第二章非金属及其化合物第一节碳、硅及无机非金属材料分解.docx

第二章　非金属及其化合物第一节碳、硅及无机非金属材料………………………………[循着图示·想一想]…………………………………………………………[特色特性·记一记]…………………………1．特殊的存在形式：C——金刚石、石墨、C602．特殊的用途：Si——半导体材料、太阳能电池板SiO2——光导纤维H2SiO3——硅胶可作干燥剂Na2SiO3(水玻璃)——黏合剂、耐火阻燃材料3．特殊的表示方法：硅酸盐可以用氧化物的形式表示如Na2SiO3→Na2O·SiO24．特殊的性质：(1)Si与NaOH溶液的反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑(2)SiO2能溶于氢氟酸：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(3)H2CO3的酸性强于H2SiO3：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓(4)粗硅的制备：SiO2＋2CSi＋2CO↑考点一 应用广泛的非金属单质——碳、硅[教材知识层面]1．碳、硅元素的原子结构与存在碳硅原子结构示意图在元素周期表中的位置第二周期ⅣA族第三周期ⅣA族单质的结构金刚石：空间网状结构石墨：层状结构晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构元素在自然界中的存在形式既有游离态又有化合态只有化合态2．碳、硅单质的性质(1)碳、硅的物理性质和用途(用短线连接起来)：(提示：①—c，②—a，③—e，④—b，⑤—d)(2)碳、硅的化学性质：①碳单质的化学性质——还原性。a．与O2的反应(用化学方程式表示)：O2不足：2C＋O2点燃,2CO；O2充足：C＋O2点燃,CO2。b．与其他物质的反应(用化学方程式表示)：与CuO反应：2CuO＋C高温,2Cu＋CO2↑(可用于金属的冶炼)；与CO2反应：CO2＋C高温,2CO；与水蒸气反应：C＋H2O(g)高温,CO＋H2(制水煤气)；与浓硫酸反应：C＋2H2SO4(浓)△,CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。②硅的化学性质——还原性。a．与氢氟酸反应的化学方程式：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；b．与NaOH溶液反应的化学方程式：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑；c．与O2反应：Si＋O2△,SiO2。[高考考查层面]命题点1　硅单质的特性非金属的一般规律硅的特性硅还原性强于碳2C＋SiO2Si＋2CO↑非金属与强碱溶液反应一般不产生H2硅可与强碱溶液反应产生H2：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑非金属一般不与非氧化性酸反应Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑一般非金属单质为绝缘体硅为半导体，常用于电子部件[典题示例]判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)(2013·广东高考)高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅。(　　)(2)单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料。(　　)(3)(2011·山东高考)单质硅常用作半导体材料和光导纤维。(　　)(4)(2011·山东高考)硅在自然界中只以化合态的形式存在。(　　)(5)硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应。(　　)答案：(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×命题点2　硅的工业制法1．制取粗硅工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含有少量杂质的粗硅。SiO2＋2CSi＋2CO↑。2．粗硅提纯(1)Si＋2Cl2SiCl4，SiCl4＋2H2Si＋4HCl。(2)Si＋3HClSiHCl3＋H2，SiHCl3＋H2Si＋3HCl。3.注意问题(1)用焦炭还原SiO2，产物是CO而不是CO2。(2)粗硅中含碳等杂质，与Cl2反应生成的SiCl4中也含CCl4等杂质，经过分馏提纯SiCl4后，再用H2还原，得到高纯度硅。[典题示例]1．半导体工业中，有一句行话：“从沙滩到用户”，即由SiO2制取Si。制取过程中不涉及的化学反应是(　　)A．2C＋SiO2Si＋2CO↑B．SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2OC．Si＋2Cl2SiCl4D．SiCl4＋2H2Si＋4HCl解析：选B　工业制取纯硅的工艺流程为：SiO2粗硅SiCl4纯硅，该工艺流程中不涉及SiO2与NaOH溶液的反应。2．制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：(1)写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学方程式为____________________________________________________________________________________________________。(2)整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出该反应的化学方程式为____________________