2015年高中化学复习-硅讲课.doc

高中化学专题复习（第一轮）知识点总结与经典试题 七、无机非金属材料的主角——硅 （1）、知识点总结与提炼 　◆◆碳、硅 ◆单质的存在形态、物理性质及用途 碳 硅 存在形态 游离态和化合态 化合态 物理性质 金刚石：熔点高，硬度大；石墨：硬度小，电的良导体 灰黑色固体，有金属光泽，熔点高，硬度大，有脆性 用途 金刚石用作切割刀具，石墨用作电极、铅笔芯 半导体材料和合金材料 ◆、化学性质 　碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。 ◆硅的制取：自然界中没有游离态的硅，常见的化合态的硅有SiO2和硅酸盐等。工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含有少量杂质的粗硅。反应的化学方程式：SiO2+2C=Si+2CO↑ ◆◆CO2和SiO2 ◆性质 物质 二氧化碳 二氧化硅 主要物理性质 熔、沸点 低 高 溶解性 可溶 不溶 化学性质 与水反应 不反应 与酸反应 不反应 SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O化学性质 与碱反应 (如 NaOH) CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛碱液的试剂瓶不能用玻璃塞) 与盐反应 (如 Na2CO3) CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3 SiO2＋Na2CO3 Na2SiO3＋CO2↑ 与碱性氧化物反应 与Na2O反应：CO2＋Na2O===Na2CO3 与CaO反应： SiO2＋CaO CaSiO3 结构空间网状立体结构，不存在单个分子Si02晶体的平面结构图： CO2是直线型结构分子 ◆◆硅酸和硅酸盐 ◆硅酸 (1)物理性质：难溶于水。 (2)化学性质： ①弱酸性——比碳酸弱 与NaOH溶液反应的化学方程式为： H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O， 向Na2SiO3溶液中通入少量CO2的反应方程式为 Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓ Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl ②不稳定性 受热分解，化学方程式为H2SiO3 === H2O＋SiO2。 Na2O·SiO2，石棉(CaMg3Si4O12)可表示为CaO·3MgO·4SiO2。 ◆◆．无机非金属材料 (1)硅酸盐材料 水泥 玻璃 陶瓷 生产原料 石灰石、黏土 纯碱、石灰石和石英 黏土 主要设备 水泥回砖窑 玻璃窑 陶瓷窑 (2)特殊功能的含硅物质 ①碳化硅具有金刚石结构，可用作磨料。 ②含硅元素4%的硅钢具有导磁性。 ③硅橡胶具有既耐高温又耐低温的性质。 ◆◆注意事项 1.Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO2+2C=Si+2CO↑ 2.非金属与碱反应一般无氢气放出，但Si可以：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑ 3.非金属单质一般不与无氧酸反应 ，但Si可以与HF作用：Si+4HF=SiF4+2H2↑ 4.非金属单质一般为非导体，但Si可以作为半导体。 5.SiO2是硅酸的酸酐，但不溶于水，不能直接与水作用生成硅酸。 6.非金属的氧化物的熔点一般较低，但二氧化硅的熔点很高，原因是它为原子晶体。 7.酸性氧化物一般不与酸反应，但SiO2可以与HF酸作用： SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 8.SiO2既能和酸(氢氟酸)反应，又能和碱反应，它是两性氧化物吗？ 9.实验室为什么不用带玻璃塞的试剂瓶盛放NaOH溶液?应用什么样的塞子? 10.二氧化硅与碳酸钠和碳酸钙反应的原因？ 玻璃工业生产的主要原理是在强热的条件下发生： Na2CO3 + SiO2 = Na2SiO3 + CO2 ↑ CaCO3 + SiO2 = CaSiO3 + CO2 ↑ 上述反应都是在高温条件下进行的，有利于二氧化碳从体系中挥发出来，而二氧化硅不行，所以反应可以进行。符合难挥发性的酸酐制取易挥发性的酸酐的道理。所以上述反应不与“Na2SiO3 + CO2+H2O= Na2CO3+ H2SiO3↓”矛盾，因为后者是在溶液中进行的，符合复分解反应的原理。 （2）、经典例题（供选用） 【典例1·基础】、(2011·山东)某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素(　　) A．在自然界中只以化合态的形式存在 B．单质常用作半导体材料和光导纤维 C．最高价氧化物不与酸反应 D．气态氢化物比甲烷稳定 已知A～I有如下所示的转化关系： 已知