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1、討論：討論：（08全國全國)對于對于A族元素，下列敘述中不正確的是（族元素，下列敘述中不正確的是（ ）A.SiO2和和CO2中，中，Si和和O，C和和O之間都是共價鍵之間都是共價鍵B.C、Si和和Ge的最外層電子數(shù)都是的最外層電子數(shù)都是4，次外層電子數(shù)都是，次外層電子數(shù)都是8C.CO2和和SiO2都是酸性氧化物，在一定條件下都能和氧化鈣反應(yīng)都是酸性氧化物，在一定條件下都能和氧化鈣反應(yīng)D.該族元素的主要化合價是該族元素的主要化合價是+4和和+2專題專題42 無機非金屬材料無機非金屬材料-硅硅考綱解讀：考綱解讀：了解碳和硅的單質(zhì)及某些氧化物的性質(zhì)；了解碳、了解碳和硅的單質(zhì)及某些氧化物的性質(zhì)；了解碳
2、、硅單質(zhì)及其化合物對環(huán)境的影響。硅單質(zhì)及其化合物對環(huán)境的影響。1、在自然界中的存在：、在自然界中的存在： C 游離態(tài)、化合態(tài)游離態(tài)、化合態(tài) Si 化合態(tài)化合態(tài) 熔沸點：熔沸點：金剛石金剛石-晶體硅晶體硅 金剛石金剛石-石墨石墨熔點：熔點：金剛石石墨金剛石石墨 金剛石硅金剛石硅沸點：沸點：金剛石金剛石= 石墨石墨 金剛石硅金剛石硅硅是半導體硅是半導體導電性：導電性：一、碳和硅單質(zhì)存在及性質(zhì)一、碳和硅單質(zhì)存在及性質(zhì)2、物理性質(zhì)：、物理性質(zhì)：碳有多種同素異形體：金剛石、石墨、碳有多種同素異形體：金剛石、石墨、C60等。等。 其中金剛石為原其中金剛石為原子晶體，其硬度最大；石墨的熔點最高；子晶體，其硬
3、度最大；石墨的熔點最高； C60為分子晶體。為分子晶體。3、化學性質(zhì)、化學性質(zhì)碳常溫下性質(zhì)穩(wěn)定，高溫下能與許多物質(zhì)起化學反應(yīng)。碳常溫下性質(zhì)穩(wěn)定，高溫下能與許多物質(zhì)起化學反應(yīng)。C + CO2 = 2CO；H0C + 2CuO = 2Cu + CO2高溫高溫3C + 3FeO = 3Fe+ 3CO高溫高溫2C + SiO2 = Si+ 2CO高溫高溫3C + CaO = CaC2+ CO（了解）（了解）電爐電爐（3）與濃）與濃HNO3、濃、濃H2SO4反應(yīng)反應(yīng)（4）高溫與水反應(yīng)）高溫與水反應(yīng)（1）與非金屬單質(zhì)（）與非金屬單質(zhì)（O2、S等）反應(yīng)等）反應(yīng)（2）與氧化物反應(yīng)）與氧化物反應(yīng)討論：討論：（0
4、6天津）晶體硅是一種重要的非金屬材料，制備純硅的天津）晶體硅是一種重要的非金屬材料，制備純硅的主要步驟如下：主要步驟如下：高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅粗硅與干燥粗硅與干燥HCl氣體反應(yīng)制得氣體反應(yīng)制得SiHCl3：Si3HCl SiHCl3H2SiHCl3與過量與過量H2在在10001100反應(yīng)制得純硅反應(yīng)制得純硅已知已知SiHCl3，能與，能與H2O強烈反應(yīng)，在空氣中易自燃。強烈反應(yīng)，在空氣中易自燃。請回答下列問題：請回答下列問題：（1）第步制備粗硅的化學反應(yīng)方程式為）第步制備粗硅的化學反應(yīng)方程式為 。（2）粗硅與）粗硅與HCl反映完全后，經(jīng)冷凝得到的反映完全
5、后，經(jīng)冷凝得到的SiHCl3（沸點（沸點33.0）中含有少量中含有少量SiCl4（沸點（沸點57.6）和）和HCl（沸點（沸點84.7），提純），提純SiHCl3采用的方法為采用的方法為 。（3）用）用SiHCl3與過量與過量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如下（熱源及夾持反應(yīng)制備純硅的裝置如下（熱源及夾持裝置略去）：裝置略去）：300分餾（或蒸餾）分餾（或蒸餾） 2C + SiO2 = Si+ 2CO高溫高溫裝置裝置B中的試劑是中的試劑是 。裝置。裝置C中的燒瓶需要加熱，其目的中的燒瓶需要加熱，其目的是是 。反應(yīng)一段時間后，裝置反應(yīng)一段時間后，裝置D中觀察到的現(xiàn)象是中觀察到的現(xiàn)象是 ，裝，裝置置D不能
6、采用普通玻璃管的原因是不能采用普通玻璃管的原因是 ，裝置裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為 。為保證制備純硅實驗的成功，操作的關(guān)鍵是檢查實驗裝置的氣為保證制備純硅實驗的成功，操作的關(guān)鍵是檢查實驗裝置的氣密性，控制好反應(yīng)溫度以及密性，控制好反應(yīng)溫度以及 。為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì)，將試樣用稀鹽酸溶解，取為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì)，將試樣用稀鹽酸溶解，取上層清液后需再加入的試劑（填寫字母代號）是上層清液后需再加入的試劑（填寫字母代號）是 。a.碘水碘水 b.氯水氯水 c.NaOH溶液溶液 d.KSCN溶液溶液 e.Na2SO3溶液溶液A B C D濃硫酸濃硫酸 使滴入
7、燒瓶中的使滴入燒瓶中的SiHCl3氣化氣化有固體物質(zhì)生成有固體物質(zhì)生成 在反應(yīng)溫度下，普通玻璃會軟化在反應(yīng)溫度下，普通玻璃會軟化 SiHCl3+H2 Si+3HCl 高溫高溫排盡裝置中的空氣排盡裝置中的空氣 b d 硅及其化合物性質(zhì)硅及其化合物性質(zhì) 粗硅的制法：粗硅的制法：高溫下，用碳還原二氧化硅制得粗硅高溫下，用碳還原二氧化硅制得粗硅SiO2 + 2C = Si + 2CO 高溫高溫常溫下與強堿反應(yīng)常溫下與強堿反應(yīng) Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2 加熱時，能與加熱時，能與O2、Cl2等反應(yīng)等反應(yīng)Si + O2 = SiO2 Si + 2Cl2 = SiCl4
8、 硅的許多化學性質(zhì)與碳相似，硅的許多化學性質(zhì)與碳相似，常溫下較穩(wěn)定常溫下較穩(wěn)定，不與，不與O2、Cl2、硫酸、硝酸等反應(yīng)。硫酸、硝酸等反應(yīng)。加熱時，能與加熱時，能與O2、Cl2等反應(yīng)等反應(yīng) Si + 4HF = SiF4 + 2H2 1、CO2與與SiO2的性質(zhì)的性質(zhì)二、碳和硅的氧化物二、碳和硅的氧化物1、碳酸與碳酸鹽、碳酸與碳酸鹽 注意：注意：(1)碳酸鹽溶解性：碳酸鹽溶解性： 碳酸酸式鹽及碳酸酸式鹽及K+、Na+、NH4+的正鹽的正鹽易溶于水，堿金屬酸式鹽的溶解度小于正鹽溶解度。易溶于水，堿金屬酸式鹽的溶解度小于正鹽溶解度。(2)熱穩(wěn)定性：熱穩(wěn)定性：正鹽酸式鹽碳酸正鹽酸式鹽碳酸 可溶性正鹽
9、難溶性正鹽可溶性正鹽難溶性正鹽三、碳和硅的含氧酸及其鹽的性質(zhì)三、碳和硅的含氧酸及其鹽的性質(zhì)2、硅酸和硅酸鹽、硅酸和硅酸鹽3、無機非金屬材料、無機非金屬材料討論討論1：（09重慶）工業(yè)上電解飽和食鹽水能制取多種化工原料，重慶）工業(yè)上電解飽和食鹽水能制取多種化工原料，其中部分原料可用于制備多晶硅。其中部分原料可用于制備多晶硅。多晶硅主要采用多晶硅主要采用SiHCl3還原工藝生產(chǎn)，其副產(chǎn)物還原工藝生產(chǎn)，其副產(chǎn)物SiCl4的綜合利用的綜合利用受到廣泛關(guān)注。受到廣泛關(guān)注。（1）SiCl4可制氣相白炭黑（與光導纖維的主要原料相同），方可制氣相白炭黑（與光導纖維的主要原料相同），方法為高溫下法為高溫下SiC
10、l4與與H2和和O2反應(yīng)，產(chǎn)物有兩種，化學方程式為反應(yīng)，產(chǎn)物有兩種，化學方程式為_。（2）SiCl4可轉(zhuǎn)化為可轉(zhuǎn)化為SiHCl3而循環(huán)使用。一定條件下，在而循環(huán)使用。一定條件下，在20 L恒容密閉容器中的反應(yīng)：恒容密閉容器中的反應(yīng)：3SiCl4（g）+2H2（g）+Si（s） 4SiHCl3（g）達平衡后，達平衡后，H2與與SiHCl3物質(zhì)的量濃度分別為物質(zhì)的量濃度分別為0.140 mol/L和和0.020 mol/L，若，若H2全部來源于離子交換膜法的電解產(chǎn)物，理論全部來源于離子交換膜法的電解產(chǎn)物，理論上需消耗純上需消耗純NaCl的質(zhì)量為的質(zhì)量為_kg。 討論討論2：（12重慶）金剛石重慶）
11、金剛石SiC具有優(yōu)良的耐磨、耐腐蝕特性，具有優(yōu)良的耐磨、耐腐蝕特性，應(yīng)用廣泛應(yīng)用廣泛. (1) 碳與周期元素碳與周期元素Q的單質(zhì)化合僅能生成兩種常見氣態(tài)的單質(zhì)化合僅能生成兩種常見氣態(tài)化合物，其中一種化合物化合物，其中一種化合物H為非極性分子，碳元素在周期表中為非極性分子，碳元素在周期表中的位置是的位置是 Q是是 ，H的電子式為的電子式為 .(2) 一定條件下，一定條件下，Na還原還原CCl4可制備金剛石，反應(yīng)結(jié)束冷卻至可制備金剛石，反應(yīng)結(jié)束冷卻至室溫后，室溫后，CCl4回收中的實驗操作名稱為回收中的實驗操作名稱為 ，除去粗產(chǎn)品中少量，除去粗產(chǎn)品中少量鈉的試劑為鈉的試劑為 .(3)碳還原碳還原S
12、iO2制制SiC,其粗產(chǎn)品中雜志為其粗產(chǎn)品中雜志為Si和和SiO2先將先將20.0gSiC粗粗產(chǎn)品加入到過量的產(chǎn)品加入到過量的NaOH溶液中充分反應(yīng)，收集到溶液中充分反應(yīng)，收集到0.1mol氫氣，氫氣，過濾得過濾得SiC固體固體11.4g，濾液稀釋到，濾液稀釋到1L，生成氫氣的離子方程式，生成氫氣的離子方程式為為 ，硅鹽酸的物質(zhì)量濃度為，硅鹽酸的物質(zhì)量濃度為 。（4）下列敘述正確的有）下列敘述正確的有 （填序號），（填序號），Na還原還原CCl4的反應(yīng)、的反應(yīng)、Cl2與與H2O的反應(yīng)均是置換反應(yīng)的反應(yīng)均是置換反應(yīng)水晶、干冰熔化時克服粒子間作用力的類型相同水晶、干冰熔化時克服粒子間作用力的類型相同Na2SiO3溶液與溶液與SO3的反應(yīng)可用于推斷的反應(yīng)可用于推斷Si與與S的非金屬性強弱的非金屬性強弱鈉、鋰分別在空氣中燃燒，生成的氧化物中陰陽離子數(shù)目比鈉、鋰分別在空氣中燃燒，生成的氧化物中陰陽離子數(shù)目比均為均為1:2
四川省大英縣育才中學高三化學 專題42 無機非金屬材料硅復習課件
