高中化学 硅和硅的化合物
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基础知识检测
1.28g硅中，含有 2 molSi—Si键。二氧化硅晶体中，Si原 子数∶Si—O键键数= 1∶4 ,其晶体中最小的环为12 元环。
2.工业制纯硅的反应方程式 。
SiO2+2C 高温 Si+2CO↑ Si+2Cl2 高温 SiCl4 SiCl4+2H2 高温 Si+4HCl
3.某非金属单质，和酸碱反应都能放出氢气，写出反应的化学 方程式。
1357K
①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式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式 SiHCl3+3H2O＝H2SiO3+H2↑+3HCl ；H2还原SiHCl3过程中若混O2， 可能引起的后果 高温下，H2遇O2发生爆炸 。 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
高温
CuO+H2
2Cu+H2O
2.若甲为金属，乙为非金属 4.若甲、乙均为金属
【例2】 （2000年高考化学试测题）如下图，已知：①单质E 可作为半导体材料；②化合物F是不能生成盐的氧化物；③化 合物I能溶于水呈酸性，它能够跟氧化物A起反应．据此，请填 空：
据此，请填空：
(1)化合物F是 CO。
(2)化合物I是 HF 。 (3)反应③的化学方程式是 2H2＋O2
曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃时反应获得．
（1）根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是__A__C_D_____
（填序号）
A．制气轮机叶片
B．制有色玻璃
C．制永久性模具
D．制造柴油机
（2）写出N的原子结构示意图__+7__2 _5 _____．根据元素周
期律知识，请写出氮化硅的化学式__S__i3_N_4____． （3）氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他
无机酸反应．试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式
___S_i3_N_4_＋__1_2_H_F_＝__3_S_i_F_4＋__1_2_H_C__l↑_． （4）现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生
反应，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为 S_i_C_l_4＋__2_N_2_＋__H_2__强_热_S_i_3_N_4．＋12HCl
点燃
2H2O 。
(4)反应④的化学方程式是 2F2＋2H2O＝4HF＋O2。
【例3】原硅酸通过分子间聚合可形成不同的多硅酸， 如：
按以上规律，n个原硅酸聚合而成的多硅酸的化 学式为_H__2n_＋_2S_in_O_3_n＋_1_，此多硅酸的一个分子中，共 含有___4n___个Si—O共价键。
例4 （08广东卷）硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题： (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，生产过程示意图如下：
4HF+Si ＝SiF4+2H2↑
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
4.写出由二氧化硅制取硅酸的反应方程式。
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O↑ Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl
知识网络
【例1】
单质＋氧化物＝单质＋氧化化合物
１.若甲、乙均为非金属
3.若甲为非金属，乙为金属
【思维启迪】粉末状的氮化硅，可以由SiCl4的蒸气和氨气的 混合物反应制取．粉末状的氮化硅对空气和水都不稳定．但是 将粉末状的氮化硅和适量的MgO在230×1.01×105 Pa和 185℃的密闭容器中热处理，可以制得结构十分紧密而且对空 气和水都十分稳定的高温结构材料． （ __1_3）_S_写i_C_出l_4＋_由_4_SN_iCH__l34=_和S__iN3_NH_43_＋反_1_应2_制H__C备_l_氮。化硅的化学方程式： （ _S_2_i3）_N_4分_＋_别6_H_写_2O_出_＝氮__3化_S_i硅O__2与＋__H4_2N_O_H、_3_O_2S_反i_3_应N_4的_＋_化3_O_学_2＝_方_3_程S_式i_O_：2_＋__2_N_2。 （3）试思考说明为什么结构紧密的氮化硅不再受H2O、O2的 侵蚀？
饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象并用离子方程式给予解
释 生成白色絮状沉淀，又刺激性气味的气体生成；
wenku.baidu.com
。
SiO32-与NH4+发生双水解反应， SiO32- + 2 NH4+ + 2H2O ＝ 2NH3·H2O + H2SiO3↓。
【例4】 （ 2006年江苏南通市测试题）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
固体Si3N4表面与空气中的氧气反应，生成稳定 的二氧化硅，从而形成了二氧化硅的保护层，防止 内部的Si3N4继续与空气和水接触而被侵蚀．
1.28g硅中，含有 2 molSi—Si键。二氧化硅晶体中，Si原 子数∶Si—O键键数= 1∶4 ,其晶体中最小的环为12 元环。
2.工业制纯硅的反应方程式 。
SiO2+2C 高温 Si+2CO↑ Si+2Cl2 高温 SiCl4 SiCl4+2H2 高温 Si+4HCl
3.某非金属单质，和酸碱反应都能放出氢气，写出反应的化学 方程式。
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①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式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式 SiHCl3+3H2O＝H2SiO3+H2↑+3HCl ；H2还原SiHCl3过程中若混O2， 可能引起的后果 高温下，H2遇O2发生爆炸 。 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
高温
CuO+H2
2Cu+H2O
2.若甲为金属，乙为非金属 4.若甲、乙均为金属
【例2】 （2000年高考化学试测题）如下图，已知：①单质E 可作为半导体材料；②化合物F是不能生成盐的氧化物；③化 合物I能溶于水呈酸性，它能够跟氧化物A起反应．据此，请填 空：
据此，请填空：
(1)化合物F是 CO。
(2)化合物I是 HF 。 (3)反应③的化学方程式是 2H2＋O2
曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃时反应获得．
（1）根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是__A__C_D_____
（填序号）
A．制气轮机叶片
B．制有色玻璃
C．制永久性模具
D．制造柴油机
（2）写出N的原子结构示意图__+7__2 _5 _____．根据元素周
期律知识，请写出氮化硅的化学式__S__i3_N_4____． （3）氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他
无机酸反应．试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式
___S_i3_N_4_＋__1_2_H_F_＝__3_S_i_F_4＋__1_2_H_C__l↑_． （4）现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生
反应，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为 S_i_C_l_4＋__2_N_2_＋__H_2__强_热_S_i_3_N_4．＋12HCl
点燃
2H2O 。
(4)反应④的化学方程式是 2F2＋2H2O＝4HF＋O2。
【例3】原硅酸通过分子间聚合可形成不同的多硅酸， 如：
按以上规律，n个原硅酸聚合而成的多硅酸的化 学式为_H__2n_＋_2S_in_O_3_n＋_1_，此多硅酸的一个分子中，共 含有___4n___个Si—O共价键。
例4 （08广东卷）硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题： (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，生产过程示意图如下：
4HF+Si ＝SiF4+2H2↑
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
4.写出由二氧化硅制取硅酸的反应方程式。
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O↑ Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl
知识网络
【例1】
单质＋氧化物＝单质＋氧化化合物
１.若甲、乙均为非金属
3.若甲为非金属，乙为金属
【思维启迪】粉末状的氮化硅，可以由SiCl4的蒸气和氨气的 混合物反应制取．粉末状的氮化硅对空气和水都不稳定．但是 将粉末状的氮化硅和适量的MgO在230×1.01×105 Pa和 185℃的密闭容器中热处理，可以制得结构十分紧密而且对空 气和水都十分稳定的高温结构材料． （ __1_3）_S_写i_C_出l_4＋_由_4_SN_iCH__l34=_和S__iN3_NH_43_＋反_1_应2_制H__C备_l_氮。化硅的化学方程式： （ _S_2_i3）_N_4分_＋_别6_H_写_2O_出_＝氮__3化_S_i硅O__2与＋__H4_2N_O_H、_3_O_2S_反i_3_应N_4的_＋_化3_O_学_2＝_方_3_程S_式i_O_：2_＋__2_N_2。 （3）试思考说明为什么结构紧密的氮化硅不再受H2O、O2的 侵蚀？
饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象并用离子方程式给予解
释 生成白色絮状沉淀，又刺激性气味的气体生成；
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。
SiO32-与NH4+发生双水解反应， SiO32- + 2 NH4+ + 2H2O ＝ 2NH3·H2O + H2SiO3↓。
【例4】 （ 2006年江苏南通市测试题）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
固体Si3N4表面与空气中的氧气反应，生成稳定 的二氧化硅，从而形成了二氧化硅的保护层，防止 内部的Si3N4继续与空气和水接触而被侵蚀．