考点20 含硅矿物与信息材料——备战2021年浙江新高考一轮复习化学考点一遍过(原卷版).docxVIP

考点20 含硅矿物与信息材料 一、硅单质 1．硅在自然界中的存在 （1）存在形式：硅均为第ⅣA族元素，硅元素在自然界中只以化合态存在，主要存在于硅酸盐及岩石中。地壳中含量居第二位，仅次于氧。 （2）晶体结构：正四面体构型的空间，网状结构。属原子晶体→硅晶体的熔点高，硬度大。 （3）导电性介于导体和绝缘体之间→可以作半导体材料 2．硅单质的化学性质及用途 常温下，性质稳定，与O2、Cl2、HNO3、H2SO4都很难反应。 但常温下，Si可以与F2、氢氟酸、NaOH溶液反应；加热或高温下能与O2、Cl2等反应。 硅eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(与非金属单质反应\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(O2：Si＋O2\o(=====,\s\up12(△))SiO2,F2：Si＋2F2\o(=====,\s\up12(△))SiF4,Cl2：Si＋2Cl2\o(=====,\s\up12(高温))SiCl4)),与强碱反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑,与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑)) 3．硅的工业制法 （1）四氯化硅还原法 （2）三氯甲硅烷还原法制备高纯度硅(常用方法) ①工艺流程 ②反应原理 SiO2+2CSi+2CO↑， Si+3HClSiHCl3+H2， SiHCl3+H2Si+3HCl。 二、二氧化碳和二氧化硅的比较 物质 二氧化硅 二氧化碳 结构 四面体结构，不存在单个分子 直线形结构，存在单个CO2分子 晶体类型 原子晶体 分子晶体 化学式 SiO2 分子式：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[来源：学。科。网Z。X。X。 CO2+H2OH2CO3[来源：] ②与酸反应 只与HF反应： SiO2+4HFSiF4↑+2H2O 不反应 ③与碱（NaOH）反应 SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞) CO2少量：CO2+2NaOHNa2CO3+H2O CO2足量：CO2+NaOHNaHCO3 ④与盐的反应 如与Na2CO3反应：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑ 如与Ca(ClO)2反应： Ca(ClO)2+CO2+H2O CaCO3↓+2HClO ⑤与碱性氧化物反应 如与CaO反应： SiO2+CaOCaSiO3 如与Na2O反应： CO2+Na2O===Na2CO3 用途 光导纤维、光学仪器、电子部件 灭火、人工降雨、制饮料、制碳酸盐 注意： 玻璃中含有SiO2，SiO2能够与碱液缓慢反应，带玻璃塞的玻璃试剂瓶一般都是磨砂口的，接触非常严密，接触碱液时间长了会生成具有黏合性很强的Na2SiO3水溶液，从而使瓶塞与瓶颈黏在一起，不易分开。 三、硅酸和硅酸盐 1．硅酸 （1）物理性质：硅酸难溶于水。 （2）化学性质 ①弱酸性：其酸性比碳酸弱，不能使紫色石蕊试液变红。与NaOH溶液反应的化学方程式为： H2SiO3+2NaOHNa2SiO3+2H2O 向Na2SiO3溶液中通入少量CO2的化学方程式：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3。 ②不稳定性：受热易分解，化学方程式为H2SiO3SiO2+H2O （3）制备：通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得，如Na2SiO3溶液与盐酸反应：Na2SiO3+2HClH2SiO3↓+2NaCl （4）用途：硅胶可用作干燥剂、催化剂的载体等。 2．硅酸与碳酸的比较 物质 硅酸 碳酸 化学式 H2SiO3 H2CO3 酸酐 SiO2 CO2 制法 Na2SiO3+2HClH2SiO3↓+2NaCl CO2+H2OH2CO3 颜色与状态 白色、粉末状 无色液态，只存在于水溶液中 水溶性 不溶于水 只存在于水溶液中 酸性比较 弱 强 3．硅酸盐 （1）概念：由硅、氧和金属组成的化合物的总称，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，多用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示它们的组成，如硅酸Na2SiO3可表示为Na2O·SiO2，长石KAlSi3O8可表示为：K2O·Al2O3·6SiO2。 4．硅酸钠 （1）物理性质：白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。。 （2）化学性质： ①水解显碱性。 ②与酸性较硅酸强的酸反应，化学方程式分别为： 与盐酸反应：Na2SiO3+2HClH2SiO3↓+2NaCl 与CO2的水溶液反应：Na2SiO3+CO2+H2ONa2CO3+H2SiO3↓ （3）用途：黏合剂（矿物胶），防腐剂，耐火阻燃材料。 四、无机非金属材料 1