2015-2016学年高中化学专题3第二单元含硅矿物及信息材料(第2课时)二氧化硅与信息材料课件苏教版必修1讲解.ppt

目标导航 1 2 3 4 预习交流3 是不是只有活泼金属与酸反应才能生成氢气?如果不是,你能想到哪些反应还能生成氢气? 答案:不是。除了活泼金属与酸反应生成氢气外,碳在高温下与水蒸气反应也能生成氢气: C+H2O(g) CO+H2。 另外硅与氢氧化钠溶液、硅与氢氟酸反应也都能生成氢气: Si+2NaOH+H2O Na2SiO3+2H2↑、Si+4HF SiF4↑+2H2↑。 还有铝与氢氧化钠溶液反应也能生成氢气:2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑。 预习导引 问题导学 即时检测 一 二 一、探究硅的制备 活动与探究1 晶体硅是一种重要的非金属材料,制备纯硅的主要步骤如下: ①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅; ②粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3:Si+3HCl SiHCl3+H2; ③SiHCl3与过量的H2在1 000~1 100 ℃下反应制得纯硅。 已知SiHCl3能与H2O剧烈反应,在空气中易自燃。 请回答下列问题: (1)第①步制备粗硅的化学方程式为　　　　　　　。? (2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点-84.7 ℃),提纯SiHCl3采用的方法为　　　　　　。? 问题导学 即时检测 一 二 (3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下图所示(热源及夹持装置略去): ①装置B中的试剂是　　　　　　。装置C中的烧瓶需要加热,其目的是　　　　　　　。? ②反应一段时间后,装置D中观察到的现象是　　　　　　　　　　　　,装置D不能采用普通玻璃管的原因是　　　　　　　　　,装置D中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　。? 问题导学 即时检测 一 二 ③为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检查实验装置的气密性,控制好反应温度以及　　　　　　　　　　　　　　。? ④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需再加入的试剂是　　　　　(填写字母代号)。? a.碘水 b.氯水 c.NaOH溶液 d.KSCN溶液 e.Na2SO3溶液 问题导学 即时检测 一 二 解析:由于SiHCl3极易自燃、极易和水反应,因此用一般的化学方法难以提纯,又由于SiHCl3的沸点和所含杂质的沸点相差较大,故可以采用分馏(或蒸馏)的方法。 由(3)中实验装置图可以看出A为制取氢气的装置,B为干燥氢气的装置。由SiHCl3的沸点可知其在常温下为液态,对C中烧瓶水浴加热可以使SiHCl3汽化,以保证它和氢气充分接触并进入D中,在较高温度下反应得到单质硅。由于是对微量铁单质的检验,三价铁离子遇KSCN溶液变色最为灵敏,所以应把铁转变为三价铁离子。 问题导学 即时检测 一 二 答案:(1)SiO2+2C Si+2CO↑ (2)分馏(或蒸馏) (3)①浓硫酸　使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化 ②有固体物质生成　在此反应温度下,普通玻璃会软化　SiHCl3+H2 Si+3HCl ③排尽装置中的空气和水蒸气 ④bd 问题导学 即时检测 一 二 思考与交流 硅有哪些重要应用?为什么要对粗硅进行提纯? 答案:硅的用途非常广泛,晶体硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件,还可制成太阳能电池。硅还可用来制造铝合金、铁合金等多种合金,这些合金都有重要用途。 纯度很高的晶体硅,在极低的温度下几乎不导电,但温度升高、受光照射时,硅的电阻迅速减小,成为导电的物质,因此,硅是良好的半导体材料。 问题导学 即时检测 一 二 硅单质是由其氧化物制得的,主要分为两个阶段: (1)粗硅的制取: 化学方程式为SiO2+2C Si+2CO↑。 (2)粗硅转变为高纯硅: Si+2Cl2 SiCl4,SiCl4+2H2 Si+4HCl 注意:①C和SiO2反应,产物是CO不是CO2,C是还原剂。 ②粗硅首先和Cl2反应生成液态SiCl4,SiCl4有挥发性,挥发出来的SiCl4再和H2反应生成Si和HCl。 问题导学 即时检测 一 二 二、探究硅和二氧化硅的性质异同 活动与探究2 常温下单质A溶于强碱溶液,A燃烧生成某高熔点的氧化物B,B不溶于强酸而能与强碱反应。B与纯碱在高温下反应能生成C和气体D,气体D通入C溶液可得白色沉淀E,E放在干燥空气中易失水变成F,F加热再失水可得B。 (1)写出化学式: A　　　　　　　B　　　　　　　C　　　　　　? D　　　　　　　E　　　　　　　F　　　　　　? (2)写出下列反应的化学方程式: ①A与强碱溶液的反应? ②B与纯碱共熔? ③C与D反应? ④F