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主题8:硅及其重要化合物
无机非金属材料
命题一 硅的性质及用途
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)(2017年天津理综,3)硅太阳能电池工作时,光能转化成电能,与氧化还原反应无关。( )
(2)(2015年江苏,8)下列转化均能一步实现:粗硅SiCl4
Si。( )
(3)(2014年江苏,4)晶体硅熔点高硬度大,可用于制作半导体材料。( ) (4)(2013年北京理综,6)硅太阳能电池可以将太阳能转化为热能。( )
【解析】(1)硅太阳能电池能够将光能直接转化为电能,过程中没有发生氧化还原反应,正确。 (2)粗Si与Cl2在高温下反应生成SiCl4,SiCl4用H2还原生成纯Si,正确。 (3)晶体硅熔点高,与半导体材料无关,半导体与导电性有关,错误。 (4)太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置,错误。 【答案】(1)√ (2)√ (3)× (4)×
命题二 二氧化硅的性质及用途
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)(2017年江苏,3)SiO2的硬度大,可用于制造光导纤维。( )
(2)(2016年全国Ⅲ卷,7) HF能与SiO2反应,故常用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记。( )
(3)(2016年江苏,9)下列转化均能一步实现:SiO2
SiCl4Si。( )
(4)(2015年海南,7)可用磨口玻璃瓶保存NaOH溶液。( )
A
1
(5)(2014年海南,9)玻璃容器可长期盛放各种酸。( )
(6)(2015年安徽理综,9)SiO2既能和NaOH溶液反应,又能和氢氟酸反应,所以是两性氧化物。( )
【解析】(1)二氧化硅透光性好,可用于制造光导纤维,错误。(2)玻璃的主要成分是SiO2,HF能与SiO2反应,因此氢氟酸可以刻蚀玻璃,正确。(3)SiO2不与盐酸反应,错误。(4)玻璃中的主要成分SiO2能与NaOH溶液反应2NaOH+SiO2
Na2SiO3+H2O,生成的Na2SiO3具有黏合性,会将瓶口和瓶塞粘在一起,无法打开,错误。(5)氢氟酸
能与二氧化硅反应,玻璃容器不能盛装氢氟酸,错误。(6)SiO2与氢氟酸反应不生成盐,不是两性氧化物。
【答案】(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)×
2.(2015年海南,14)单质Z是一种常见的半导体材料,可由X通过如图所示的路线制备。其中X为Z的氧化物;Y为氢化物,分子结构与甲烷相似。回答下列问题:
XMg2ZYZ (1)能与X发生化学反应的酸是 ;由X制备Mg2Z的化学方程式为 。 (2)由Mg2Z生成Y的化学方程式为 ,Y分子的电子式为 。 (3)Z、X中共价键的类型分别是 、 。
【解析】Z为半导体材料,Z是Si,氧化物X为SiO2。(1)能与SiO2反应的酸是氢氟酸;根据反应的流程图可知,二氧化硅与Mg反应生成Mg2Si,SiO2+4Mg
2MgO+Mg2Si。
2MgCl2+SiH4↑。SiH4与CH4的结
(2)Mg2Si与盐酸反应生成的Y为氢化物,则Y的分子式是SiH4,Mg2Si+4HCl
H
构相似,电子式为H··Si ··H。(3)硅单质中的共价键是非极性键;SiO2中的共价键为极性键。
H
····
【答案】(1)氢氟酸 SiO2+4Mg
2MgO+Mg2Si
··
H··Si ··H ··
HH
(2)Mg2Si+4HCl
2MgCl2+SiH4↑
(3)非极性键 极性键
命题三 硅酸及硅酸盐的性质及用途
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)(2017年北京理综,10)将SO2通入Na2SiO3溶液中产生胶状沉淀,说明酸性:H2SO3>H2SiO3。( ) (2)(2016年四川理综,1)硅胶可作袋装食品的干燥剂。( )
(3)(2016年江苏,5)向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸的离子方程式为Na2SiO3+2H
+
H2SiO3↓+2Na。( )
+
2
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(4)(2015年山东理综,12)向Na2SiO3溶液中通入过量SO2的离子方程式为SiO2?3+SO2+H2O( )
H2SiO3↓+SO2?3。
(5)(2014年全国Ⅱ卷,7)用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装过程没有发生化学反应。( )
【解析】(1)根据强酸制备弱酸的原理,SO2通入Na2SiO3溶液中产生胶状沉淀,说明发生反应SO2+Na2SiO3+H2O
Na2SO3+H2SiO3↓,正确。(2)硅胶能吸水,硅胶可作干燥剂,正确。(3)Na2SiO3为可溶性盐,在离
子方程式中不能写成化学式,错误。(4)向Na2SiO3溶液中通入过量的SO2,应生成HSO-3,错误。(5)硅胶具有吸水性,可防止食品受潮,属于物理变化,铁粉具有还原性,可防止食品氧化,属于化学变化,错误。
【答案】(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)×
命题角度
全国卷中,本主题重点考查硅及其化合物的重要性质、有关用途,晶体硅的制备,有关含硅化合物之间的相互转化及离子方程式的书写
在复习中抓住结构→性质→用途的主线进行复习,明确物质用途与性质的关系,同时把握单质硅、二氧化硅、硅酸以及硅酸钠的通性及特性
备考启示
考点一 硅单质的性质及用途
1.硅的存在和物理性质
(1)存在:只以① 存在,主要以② 和硅酸盐的形式存在于地壳岩层里,在地壳中含量居第二位。
(2)物理性质:晶体硅是一种③ (填颜色)、具有金属光泽、硬而脆的固体,熔沸点较高,能导电,是良好的④ 材料 。
2.硅的化学性质
(1)与单质(O2、F2)反应:⑤ 、⑥ 。 (2)与酸(HF)反应:⑦ 。
(3)与强碱(如NaOH)溶液反应:⑧ 。 3.用途:制造半导体、计算机芯片、⑨ 电池。 4.制备
(1)工艺流程: SiO2
粗硅SiCl4
A
高纯硅。
3
(2)反应原理:⑩ 、 Si(粗)+2Cl2
SiCl4、SiCl4+2H2Si(纯)+4HCl。
【答案】①化合态 ②SiO2 ③灰黑色 ④半导体 ⑤Si+O2SiF4↑+2H2↑ ⑧Si+2NaOH+H2O
SiO2 ⑥Si+2F2SiF4 ⑦Si+4HF
Na2SiO3+2H2↑ ⑨太阳能 ⑩SiO2+2CSi+2CO↑
1.太阳能电池已为人们所熟悉,制造太阳能电池板的核心材料是( )。
A.硅 B.二氧化硅 C.钛合金 D.铝合金 【答案】A
2.下列关于硅的说法不正确的是( )。 ．．．
A.硅是非金属元素,但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应
D.当加热到一定温度时,硅能与氧气、氯气等非金属单质反应
【解析】硅是非金属元素,它的单质是灰黑色有金属光泽的固体,A项正确;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,B项正确;硅的化学性质不活泼,常温下能与氢氟酸、强碱溶液等发生反应,C项错误;加热到一定温度时,硅能与氯气、氧气等非金属单质反应,D项正确。
【答案】C
3.有些科学家提出硅是“21世纪的能源”,这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。下列有关硅的说法中不正确的是( )。 ．．．
A.高纯度的硅广泛用于制作计算机芯片 B.硅可由二氧化硅还原制得
C.低温时,硅与水、空气和盐酸不反应,但能与氢氟酸反应 D.自然界中硅的储量丰富,存在大量的单质硅 【答案】D
4.高纯度晶硅是典型的无机非金属材料,又称“半导体”材料,它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。它可以按如下方法制备:
SiO2Si(粗)SiHCl3
Si(纯)
4
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