浙江省仙居中学高三一轮复习-含硅物质

十分稳定 2、化学性质：
(1)酸性氧化物：但是不溶于水，也不与水反应。 (2)常温只与氢氟酸、强碱反应 4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O 2NaOH+SiO2==Na2SiO3+H2O (3)高温时：高温 SiO2+2C===Si+2CO↑ SiO2+CaO===CaSiO3 Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑ CaCO3+SiO2====CaSiO3+CO2↑
高温
573 K以上
SiHCl3(纯)
H2 1 357 K
高纯硅
①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式 1 357 K SiHCl3+H2 Si+3HCl ②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应 生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程 H2SiO3↓+3HCl↑+H2↑ 式 SiHCl3+3H2O ； H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是 氧气与氢气混合，可能引起爆炸；氧气可能会氧化SiHCl3
已知 SiHCl3 能与 H2O 剧烈反应，在空气中易自燃．
考题再现 (3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下图所示(热源及夹持 装置略去)：
①装置B中的试剂是 。装置C中的烧瓶需要加热，其目的是 ． ②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是 ；装置D不能采用 普通玻璃管的原因是 ，装置D中发生反应的化学方程式为 ． ③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气 密性，控制好反应温度以及______________． ④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取 上层清液后需再加入的试剂是________(填写字母代号)． A．碘水 B．氯水 C．Na2SO3溶液 D．KSCN溶液
考题再现
[答案] (2)
(1)ACD －3 Si3N4
(3)Si3N4＋12HF===3SiF4↑＋4NH3↑ 强热 (4)3SiCl4＋2N2＋6H2=====Si3N4＋12HCl
硅元素及其化合物的转化
Mg、
全局性掌控
1.SiO2是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应(2010·山东高考T13－A)
食品中的二氧化硅： 纽崔莱蛋白粉的包装上有一个简单说明 成分：大豆蛋白、乳蛋白、卵磷脂和二氧化硅。
知识归纳
Si:半导体 SiO2:光导纤维、光学仪器、电子部件 H2SiO3:硅酸在水中聚合形成胶体, 经处理脱水用作干燥剂 Na2SiO3:黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料． 硅酸盐：传统无机非金属材料---水泥、玻璃、陶瓷 新型无机非金属材料--- Si、SiO2 、氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷
2.二氧化硅是生产光纤制品的基本原料(2010·江苏高考T4－A)
3.水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂(2010·江苏高考T4－B) 4.用纯碱制玻璃不产生温室气体(2010·重庆高考T6－A) 5.下列物质可以满足一步转化关系：(2010·福建高考T9－D)
6.硅是构成一些岩石和矿物的基本元素
7.水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品
高温 高温
高温
应用于玻璃的生产 三大传统无机非金属材料
知识归纳
二氧化硅
1、物理性质：坚硬难熔的固体 （原子晶体）
熔点高，沸点高，硬度大，无色透明的固体，不导电，晶体 二氧化硅叫石英、水晶，天然二氧化硅叫硅石、石英砂。
十分稳定 2、化学性质：
(1)酸性氧化物：但是不溶于水，也不与水反应。 (2)常温只与氢氟酸、强碱反应 4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O 2NaOH+SiO2==Na2SiO3+H2O (3)高温时：高温 SiO2+2C===Si+2CO↑ 应用于硅的生产 SiO2+CaO===CaSiO3 Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑ CaCO3+SiO2====CaSiO3+CO2↑
例 5 、材料科学是近年来与化学有关的科学研究的热点。某 新型无机非金属材料Ｋ由两种非金属元素组成，它的一种超硬 物质，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特性。它是 以中学化学中的常见物质为原料来生产的。下图所示为其生产 过程，其中虚线框内转化是为探究Ｃ的组成而设， C与 H2O反 应生成E和F。Ｇ、Ｆ、Ｈ均难溶于水且为白色粉末，E的水溶 液可使紫色石蕊试液变红色；图中除Ｍ、Ｋ（均含Ａ元素）外 均为中学化学常见物质，且3molM参加反应可以生成8molNH3。
高温 高温
高温
硅的制备 工业上： SiO2
高温
+C
高温
粗硅
+Cl2 高温
SiCl4
精馏+H2 高温
Si
SiO2+2C == 2CO+Si(含杂质的粗硅) Si+2Cl2 == SiCl4 生成的液态SiCl4经精馏、除硼、砷等，再用H2还原 SiCl4+2H2==4HCl+Si(高纯硅
高温 高温
考题再现 （2009· 台州模拟）硅单质及其化合物应用范围很广。请回答 （1）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷 （SiHCl3）还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示 焦炭 HCl 精馏 意图如下： 粗硅 石英砂 SiHCl3(粗)
全局性掌控 本节主要考点有Si、SiO2、Na2SiO3、H2SiO3的性质和
用途及SiO2的结构．
主要考查知识集中在三个方面，一是硅、二氧化硅、硅酸 盐的用途， 二是硅及其化合物的性质， 三是硅及其化合物的制备．
由于许多高科技领域的新型无机非金属材料都与硅有关，
考查形式会以硅及其化合物知识为载体与基本理论，和其 他元素及化合物相联系综合考查.
K＋NH3
G
G
⑥过量CO2
△
H
⑤NaOH溶液
I
F
请回答下列问题： （1）写出化学式：单质Ｂ Si， ，化合物Ｆ H4SiO4 （2）写出下列反应的离子反应方程式：反应③
；
Ag+＋Cl—＝AgCl
； ；
－＋SiO ＝SiO 2－＋H O 2OH 2 3 2 反应⑤
（3）写出反应④的化学反应方程式： 3Si（NH2）4 = Si3N4＋。 8NH3
考题再现 （2）下列有关硅材料的说法正确的是 ABC（填字母）。 A. B. C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维 D. E. （3）硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中， 逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象并给予解 释 。
解释：Na2SiO3和NH4Cl均能够水解,二者相互促 进,Na2SiO3水解生成H2SiO3，NH4Cl水解产生NH3
二氧化硅（SiO2）是国际食品行业允许使用的食品抗结块剂。 二氧化硅主要应用于奶粉、可可粉、糖粉、植脂末粉末、速溶 咖啡、粉状汤料及粉末香精等。
用量为0.25~2％。
磷酸三钙
实验设计 如何设计实验证明蛋白质粉中含有二氧化硅？磷酸三钙 ？
知识归纳
二氧化硅
1、物理性质：坚硬难熔的固体 （原子晶体）
熔点高，沸点高，硬度大，无色透明的固体，不导电，晶体 二氧化硅叫石英、水晶，天然二氧化硅叫硅石、石英砂。
知识归纳 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 汽轮机叶片、 氮化硅陶瓷 轴承、永久性 模具等 光导纤维 光缆通讯、医
高温结构 能承受高温，
陶瓷
强度高Βιβλιοθήκη 光学材料 具有光学特性疗、照明等
人造骨、人造
生物陶瓷 具有生物功能
氧化铝陶瓷
关节、接骨螺 钉
考题再现 氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳 定，工业上曾普遍采用高纯硅与氮气在1300℃反应制得． (1)根据性质推测氮化硅陶瓷的用途是______(选填代号)． A.制汽轮机叶片 B.制有色玻璃 C.制永久性模具 D.制造柴油机 (2)画出N的原子结构示意图：________，试判断氮元素的最低负 价为________，请从原子结构和化合价两个角度分析推断氮化 硅的化学式：________. (3)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，不与其他无机酸反 应．请写出陶瓷与氢氟酸发生复分解反应的化学方程式： ______________. (4)用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热使四氯化硅和 氮气发生反应，可得较高纯度的氮化硅，则反应的化学方程式 为________________________．
考题再现
高温 答案：(1)SiO2＋2C=====Si＋2CO↑ (2)分馏(或蒸馏) (3)①浓硫酸 使滴入烧瓶中的 SiHCl3 汽化 在此反应温度下，普通玻璃会软化
②有固体物质生成
高温 SiHCl3＋H2=====Si＋3HCl ③排尽装置中的空气 ④B、D
知识归纳
Si:半导体 SiO2:光导纤维、光学仪器、电子部件 H2SiO3:硅酸在水中聚合形成胶体，经处理脱水用作干燥剂 Na2SiO3:黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料． 硅酸盐：传统无机非金属材料---水泥、玻璃、陶瓷 新型无机非金属材料--- Si、SiO2 、氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷
高温 高温
高温
实验设计 如何设计实验证明蛋白质粉中含有二氧化硅？磷酸三钙 ？
一般的检验程序：
灼烧灰化---浸泡---过滤---提取---检验 《实验化学》 海带中碘元素的检验 《实验化学》 牙膏中摩擦剂的检验：二氧化硅？氢氧化铝？碳酸钙？
知识归纳
二氧化硅
1、物理性质：坚硬难熔的固体 （原子晶体）
考题再现
5．晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下： ①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅． ②粗硅与干燥的 HCl 气体反应制得 SiHCl3： 300℃ Si＋3HCl=====SiHCl3＋H2. ③SiHCl3 与过量 H2 在 1 000～1 100℃反应制得纯硅．