探究“硅及其化合物”的反应内涵..doc

探究“硅及其化合物”的反应内涵 在近年的高考试题中，无机非金属材料、硅酸盐等信息材料题已成为考试的亮点，正确认识硅及其化合物性质是解题的前提。针对学生中对这种半导体材料的认识不够，总结出反应内涵，希望对无机非金属材料的学习进一步简化和准确！ 一、硅与碱反应的本质： 硅与碱反应的本质是Si先和H2O反应，生成的硅酸（H2SiO3）再和碱（如NaOH）溶液发生反应。于是，硅和碱溶液的反应可以理解为两个反应式： Si+3H2O H2SiO3+2H2↑ H2SiO3+2NaOH===Na2SiO3+2H2O 以上两个反应式叠加即可得到总的反应式为：Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑。所以，从分步反应来看，NaOH既不是氧化剂，也不是还原剂，仅仅作为一个反应物参与反应，而水才是真正的氧化剂，Si是还原剂。方程式中的转移电子数目为4。 二、硅酸盐的两个重要反应： 反应①Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+H2SiO3↓ 反应②Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑ 反应①之所以能够发生，是因为在水溶液中，碳酸的酸性强于硅酸的酸性——符合强酸制弱酸。该反应也证明了C的非金属性比Si的非金属性强。 反应②之所以能够发生，是因为该反应不是在水溶液中进行的而是在高温条件下进行的，由于生成的CO2是气体，它离开了反应体系使得反应不断地向生成Na2SiO3的方向进行到底。 三、纯硅的制取： 工业上常用还原石英砂的方法来制取单质硅，一般在高温下利用强还原剂去还原SiO2来得到单质硅。如：SiO2+2CSi+2CO↑。 但该反应只能得到纯度不高的硅，这种硅不能用作半导体材料，也不能用于制造硅整流器等，因此需要提纯硅得到高纯度的硅。主要经过以下几步反应来实现： Si(粗)+2Cl2 SiCl4 SiCl4+2H2 Si(纯)+4HCl 四、二氧化硅的弱氧化性： SiO2中硅元素的化合价处于硅的最高价，在发生化学反应的时候只能降低，得电子体现氧化性，但硅得电子能力很弱，故SiO2是一种很弱的氧化剂，通常只能跟某些较活泼的还原剂在特定的条件下发生氧化还原反应，如SiO2+2CSi+2CO↑。 五、硅及其化合物的特性： ①Si的还原性比C的还原性强，但C却能够高温下还原出Si，即SiO2+2CSi+2CO↑。此反应之所以能够发生是因为生成的CO是气体，它离开反应体系使得反应向生成Si的方向进行到底。 ②非金属单质和碱溶液反应的时候一般均无H2的放出，但Si却能和碱溶液反应产生H2。 ③非金属单质一般不和非氧化性酸反应，但硅却能和非氧化性酸HF反应，方程式为Si+4HF===SiF4↑+2H2↑。 ④非金属氧化物一般为分子晶体，但SiO2却是原子晶体。 ⑤SiO2是酸性氧化物，一般情况下酸性氧化物不与酸反应，但SiO2却能和HF反应。 ⑥无机酸一般易溶于水，但硅酸或原硅酸均难溶于水。 ⑦Na2SiO3水溶液俗称水玻璃、泡花碱，但泡花碱却是盐溶液而非碱。 巩固练习： 1.药爆炸的瞬间，可以产生400000atm的超高压和5000℃的超高温，完全能达到石墨转化成金刚石的条件你认为将炸药放在水槽内的最主要原因是 （ A．形成高压条件 B．吸热降低温度 C．防止碳粉燃烧 D．溶解爆炸产生的气体 [解析] 炸药放入水槽内沉入水下固然可以形成一定压力，但比之于40000atm便显得微不足道；吸热降温又不利于金刚石的合成；溶解爆炸气体则明显不合理 原硅酸的分子结构为，它在水溶液中不稳定，通常在分子间脱水缩聚成网状大分子，这样的缩聚硅酸用通式表示，若n为1.5，则其缩聚物的化学式为。已知某缩聚硅酸中硅元素的质量分数为40.6%，该缩聚硅酸的化学式为_________；其分子结构式为__________；与NaOH溶液反应的化学方程式为____________________。 [解析] 依据通式和含硅40.6%，列出下述算式求n值，，解，故化学式为，分子结构式为：，它是二元酸，与NaOH反应生成盐：3．A、B为两种单质，常温下均为固体。在元素周期表中，A、B两种元素同周期且原子半径AB。分别取三份完全相同的质量均为1.520g的A、B混合物粉末进行如下实验。 向第一份试样中加入过量的盐酸，充分反应后放出0.896L气体（标准状况，下同），还余下0.560g残渣。 向第二份试样中加入过量的10%的NaOH溶液，充分反应后放出0.896L气体，还余下0.960g残渣。 将第三份试样隔绝空气加强热后，生成一种固体。冷却后，在隔绝空气的条件下加入足量稀盐酸，该固体全部溶解，产生x L气体。 （1）单质A是___________。 （2）混合物中B