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1、一、硅的结构和性质1晶体硅的结构 型的空间网状结构，属 晶体,正四面体,原子,2物理性质晶体硅的熔沸点 ，硬度 ，导电性介于 和 之间，是良好的半导体材料,很高,很大,导体,绝缘体,3化学性质(1)概述：常温下性质稳定，不与 、Cl2、 、HNO3反 应，只与F2、 、强碱溶液反应(2)主要性质,O2,H2SO4,HF,1.请根据下列流程，用化学方程式表示粗硅制备及 提纯的反应原理,二、硅的化合物1二氧化硅(1)晶体结构,晶体类型： .原子结合方式：1个硅原子同时与 个氧原子结合，1个氧原子同时与2个硅原子结合，硅原子与氧原子个数比为 .,4,12,原子晶体,(2)化学性质,2硅酸和硅酸钠,2
2、.今有下列试剂：SiO2蒸馏水盐酸 烧碱溶液，若实验室制备H2SiO3，应选取哪些试 剂？用化学方程式表示其反应原理.,提示：选取的试剂有SiO2、NaOH溶液和盐酸，反应原理为：SiO22NaOH=Na2SiO3H2ONa2SiO32HCl = 2NaClH2SiO3,3硅酸盐的氧化物形式(1)表示方法：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物SiO2H2O(2)实例：如Na2SiO3： ；Al2Si2O5(OH)4： ；KAlSi3O8：,Na2OSiO2,Al2O32SiO22H2O,K2OAl2O36SiO2,三、无机非金属材料1分类及实例,2传统无机非金属材料的优缺点(1)优点： 、 等(2)
3、缺点： 、 等,抗腐蚀,耐高温,质脆,经不起热冲击,3新型无机非金属材料的特点及用途,耐高温、强度高,电学,光学,生物,感受鉴赏12009年10月6日瑞典皇家科学院宣布，英国华裔科学家高锟以及两名美国科学家威拉德博伊尔和乔治史密斯获得2009年诺贝尔物理学奖，以奖励他们在光纤和半导体领域上的开创性研究下列有关光导纤维和半导体的说法中错误的是 (),A二氧化硅是制备光导纤维的主要原料，光导纤维遇 强碱会“断路”B作半导体材料的硅位于周期表中第三周期的A族C工业上，利用二氧化硅热分解法冶炼硅D二氧化硅和硅的晶体类型相同,解题指导选 A项，SiO2能与强碱溶液反应；B项，Si位于元素周期表中第三周期
4、A族；C项，SiO2受热不发生分解；D项，Si和SiO2均属于原子晶体,C,2下列关于二氧化硅的叙述中，不正确的是 ()在固态和液态时，导电性都很差能跟强碱反应，但不能与水反应硅与碳同属A族，故SiO2的物理性质与CO2类似既是酸性氧化物，又是碱性氧化物ABC D,.,解题指导选 SiO2为共价化合物，在固态或液态时均不能导电；SiO2不溶于水，但易与NaOH溶液发生反应SiO22NaOH = Na2SiO3H2O；SiO2为原子晶体，CO2为分子晶体，二者在物理性质上差异较大；SiO2是酸性氧化物，不是碱性氧化物,C,A、是置换反应，是化合反应B高温下，焦炭与氢气的还原性均强于硅C任一反应中
5、，每消耗或生成28 g硅，均转移4 mol电子D高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混 合可得高纯硅,解题指导选 B项，反应、中C、H2分别作还原剂，而Si为还原产物，因此还原性H2(或C)Si；C项，三个反应中Si元素化合价变化值均为4，因此消耗或生成1 mol Si，均转移4 mol电子；D项，工业制硅是先制备粗硅，然后再对粗硅提纯,D,思考领悟教师备课园地,拓展发现,(3)常温条件下，非金属单质一般不与强碱溶液反应而Si单 质可与强碱溶液反应，Si2NaOHH2O = Na2SiO3 2H2.(4)非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si能跟氢氟酸 作用：Si4HF = SiF42
6、H2.(5)非金属氧化物一般为分子晶体，但SiO2为原子晶体(6)酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能与氢氟酸作用(7)无机酸一般易溶于水，但H2SiO3难溶于水(8)硅酸钠水溶液俗称水玻璃，但却是盐溶液,感受鉴赏 4(2011德州模拟)下列表述正确的是 ()普通玻璃与钢化玻璃成分不同，所以性能不同，用途不同光导纤维导电能力很强，是非常好的通讯材料提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料,氧化钴加入到普通玻璃中可制成红色玻璃太阳能电池可采用硅材料制造，其应用有利于环保、节能A BC D,解题指导选 普通玻璃与钢化玻璃的成分相同，但制造工艺不同，性能不同；光导纤维传导光信号的能力很强
7、，但导电性差；水泥是硅酸盐产品；氧化钴可用来制蓝色玻璃；Si是良好的半导体材料，可用于制造太阳能电池,D,5(2011南京五校联考)信息、材料、能源被称为新科技革命的“三大支柱”下列有关资讯错误的是 ()A在即将到来的新能源时代，核能、太阳能、氢能将 成为主要能源B中、美、日等国已掌握的陶瓷发动机技术，能较大 程度地降低能耗，节约能源C光导纤维在信息产业中应用广泛，制造光导纤维的 主要材料是单质硅D结构陶瓷碳化硼(B4C3)常用于制造切削工具，它是一 种新型无机非金属材料，属于原子晶体,解题指导选 制备光导纤维的是SiO2而不是单质Si，选项C错误,C,6氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料
8、，它可由石英与焦炭在高温的氮气流中，通过以下反应制得：aSiO2(s)bC(s)cN2(g) dSi3N4(s)eCO(g)，若该反应在恒容密闭容器中进行，下列有关说法不正确的是 ()A该反应的氧化剂是氮气B上述反应中a、b、c、d、e依次为3、6、2、1、6C氮化硅耐高温、硬度大D若向容器中充入稀有气体氖，有利于生成氮化硅,.,解题指导选 配平后化学方程式为：3SiO26C2N2 Si3N46CO，氮的化合价由0价降至3价，氮气作氧化剂，A正确；由化学方程式知B正确；氮化硅是原子晶体，其熔点高、硬度大，C正确；该容器是恒容密闭容器，充入稀有气体，平衡不移动，对生成氮化硅无影响，D错误,D,思
9、考领悟教师备课园地,拓展发现传统无机非金属材料的制备、成分及性质,考 情 分 析,考 题 印 证1(2010江苏高考)下列有关物质的性质或应用的说法不正确的是 ()A二氧化硅是生产光纤制品的基本原料B水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂C盐析可提纯蛋白质并保持其生理活性D石油分馏可获得乙烯、丙烯和丁二烯,.,答案： D,解析：本题考查物质的用途，意在考查考生了解与识记常见有机物和无机物的用途的能力D项，石油裂解可以得到乙烯、丙烯和丁二烯，故不正确,2(2009四川高考)开发新材料是现代科技发展的方向之一下列有关材料的说法正确的是 ()A氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料BC60属于原子晶体，用于制造纳米
10、材料C纤维素乙酸酯属于天然高分子材料D单晶硅常用于制造光导纤维,解析： B项，C60属于分子晶体；C项，纤维素乙酸酯不是天然高分子材料；D项，二氧化硅常用于制造光导纤维,答案： A,3(2009重庆高考)材料与化学密切相关，表中对应关系 错误的是 (),解析：A项，刚玉的主要化学成分为三氧化二铝，而金刚石的主要化学成分为碳,答案：A,4(2011江西名校联考)2009年10月6日，诺贝尔物理学奖授予“光纤之父”英国华裔科学家高锟以及两位美国科学家威拉德博伊尔和乔治史密斯光导纤维的主要成分是二氧化硅，下列关于二氧化硅的说法正确的是()A二氧化硅是H2SiO3的酸酐，因此能与水反应B用二氧化硅制取
11、单质硅时，当生成2.24 L气体(标况)时， 得到2.8 g硅C6 g的二氧化硅中含有0.2 mol的共价键D二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体 在高温时发生反应,解析：A项中二氧化硅不能与水反应；B项中用二氧化硅制取单质硅，当生成2.24 L气体(标况)时，只能得到1.4 g硅；C项中6 g的二氧化硅中含有0.4 mol的共价键,答案： D,5(2011富阳期考)工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下：SiCl4(g)2H2(g) Si(s)4HCl(g)；HQ kJ/mol (Q0)，某温度、压强下，将一定量反应物通入密闭容器进行以上反应，下列叙述正确的是 (),A反应过程中，若
12、压缩容器体积，增大压强能提高 SiCl4的转化率B若反应开始时SiCl4为1 mol，则达平衡时，吸收热量 为Q kJC当反应吸收热量为0.025Q kJ时，生成的HCl通入100 mL 1 mol/L的NaOH溶液中恰好反应D反应至4分钟时，若HCl浓度为0.12 mol/L，则H2的 反应速率为0.03 mol/(Lmin),解析：该反应为体积增大的反应，增大压强平衡左移，SiCl4转化率降低，A项错误；该反应为可逆反应，不能实现完全转化，吸收的热量一定小于Q kJ，B项错误；当吸收热量0.025Q kJ时，说明反应的SiCl4为0.025 mol，生成HCl 0.1 mol，其与100
13、mL 1 mol/L的NaOH溶液恰好反应，C项正确；反应至4分钟时，HCl的浓度为0.12 mol/L，表示的反应速率为：v(HCl)0.03 mol/(Lmin)，换算为v(H2)0.015 mol/(Lmin)，D项错误,答案： C,6(2011南通调研)工业上用“三氯氢硅还原法”提纯粗 硅的工艺流程如下图所示：,(1)三氯氢硅的制备原理：Si(s)3HCl(g)SiHCl3(g)H2(g)；H210 kJ/mol工业上为了加快SiHCl3生成速率而又不降低硅的转化率，可以采用的方法是_(2)除上述反应外，还伴随着副反应：Si(g)4HCl(g)SiCl4(g)2H2(g)；H241 kJ/mol.已知：SiHCl3、SiCl4常温下均为液体,工业上分离SiHCl3、SiCl4的操作方法为_反应SiHCl3(g)HCl(g)SiCl4(g)H2(g)的H_ kJ/mol.(3)该生产工艺中可以循环使用的物质是_,
