高三化学一轮复习学案《硅及其化合物》高中化学

2022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⑴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响，加热时可与O2、CI2等反响。Si+NaOHSi+O2（3）硅的用途二、二氧化硅1、SiO2是构造的晶体，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响。在高温下能发生一系列反响。NaOHCaOSiO2+CaCO3HFC3、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：。-9-/9\n2、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·SiO2·H2O。例如Na2SiO3可表示为Na2O·SiO2；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】1．（08广东卷）硅单质及其化合物应用范围很广。请答复以下问题：(1）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷（SiHCl3）复原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：-9-/9\n①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反响方程式　　　　。②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反响生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反响方程式　　　　；H2复原SihCl3过程中假设混02，可能引起的后果是。(2）以下有头硅材料的详法正确的选项是(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．盐酸可以与硅反响，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，逐滴参加饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象并给予解释　　　　。(1)①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反响方程式:SiHCl3+H2==(1357K)==Si+3HCl②SiHCl3遇水剧烈反响生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反响方程式3SiHCl3+3H2O===H2SiO3+H2↑+3HCl;H2复原SiHCl3过程中假设混入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）为主要原料反响制成的。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反响不与HCl反响，E错。-9-/9\n(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+发生双水解反响，SiO32-+2NH4++2H2O===2NH3·H2O+H2SiO3↓。【根底训练】1．在实验室以下物质不与晶体硅反响的是（）A．Ｆ2B．HFC．KOH溶液D．CI22．以下溶液可以盛放在玻璃瓶中，但不能用玻璃塞的是（　　　）　Ａ．硅酸钠溶液　　Ｂ．氢氟酸　　Ｃ．氢氧化钠溶液　　　Ｄ．氯化钠溶液3．以下关于硅的说法中不正确的选项是（　　　）　Ａ．硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体Ｂ．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Ｃ．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反响Ｄ．加热到一定温度时，硅能与氢气、氧气等反响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　Ａ．铜Ｂ．铝Ｃ．石英砂Ｄ．水玻璃5．以下物质中，没有固定熔沸点的是（　　　）　Ａ．石英　　　Ｂ．Na2SiO3　　　Ｃ．固体SO3　　Ｄ．玻璃6．工业制造金刚砂(SiC)的化学方程式如下：SiO2+3C======SiC+2CO。在这个氧化复原反响中，氧化剂和复原剂的物质的量之比是（　　　）　Ａ．1:2Ｂ．2:1Ｃ．1:1Ｄ．3:53000C7．工业上制纯硅主要以粗硅为原料，其反响如下：　①Si(s)+3HCI(g)=======SiHCI3(g)+H2(g)△H1=－38.1KJ/mol9500C②SiHCI3(g)+H2======Si(s)+3HCI(g)△H2分析上述反响，推断以下说法正确的选项是（　　　）　Ａ．①和②均属置换反响　　Ｂ．①和②互为可逆反响-9-/9\nC．△Ｈ2＞Ｏ　　　　　　　Ｄ．反响中硅单质是催化剂，因为其质量和性质不变8．以下物质中，不能通过化合反响制取的是（　　　）　Ａ．H2SiO3Ｂ．Fe(OH)3Ｃ．Fe(NO3)2Ｄ．CaSiO39．在无色的强碱性溶液中，能大量共存的是（　　　）　Ａ．Na+、AI3+、NO3-、CI-Ｂ．K+、Na+、CI-、SiO32-Ｃ．Fe2+、K+、SO42-、CI-Ｄ．Na+、HCO3-、K+、NO3-10．在一定条件下，以下物质不能和二氧化硅反响的是（　　　）　①焦炭　②纯碱　③碳酸钙　④氢氟酸　⑤高氯酸　⑥氢氧化钾　⑦氧化钙　⑧氮气Ａ．③⑤⑦⑧　　　　　Ｂ．⑤⑦⑧　　　　Ｃ．⑤⑧　　　　Ｄ．⑤11．以下物质放置在空气中（不考虑水分蒸发和吸收空气中的水分）变质，且能析出固体，参加盐酸时固体不溶解的是（　　　）　　Ａ．澄清石灰水　　　.Ｂ．水玻璃　　　Ｃ．氢硫酸　　　Ｄ．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.以下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NaOHNaOH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-9-/9\n-两次失去化合物丙化合物甲根据上述关系判断：⑴单质A只可能是，这是因为。⑵单质B一定是金属还是非金属，这是因为。⑶各化合物的分子式：甲、乙、丙、丁、。参考答案：1D2AC3C4C5D6A7AC8A9B10C11BC12HCl或稀H2SO413（1）Si因为A为铝那么丁是AlCl3无法生产化合物甲。（2）非金属假设是金属，那么甲无法生成丙。（3）甲SiO2乙Na2SiO3丙H2O丁H4SiO4【高考练兵】1．（09江苏卷3）以下所列各组物质中，物质之间通过一步反响就能实现如以下图转化的是abcAAlAlCl3Al（OH）3BHNO3NONO2CSiSiO2H2SiO3DCH2=CH2CH3CH2OHCH3CHO答案：B2．（09广东理科根底22）以下关于硅单质及其化合物的说法正确的选项是m①硅是构成一些岩石和矿物的根本元素②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料A．①②B．②③C．①④D．③④-9-/9\n答案：A3．（08全国Ⅱ卷）对于ⅣA族元素，以下表达中不正确的选项是()A．SiO2和CO2中Si和O，C和O之间都是共价键B．C、Si、Ge的最外层电子数都是4，次外层电子数都是8C．CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反响D．该族元素的主要化合价是－4和＋2解析：ⅣA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根底材料。通常用碳在高温下复原二氧化硅制得粗硅（含铁、铝、硫、磷等杂质），粗硅与氯气反响生成四氯化硅（反响温度450-500°C），四氯化硅经提纯后用氢气复原可得高纯硅。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响生成相应的氯化物；c.有关物质的物理常数见下表：-9-/9\n请答复以下问题：（1）写出装置A中发生反响的离子方程式。（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（类似屡次蒸馏）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，是铁元素复原成Fe2+，再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进展氧化复原滴定，反响的离子方程式是：①滴定前是否要滴加指示剂？（填“是”或“否”），请说明理由。②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1.000×10-2mol·L-1KMnO4标准溶液滴定。到达滴定终点时，消耗标准溶液20.00ml,那么残留物中铁元素的质量分数是。答案：m(1)MnO2+4H＋+2Cl－Mn2＋+Cl2↑+2H2Owww.ks5.u.com(2)平衡压强浓硫酸使SiCl4冷凝-9-/9\n(3)Al、P、Cl(4)①否；KMnO4溶液自身可作指示剂；②4.480%-9-/9