后在容量瓶中配制成 100 mL 溶液，移取 25.00 mL 试样溶液，用 1.000×10－2 mol· L－1 KMnO4 标准溶液滴定。达到滴定终点时，消耗标准溶 液 20.00 mL，则残留物中铁元素的质量分数是________。 学案 18 无机非金属材料的主角——硅 【课前准备区】 知识点一 1．(1)游离 化合 金刚石 石墨 C60 (2)二 氧 化合 氧 晶体 无定 半导体 半导体芯片 集成电路 太阳 电 光电池
2.(1)不还原 ②b.C+H2O(g 0+H2 =C02↑+2S02↑+2H20 (2)F2HF强碱 1Si+20H+H20=SiOS+2H2 t ②Si+02==SiO2;Si+2C1 - SiCa 知识点二 分子式 工业制法 水煤气:C+BO()O+ (原理) CaCO2mcaO+CO2↑ ①可燃性:20+0点燃20 ①具备酸性氧化物的通性 化学性质 ②还原性(如还原Fe03):30②与Na2O2反应:2Na2O2+ 2CO2=2Na2CO3+02 +Fe2O2=2Fe+3C02 毒性 剧毒,能与人体内血红蛋白结无毒,是造成温室效应的主要 合,使人体因缺氧而中毒 体 物质 氧化硅 氧化碳 化学式 主要物理 硬度大,熔、沸点高,常温下熔、沸点低,常温下为气体 性质 为固体,不溶于水 微溶于水 ⑦与水反应 不反应 CO2+H20漄—玻HCO3 2与酸反应 SiO2+4HF=SiF4↑+2H20 不反应 ③与碱反应 SiO2+2NaOH=Na2Si03 +H20: CO2+2Na0H-Na2C0+HO E 盛碱液的试剂瓶用橡胶塞 CO2+ NaOH=NaHCO3 化学 性质 (C10)2+CO2 ④与盐反应 SiO+Na co, t NasSi0+H0=CaC0,4+-2HC1Q:C02+ CO2↑;SiO2的难挥发性 Na2 CO3+H0=2NaHCO3 ⑤与碱性氧化物反 温 SiO2+Ca0-CaSiO3 CO2+Ca0=CaCO3 知识点 1.不弱不能 (1)H2SiO3==Si02+H20 (2)H2Si03+2NaOH=Na2Si03+2H20 (3)干燥剂 2.(1)水玻璃
2．(1)不 还原 ②b.C＋H2O(g)===== 高温CO＋H2 c．C＋2H2SO4(浓)===== △ CO2↑＋2SO2↑＋2H2O (2)F2 HF 强碱 ①Si＋2OH－＋H2O===SiO2－ 3 ＋2H2↑ ②Si＋O2===== △ SiO2；Si＋2Cl2===== △ SiCl4 知识点二 1. 分子式 CO CO2 工业制法 (原理) 水煤气：C＋H2O(g)===== 高温CO＋ H2 CaCO3===== 高温CaO＋CO2↑ 化学性质 ①可燃性：2CO＋O2===== 点燃2CO2 ②还原性(如还原 Fe2O3)：3CO ＋Fe2O3===== △ 2Fe＋3CO2 ①具备酸性氧化物的通性 ② 与 Na2O2 反应 ： 2Na2O2 ＋ 2CO2===2Na2CO3＋O2 毒性 剧毒，能与人体内血红蛋白结 合，使人体因缺氧而中毒 无毒，是造成温室效应的主要 气体 2. 物质 二氧化硅 二氧化碳 化学式 SiO2 CO2 主要物理 性质 硬度大，熔、沸点高，常温下 为固体，不溶于水 熔、沸点低，常温下为气体， 微溶于水 化 学 性质 ①与水反应 不反应 CO2＋H2O H2CO3 ②与酸反应 SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 不反应 ③与碱反应 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O； 盛碱液的试剂瓶用橡胶塞 CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O 或 CO2＋NaOH===NaHCO3 ④与盐反应 SiO2 ＋ Na2CO3 ===== 高温 Na2SiO3 ＋ CO2↑；SiO2 的难挥发性 Ca(ClO)2 ＋ CO2 ＋ H2O===CaCO3↓＋2HClO；CO2＋ Na2CO3＋H2O===2NaHCO3 ⑤与碱性氧化物反 应 SiO2＋CaO===== 高温CaSiO3 CO2＋CaO===== △ CaCO3 知识点三 1．不 弱 不能 (1)H2SiO3===== △ SiO2＋H2O (2)H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O (3)干燥剂 2．(1)水玻璃