高三化学一轮复习学桉：《硅及其化合物》.doc

高考资源网（） 您身边的高考专家2010届高三化学一轮复习学案：硅及其化合物 复习目标：1、掌握硅、二氧化硅的主要性质及这些性质在材料中的应用2、了解传统的硅酸盐制品和一些新型无机非金属材料在生产、生活中的重要作用知识梳理：一、硅硅的物理性质 单质硅是 晶体，硬度大，熔沸点高，是一种 色，有 的固体，是良好的 材料。（2）化学性质 硅的化学性质 ，常温下除 外，一般不与其他物质反应，加热时可与O2、CI2等反应。 Si + NaOH Si + O2 （3）硅的用途二、二氧化硅1、SiO2是 结构的 晶体，熔沸点 ，硬度 ，不溶于水。2、化学性质常温下除 外，一般不与其他物质反应。在高温下能发生一系列反应。 NaOH CaO SiO2 + CaCO3 HFC 3、粗硅的工业制备4、用途三、硅酸1、硅酸（H2SiO3）、原硅酸（H4SiO4）为不溶于水的弱酸，酸酐都是 ，原硅酸不稳定，在空气中易失水形成硅酸： 。2、硅酸的制备四、硅酸盐1、硅酸钠水溶液俗称 ，在空气中会变质： 。2、硅酸盐常表示成氧化物的形式：金属氧化物SiO2H2O。例如Na2SiO3可表示为Na2OSiO2；高岭石AI2(Si2O5)(OH)4可表示为 ；正长石(KAISi3O8)可表示为 。五、无机非金属材料传统无机非金属材料玻璃原料设备成分水泥原料设备成分陶瓷原料制造过程六、硅及其化合物的转化关系：【典型例题】（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：写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式。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；H2还原SihCl3过程中若混02，可能引起的后果是 。(2）下列有头硅材料的详法正确的是 (填字母）。A碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水混B氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承C普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂的，其熔点很高D盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅(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。(1) 写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式:SiHCl3+H2=(1357K)= Si+3HClSiHCl3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3SiHCl3+3H2O=H2SiO3+H2+3HCl;H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是：高温下，H2遇O2发生爆炸。(2)ABCD解释：SiC和Si3N4均为原子晶体，熔点高，性质稳定，AB正确。光导纤维的材料为SiO2，C正确。普通玻璃的主要成分为Na2SiO3和CaSiO3，它是以石英砂（SiO2）、石灰石（CaCO3）和纯碱（Na2CO3）为主要原料反应制成的。Na2CO3+SiO2=(高温)=Na2SiO3+CO2；CaCO3+SiO2=(高温)=CaSiO3+CO2，D正确。常温下，Si只能与唯一一种酸HF反应不与HCl反应，E错。(3)写出实验现象并给予解释：生成白色絮状沉淀，又刺激性气味的气体生成；SiO32-与NH4+发生双水解反应，SiO32- + 2 NH4+ + 2H2O = 2NH3H2O + H2SiO3。【基础训练】1在实验室下列物质不与晶体硅反应的是（ ） A2 BHF CKOH溶液 DCI22下列溶液可以盛放在玻璃瓶中，但不能用玻璃塞的是（）硅酸钠溶液氢氟酸氢氧化钠溶液氯化钠溶液3下列关于硅的说法中不正确的是（）硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体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硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应加热到一定温度时，硅能与氢气、氧气等反应4光纤通信是一种现代的通信手段，光纤是光导纤维的简称，制造光导纤维的主要原料是铜 铝 石英砂 水玻璃5下列物质中，没有固定熔沸点的是（）石英Na2SiO3固体SO3玻璃6工业制造金刚砂(SiC)的化学方程式如下：SiO2 + 3C = SiC + 2CO 。在这个氧化还原反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比是（）1:2 2:1 1:1 3:53000C7工业上制纯硅主要以粗硅为原料，其反应如下：Si(s) + 3HCI(g) = SiHCI3(g) + H2(g) H1 = 38.1KJ/mol9500CSiHCI3(g) + H2 = Si(s) + 3HCI(g) H2分析上述反应，推断下列说法正确的是（）和均属置换反应和互为可逆反应C2反应中硅单质是催化剂，因为其质量和性质不变8下列物质中，不能通过化合反应制取的是（）H2SiO3 Fe(OH)3 Fe(NO3)2 CaSiO39在无色的强碱性溶液中，能大量共存的是（）Na+、AI3+、NO3-、CI- K+、Na+、CI-、SiO32-Fe2+、K+、SO42-、CI- Na+、HCO3-、K+、NO3-10在一定条件下，下列物质不能和二氧化硅反应的是（）焦炭纯碱碳酸钙氢氟酸高氯酸氢氧化钾氧化钙氮气11下列物质放置在空气中（不考虑水分蒸发和吸收空气中的水分）变质，且能析出固体，加入盐酸时固体不溶解的是（）澄清石灰水.水玻璃氢硫酸氯化钙溶液12只用一种试剂即可将Na2SiO3、 Na2CO3 、Na2SO4、 Na2S四种溶液鉴别出来。这种试剂是_。13.下列各单质与化合物之间有以下的转化关系，而且各单质与化合物组成的元素皆为短周期元素单质B单质A 化合物甲NaOH N aOH溶液 单质B 溶液 氢气C 化合物丙 过量盐酸 过量盐酸 化合物乙 化合物丁 化合物乙- 两次失去化合物丙 化合物甲根据上述关系判断：单质A只可能是 ，这是因为 。单质B一定是金属还是非金属 ，这是因为 。各化合物的分子式：甲、 乙、 丙、 丁、 。参考答案：1 D 2 AC 3 C 4 C 5 D 6 A 7 AC 8 A 9 B 10 C 11 B C 12 HCl或稀H2SO413（1）Si 因为A为铝则丁是AlCl3无法生产化合物甲。（2）非金属 若是金属，则甲无法生成丙。（3）甲SiO2乙Na2SiO3丙H2O丁H4SiO4【高考练兵】1（09江苏卷3）下列所列各组物质中，物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是abcAAlAlCl3Al（OH）3BHNO3NONO2CSiSiO2H2SiO3DCH2=CH2CH3CH2OHCH3CHO答案：B2（09广东理科基础22）下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品 高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料 A B C D答案：A 3（08全国卷）对于A族元素，下列叙述中不正确的是( ) ASiO2和CO2中Si和O，C和O之间都是共价键BC、Si、Ge的最外层电子数都是4，次外层电子数都是8CCO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应D该族元素的主要化合价是4和2解析：A族元素最外层电子数都是4，但C原子的次外层电子数只有2个电子。答案：B。4（09浙江卷28）（15分）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、硫、磷等杂质），粗硅与氯气反应生成四氯化硅（反应温度450-500C），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：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，是铁元素还原成Fe2+ ，再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是：滴定前是否要滴加指示剂？ （填“是”或“否”），请说明理由 。某同学称取5.000g残留物，预处理后在容量瓶中配制成100ml溶液，移取25.00ml，试样溶液，用1.00010-2mol L-1KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00ml,则残留物中铁元素的质量分数是 。答案：w.w