高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)——碳、硅及其化合物

1、碳、硅及其化合物碳、硅及其化合物無(wú)機(jī)非金屬材料無(wú)機(jī)非金屬材料考點(diǎn)考點(diǎn)1 硅單質(zhì)硅單質(zhì)1.存在：硅元素在自然界全部以化合態(tài)形式存在：硅元素在自然界全部以化合態(tài)形式存在，單質(zhì)硅有晶體硅和無(wú)定形硅兩種。存在，單質(zhì)硅有晶體硅和無(wú)定形硅兩種。2.物理性質(zhì)：晶體硅的熔沸點(diǎn)高，硬度大。物理性質(zhì)：晶體硅的熔沸點(diǎn)高，硬度大。3.化學(xué)性質(zhì)：化學(xué)性質(zhì)： 常溫下，硅能與常溫下，硅能與F2、HF、NaOH反應(yīng)反應(yīng) Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 加熱時(shí)加熱時(shí)Si可與可與O2、Cl2等非金屬反應(yīng)等非金屬反應(yīng)考點(diǎn)考點(diǎn)2 二氧化硅二氧化硅存在形式存在形式：硅石、石英、水晶、瑪瑙、沙子等：硅石、石英、水晶、瑪

2、瑙、沙子等（硅元素的親氧性）（硅元素的親氧性）物理性質(zhì)物理性質(zhì)：熔點(diǎn)高、硬度大、難溶于水：熔點(diǎn)高、硬度大、難溶于水化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)：穩(wěn)定性好：穩(wěn)定性好 酸性氧化物：酸性氧化物：與與CaO、NaOH等反應(yīng)；等反應(yīng)；Na2CO3 特性：特性：SiO2+4HF=SiF4+2H2O用途用途：制造光導(dǎo)纖維、玻璃、光學(xué)儀器、鐘表等。制造光導(dǎo)纖維、玻璃、光學(xué)儀器、鐘表等?？键c(diǎn)考點(diǎn)3 硅酸及其鹽硅酸及其鹽物理性質(zhì)物理性質(zhì)：不溶于水，膠狀（硅膠）：不溶于水，膠狀（硅膠）化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)：弱酸性：弱酸性：比碳酸酸性弱比碳酸酸性弱 H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O Na2SiO3+CO2+H2O=

3、Na2CO3+H2SiO3制備方法制備方法：Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3硅酸鹽硅酸鹽 Na2SiO3： 水玻璃水玻璃 a.貯存：盛貯存：盛Na2SiO3溶液的試劑瓶不能用玻璃溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，原因是：塞，原因是：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O b.變質(zhì)：變質(zhì)： Na2SiO3溶液在空氣中易變質(zhì)溶液在空氣中易變質(zhì) SiO32-+CO2+H2O=CO32-+H2SiO31.二氧化硅（二氧化硅（SiO2）又稱硅石，是制備硅及其化）又稱硅石，是制備硅及其化合物的重要原料（如圖）。下列說(shuō)法正確的是合物的重要原料（如圖）。下列說(shuō)法正確的是ASiO2屬于兩性氧化物屬于

4、兩性氧化物 C硅膠吸水后不能重復(fù)再生硅膠吸水后不能重復(fù)再生 D圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)在硅膠中加入在硅膠中加入CoCl2可顯示硅膠吸水是否失效可顯示硅膠吸水是否失效2. 將足量將足量CO2氣體通入水玻璃中，然后加氣體通入水玻璃中，然后加熱蒸干，再在高溫下充分燃燒，最后所得的熱蒸干，再在高溫下充分燃燒，最后所得的固體物質(zhì)是（固體物質(zhì)是（ ） B. Na2CO3、Na2SiO3 C. Na2CO3、SiO2 D. SiO2要點(diǎn)：高純硅的提取要點(diǎn)：高純硅的提取1.粗硅的制備粗硅的制備 主要反應(yīng)：主要反應(yīng)： 說(shuō)明：反應(yīng)要隔絕空氣；炭的用量要合適；說(shuō)明：反應(yīng)要隔絕

5、空氣；炭的用量要合適；2.高純硅的制備高純硅的制備 方法一：將生成的粗硅和方法一：將生成的粗硅和Cl2反應(yīng)生成液態(tài)反應(yīng)生成液態(tài)SiCl4，通過(guò)蒸餾，通過(guò)蒸餾(或多次蒸餾或多次蒸餾)，實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)SiCl4和雜質(zhì)和雜質(zhì)的分離，得到的高純的分離，得到的高純SiCl4用用H2還原。還原。 主要反應(yīng)：主要反應(yīng)：2C+SiO2 2CO+Si高 溫2C+SiO2 2CO+Si高 溫Si+2Cl2 SiCl4SiCl4+2H2 Si+4HCl高 溫高 溫 方法二：將生成的粗硅在加熱條件下與方法二：將生成的粗硅在加熱條件下與HCl(g)反應(yīng)，制成化合物反應(yīng)，制成化合物SiHCl3，與雜質(zhì)分離；，與雜質(zhì)分離；再在

6、高溫條件下用再在高溫條件下用H2還原，重新得到高純硅和還原，重新得到高純硅和HCl。3.（2006津）晶體硅是一種重要的非金屬材料，制備津）晶體硅是一種重要的非金屬材料，制備純硅的主要步驟如下：純硅的主要步驟如下： 高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅；高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅；粗硅與干燥粗硅與干燥 HCl氣體反應(yīng)制得氣體反應(yīng)制得 SiHCl3： Si +3HCl =SiHCl3+H2SiHCl3 與過(guò)量與過(guò)量 H2 在在 10001100反應(yīng)制得純硅。反應(yīng)制得純硅。已知已知 SiHCl3能與能與 H2O強(qiáng)烈反應(yīng)，在空氣中易自燃。強(qiáng)烈反應(yīng)，在空氣中易自燃。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題：請(qǐng)回答下列問(wèn)題： （

7、1）第）第步制備粗硅的化學(xué)反應(yīng)方程式為步制備粗硅的化學(xué)反應(yīng)方程式為 _。 （2）粗硅與）粗硅與HCl反應(yīng)完全后反應(yīng)完全后,經(jīng)冷凝得到的經(jīng)冷凝得到的SiHCl3（沸（沸點(diǎn)點(diǎn) 33.0）中含有少量）中含有少量 SiCl4（沸點(diǎn)（沸點(diǎn)57.6）和）和 HCl（沸點(diǎn)（沸點(diǎn)-84.7），提純），提純 SiHCl3 采用的方法為采用的方法為 。 300（3）用）用 SiHCl3 與過(guò)量與過(guò)量 H2反應(yīng)制備純硅的裝置反應(yīng)制備純硅的裝置如下（熱源及夾持裝置略去）：如下（熱源及夾持裝置略去）： 裝置裝置 B中的試劑是中的試劑是 _。 裝置裝置 C中的燒瓶需要加熱，其目的是中的燒瓶需要加熱，其目的是 _。 反應(yīng)一

8、段時(shí)間后，裝置反應(yīng)一段時(shí)間后，裝置 D中觀察到的現(xiàn)象是中觀察到的現(xiàn)象是 _，裝置，裝置 D不能采用普通玻璃管的原因不能采用普通玻璃管的原因是是_ ，裝置，裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為為_(kāi) 。 為保證制備純硅實(shí)驗(yàn)的成功，操作的關(guān)鍵是為保證制備純硅實(shí)驗(yàn)的成功，操作的關(guān)鍵是檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性，控制好反應(yīng)溫度以及檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性，控制好反應(yīng)溫度以及_ 。 為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì)，將試樣用稀鹽為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì)，將試樣用稀鹽酸溶解，取上層清液后需再加入的試劑（填寫(xiě)字母代酸溶解，取上層清液后需再加入的試劑（填寫(xiě)字母代號(hào)）是號(hào)）是_ 。 a. 碘水碘水 b氯

9、水氯水 cNaOH溶液溶液dKSCN溶液溶液 eNa2SO3 溶液溶液4.(2008粵粵)硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣。請(qǐng)回答下硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：列問(wèn)題： (1)制備硅半導(dǎo)體材料必須先得到高純硅。三氯甲硅烷制備硅半導(dǎo)體材料必須先得到高純硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)還原法是當(dāng)前制備高純硅的主要方法，生產(chǎn)還原法是當(dāng)前制備高純硅的主要方法，生產(chǎn)過(guò)程示意圖如下：過(guò)程示意圖如下： 寫(xiě)出由純寫(xiě)出由純SiHCl3制備高純硅的化學(xué)反應(yīng)方程式：制備高純硅的化學(xué)反應(yīng)方程式：_。整個(gè)制備過(guò)程必須嚴(yán)格控制無(wú)水無(wú)氧。整個(gè)制備過(guò)程必須嚴(yán)格控制無(wú)水無(wú)氧。SiHCl3遇遇水劇烈反應(yīng)生成水劇烈反應(yīng)

10、生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，寫(xiě)出配和另一種物質(zhì)，寫(xiě)出配平的化學(xué)反應(yīng)方程式平的化學(xué)反應(yīng)方程式_；H2還原還原SiHCl3過(guò)程中若混有過(guò)程中若混有O2，可能引起的后果是，可能引起的后果是_。(2)下列有關(guān)硅材料的說(shuō)法正確的是下列有關(guān)硅材料的說(shuō)法正確的是_(填字母填字母)。D普通玻璃是由純堿、石灰石和石英砂制備的，普通玻璃是由純堿、石灰石和石英砂制備的，其熔點(diǎn)很高其熔點(diǎn)很高E鹽酸可以與硅反應(yīng)，故采用鹽酸為拋光液拋光鹽酸可以與硅反應(yīng)，故采用鹽酸為拋光液拋光單晶硅單晶硅(3)硅酸鈉水溶液俗稱水玻璃。取少量硅酸鈉溶液硅酸鈉水溶液俗稱水玻璃。取少量硅酸鈉溶液于試管中，逐滴加入飽和氯化銨溶液，振蕩。寫(xiě)出于試管中，逐滴加入飽和氯化銨溶液，振蕩。寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并給予解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并給予解釋 。現(xiàn)象：生成白色膠狀沉淀，有刺激性氣味的氣體生成；現(xiàn)象：生成白色膠狀沉淀，有刺激性氣味的氣體生成；解釋：解釋：SiO32-與與NH4+發(fā)生雙水解反應(yīng)，發(fā)生雙水解反應(yīng)，SiO32-+2NH4+ +2H2O= 2NH3H2O+H2SiO3考點(diǎn)考點(diǎn)4 碳及其化合物碳及其化合物5.能說(shuō)明碳元素的非金屬性比硅元素強(qiáng)的是7、