2024届高考化学复习讲义第四章非金属及其化合物第九讲碳硅及其化合物无机非金属材料考点二硅及其化合物含答案

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1.硅单质
（1）硅单质的性质和用途
（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。化学方程式：[1] SiO2＋2C高温 Si（粗）＋2CO↑ 。
②粗硅提纯
方法一：Si（粗）＋2Cl2△SiCl4
SiCl4＋2H2高温 Si（纯）＋4HCl
方法二：Si（粗）＋3HCl 300°CSiHCl3＋H2
SiHCl3＋H21 100°CSi（纯）＋3HCl
2.二氧化硅
注意 SiO2是酸性氧化物，但不与水反应，不能用SiO2与水反应制备H2SiO3。
3.硅酸和硅酸盐
（1）硅酸（H2SiO3）
（2）硅酸盐（以Na2SiO3为例）
①Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，有[11] 黏性 ，水溶液显[12] 碱性 。
②与较强的酸反应
a.与硫酸反应：Na2SiO3＋H2SO4[13] Na2SO4＋H2SiO3↓ 。
b.通入过量CO2发生反应：Na2SiO3＋2H2O＋2CO2（过量）[14] 2NaHCO3＋H2SiO3↓ 。
③用途：黏合剂（矿物胶），耐火阻燃材料。
1.易错辨析。
（1）Si和SiO2都用于制造光导纤维。（ ✕ ）
（2）石英砂可用于生产单晶硅。（ √ ）
（3）Si是半导体材料，可用于制作太阳能电池。（ √ ）
（4）硅胶可用作食品干燥剂。（ √ ）
（5）将足量CO2气体通入水玻璃中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后所得的固体物质是硅酸钠。（ √ ）
（6）水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品。（ ✕ ）
（7）粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应。（ ✕ ）
2.晶体硅、金刚砂、金刚石的熔点由高到低的顺序是 金刚石＞金刚砂＞晶体硅 ，原因是 同为结构相似的共价晶体且键能C—C＞C—Si＞Si—Si 。
3.实验室里不能用玻璃试剂瓶盛放氢氟酸的原因是 氢氟酸能与玻璃中的SiO2反应 ，实验室氟化铵溶液应保存在： 塑料瓶 （填“玻璃瓶”或“塑料瓶”）中，原因是 氟化铵水解生成的氢氟酸能腐蚀玻璃 。
4.物质的量均为1 ml的硅石、硅酸（）中所含σ键的数目分别为 4NA 、 5NA 。（NA表示阿伏加德罗常数的值）
5.根据电负性的大小判断，SiH4中H的化合价为 －1 。若SiH4与水反应生成SiO2·xH2O，写出SiH4与水反应的化学方程式： SiH4＋（2＋x）H2OSiO2·xH2O↓＋4H2 。
研透高考 明确方向
命题点1 硅及其化合物的性质
1.下列说法不正确的是（ B ）
A.[2021辽宁]高纯硅可用于制芯片
B.[2022全国甲]硅酸钠溶液中通入二氧化碳：SiO32－＋CO2＋H2OHSiO3－＋HCO3－
C.[2020天津改编]盛装Na2SiO3溶液的试剂瓶不可以使用玻璃塞
D.[2021广东改编]利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品运用了氢氟酸可与SiO2反应的化学原理
解析 高纯硅为良好的半导体材料，可用于制芯片，A项正确；向硅酸钠溶液中通入少量的CO2，发生反应生成碳酸钠和硅酸，离子方程式为SiO32－＋CO2＋H2OH2SiO3↓＋CO32－，向硅酸钠溶液中通入过量的CO2，发生反应生成碳酸氢钠和硅酸，离子方程式为SiO32－＋2CO2＋2H2OH2SiO3↓＋2HCO3－，B项错误；Na2SiO3溶液可用作黏合剂，盛装Na2SiO3溶液的试剂瓶不能使用玻璃塞，C项正确；氢氟酸可与SiO2反应，故可利用氢氟酸刻蚀石英（主要成分为SiO2）制作艺术品，D项正确。
命题拓展
[2022山东改编]氢氟酸与SiO2反应生成二元强酸H2SiF6，离子方程式为 6HF＋SiO22H＋＋SiF62－＋2H2O 。
命题点1 高纯硅的制备
2.[2023湖北]工业制备高纯硅的主要过程如下：
下列说法错误的是（ B ）
A.制备粗硅的反应方程式为SiO2＋2C高温Si＋2CO↑
B.1 ml Si含Si—Si键的数目约为4×6.02×1023
C.原料气HCl和H2应充分去除水和氧气
D.生成SiHCl3的反应为熵减过程
解析 石英砂（SiO2）和焦炭在高温下反应生成Si和CO，A正确；Si晶体中每个Si原子与4个Si原子成键，平均1个Si原子形成2个Si—Si键，故1 ml Si所含Si—Si键的数目为2×6.02×1023，B错误；SiHCl3易水解，氢气中混有氧气可能会发生爆炸，故原料气HCl和H2应充分去除水和氧气，C正确；Si＋3HCl（g）SiHCl3（g）＋H2（g）为气体分子数减小的反应，为熵减反应，D正确。