2017年高考化学一轮复习_第4章 非金属及其化合物 第1讲 碳硅及无机非金属材料课件课件.ppt

利用下图中的装置和试剂验证酸性H2CO3H2SiO3，能否达到实验目的，为什么？ 思考提示：不能，挥发出来的HCl气体进入硅酸钠溶液后，也能与硅酸钠溶液反应，生成白色沉淀。和CO2与硅酸钠溶液反应的现象相同，无法确定是谁发生了反应。 【典例2】　(2015·天津高三模拟)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高温下用炭还原二氧化硅制得粗硅； ②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3： Si＋3HCl SiHCl3＋H2； ③用SiHCl3与过量H2在1 000～1 100 ℃反应制得纯硅。 已知SiHCl3能与H2O强烈反应，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________。 (3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下(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______________________。 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____(填字母)。 a．碘水 b．氯水 c．NaOH溶液 d．KSCN溶液 e．Na2SO3溶液 解析：高纯硅的制备是以初步冶炼得到的粗硅为原料，在加热条件下与氯化氢气体反应，制成气态化合物SiHCl3，与杂质分离，然后在高温条件下用氢气还原，重新得到硅和氯化氢气体，这样就去掉杂质，得到高纯硅。 (2)中由题给物质沸点的不同，可以考虑用分馏的方法来进行分离。 （3)由于SiHCl3遇水强烈反应，所以反应环境必须无水，制得的氢气必须干燥，B中放的是干燥剂(浓硫酸)，常温下，SiHCl3呈液态，为了增大两者的接触面积，可以通过加热的方法使SiHCl3汽化。D装置用石英管而不用普通玻璃管的目的是两者反应需要在高温条件下进行，而普通玻璃管会软化。SiHCl3在空气中会自燃，必须排尽空气。铁元素的检验是利用Fe3＋遇KSCN溶液变红色。所以鉴定产品硅中是否含微量铁单质，试样用稀盐酸溶解后，还需要的试剂是氯水和KSCN溶液。 * 第1讲 碳、硅及无机非金属材料 【必威体育精装版考纲】　 1.了解碳元素、硅元素的单质的主要性质及应用。 2.了解碳元素、硅元素的重要化合物的主要性质及应用。 3.了解碳元素、硅元素的单质及其重要化合物对环境质量的影响。 考点一　碳、硅单质及其重要化合物的性质 1．C、Si单质的存在形态、物理性质及用途 (1)自然界中的碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素因有亲氧性，所以仅有化合态。碳单质主要有金刚石、石墨、C60等同素异形体，硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类。 2.碳、硅单质的化学性质 碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。 a．反应①中SiO2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃 b．反应②中SiO2表现出氧化性 c．反应③中SiO2表现了酸性氧化物的通性 d．反应④符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性酸酐的道理 e．反应⑤中SiO2未参加氧化还原反应 A．ace B．bde C．cde D．ab 解析：通常用氢氟酸来刻蚀玻璃，与之对应的反应是③，因此a判断错误；c判断也不正确，因为酸性氧化物是指能与碱反应生成盐和水的氧化物，这正好与反应①对应；反应②是一个置换反应，其中二氧化硅被还原，表现出氧化性，b判断正确；反应④是一个复分解反应，用难挥发的二氧化硅制取易挥发的二氧化碳，d判断正确；反应⑤中碳的化合价由0价变为－4和＋2，硅的化合价和氧的化合价都没有改变，因此二氧化硅没有参加氧化还原反应，e判断也正确。故B项正确。 答案：B 碳、硅单质的特殊性 (1)Si的还原性强于C，但C能还原SiO2生成Si，且氧化产物为CO：2C＋SiO2 Si＋2CO↑，其原因是产物CO为气体，它的放出降低了生成物浓度，促使反应向正反应方向进行。 (2)非金属单质跟碱溶液作用一般无H2产生，但Si能跟碱液作用放出H2，如S