高三化學一輪復習專題1第二單元第2講-硅及其化合物信息材料-硅及其化合物信息材料講義

專題1元素及其化合物第二單元非金屬元素及其化合物第2講硅及其化合物、信息材料（1課時）一、課程標準要求1、了解硅在自然界中的存在形式，了解硅及其化合物的性質(zhì)與應用。2、知道二氧化硅的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)，了解其在高科技信息產(chǎn)業(yè)中的應用。3、知道自然界存在的形形色色的硅酸鹽到陶瓷、玻璃、水泥等硅酸鹽產(chǎn)品的用途。二、在高中化學教材體系中的地位本節(jié)內(nèi)容介紹了重要的無機非金屬材料——硅及其化合物，安排在必修一《專題三從礦物到基礎材料》之中，是常見無機物性質(zhì)、用途等知識的繼續(xù)，同時也為后面硫、氮等元素及其化合物知識的學習、原子晶體知識的學習奠定了基礎。本節(jié)內(nèi)容選材著眼于硅單質(zhì)及其化合物的主要性質(zhì)，并把硅單質(zhì)及其化合物在信息技術材料等領域的應用與發(fā)展融合在性質(zhì)的介紹中，從而讓生活在信息技術時代的學生體會到常見硅及其化合物知識的價值，激發(fā)學生對芯片、硅太陽能電池、新型陶瓷等的生產(chǎn)和應用原理的興趣和求知欲，全面體現(xiàn)化學課程的科學教育功能。三、思維導圖四、課時安排建議共計1課時硅及其化合物、信息材料（1課時）一、教學流程活動一：構建知識體系問題1：信息材料的主角——硅，它的知識你知多少？［例題1］2021年，中國航天不斷創(chuàng)造奇跡，“天問一號”著陸火星，“嫦娥五號”采回月壤，“長征六號”送星入軌，“神舟十三號”載人飛天。騰飛中國離不開化學，下列有關說法正確的是A．“天問一號”所用的太陽能電池帆板，其主要材料是二氧化硅B．“嫦娥五號”運載火箭使用液氧、液氫推進劑，產(chǎn)物對環(huán)境無污染C．“長征六號”運載火箭箭體采用鋁合金材料，是因為材料強度高、密度大、耐腐蝕D．“神舟飛船”航天員所使用的操縱桿采用碳纖維材料制作，碳纖維屬于有機高分子材料［解析］A．晶體硅為良好的半導體材料是制造太陽能電池的主要原料，二氧化硅不具有此性質(zhì)，“天問一號”所用的太陽能電池帆板，其主要材料是晶體硅，A錯誤；B．“嫦娥五號”運載火箭用液氧液氫推進劑，反應生成水，產(chǎn)物對環(huán)境無污染，B正確；C．“長征六號”運載火箭箭體采用鋁合金材料，是因為材料強度高具有高強度和耐高溫、耐腐蝕、密度小，C錯誤；D．碳纖維為碳單質(zhì)，不屬于有機高分子材料，D錯誤；［答案］：B[歸納總結(jié)]［練習1］下列關于硅的說法不正確的是()A．硅是非金屬元素，它的單質(zhì)是灰黑色有金屬光澤的固體B．硅的導電性能介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導體材料C．用二氧化硅制取單質(zhì)硅的反應中硅元素被氧化D．加熱到一定溫度時，硅能與氫氣、氧氣等非金屬單質(zhì)發(fā)生反應（練習1出處：2020·廣州模擬。推薦理由：本題很好的讓學生再現(xiàn)硅及二氧化硅的性質(zhì)和用途，加深了對知識的理解。）[答案]C問題2：硅的化合物有哪些？二、硅的化合物1、二氧化硅(SiO2）[練習2]下列關于二氧化硅的說法不正確的是()A．二氧化硅是酸性氧化物，但不能與水反應生成硅酸B．二氧化硅與氫氟酸和氫氧化鈉均能反應，屬于兩性氧化物C．二氧化硅不能與碳酸鈉溶液反應，但能與碳酸鈉固體在高溫時發(fā)生反應D．用二氧化硅制取單質(zhì)硅時，當生成2．24L氣體(標準狀況)時，得到1．4g硅（本題出處：2020·金華期末推薦理由：該題主要考查學生對二氧化硅性質(zhì)的掌握情況，熟練記憶二氧化硅的化學性質(zhì)是解題的關鍵。）[答案]B2、硅酸（H2SiO3）[練習3](2018·武漢統(tǒng)考)下列關于硅酸的敘述中錯誤的是()A．硅酸是一種很弱的酸B．硅酸不穩(wěn)定，加熱脫水會產(chǎn)生二氧化硅C．硅酸可由二氧化硅與水反應制得D．硅酸應由可溶性硅酸鹽與鹽酸或二氧化碳反應制得[答案]C問題3：形形色色的硅酸鹽與無機非金屬材料如何影響我們的生活？三、硅酸鹽與無機非金屬材料1．硅酸鹽(1)硅酸鹽是由硅、氧與其他化學元素結(jié)合而成的化合物的總稱，是構成地殼巖石的主要成分。(2)硅酸鈉①白色、可溶于水的粉末狀固體，其水溶液俗稱水玻璃。有黏性，水溶液顯堿性。②與酸性比硅酸強的酸反應a．與鹽酸反應的化學方程式：Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓。b．與CO2水溶液反應的化學方程式：Na2SiO3＋H2O＋CO2=Na2CO3＋H2SiO3↓。③用途：黏合劑(礦物膠)，耐火阻燃材料。(3)硅酸鹽組成的表示方法：通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示硅酸鹽的組成。①氧化物的書寫順序：活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水，不同氧化物間以“·”隔開。②各元素的化合價保持不變，且滿足化合價代數(shù)和為零，各元素原子個數(shù)比符合原來的組成。如硅酸鈉(Na2SiO3)可表示為Na2O·SiO2，長石(KAlSi3O8)可表示為K2O·Al2O3·6SiO2。2．無機非金屬材料(1)傳統(tǒng)無機非金屬材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料。①常見硅酸鹽材料比較硅酸鹽產(chǎn)品生產(chǎn)原料主要設備主要成分水泥石灰石、黏土水泥回轉(zhuǎn)窯硅酸二鈣、硅酸三鈣、鋁酸三鈣石膏：調(diào)節(jié)水泥的硬化速率玻璃純堿石灰石石英玻璃熔爐Na2SiO3·CaSiO3·4SiO2或Na2O·CaO·6SiO2陶瓷黏土－－②玻璃生產(chǎn)中的兩個重要反應：Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(300℃))CaSiO3＋CO2↑。(2)新型無機非金屬材料材料類型主要特性示例用途高溫結(jié)構陶瓷能承受高溫，強度高氮化硅陶瓷汽輪機葉片、軸承、永久性模具等半導體陶瓷具有電學特性二氧化錫陶瓷集成電路中的半導體光學材料具有光學特性光導纖維光纜通訊、醫(yī)療、照明等生物陶瓷具有生物功能氧化鋁陶瓷人造骨骼、人造關節(jié)、接骨螺釘[練習4]黏土是很多硅酸鹽產(chǎn)品的原料之一，創(chuàng)造歷史、享譽全球的景德鎮(zhèn)陶瓷就是利用了當?shù)氐膬?yōu)質(zhì)黏土資源。請回答下列問題：(1)黏土的主要成分的化學式為Al2Si2Ox(OH)4，其中x的值是________，黏土的主要成分若以氧化物形式表示，應寫為___________________。(2)在黏土資源豐富的地區(qū)還可以興建水泥廠、玻璃廠、硫酸廠等，這些工廠中屬于硅酸鹽工業(yè)的有________，玻璃廠生產(chǎn)雕花玻璃過程所依據(jù)的化學原理是______________________________________________________________________________________________________________________________________(用化學方程式表示)。[解析](1)根據(jù)化合物中各元素的正、負化合價代數(shù)和為零可得3×2＋4×2＋(－2)×x＋(－1)×4＝0，x＝5；黏土的主要成分以氧化物形式可表示為Al2O3·2SiO2·2H2O。(2)傳統(tǒng)硅酸鹽產(chǎn)品有水泥、玻璃和陶瓷，故水泥廠、玻璃廠屬于硅酸鹽工業(yè)；生產(chǎn)雕花玻璃是利用氫氟酸對玻璃的腐蝕性，即：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。[答案](1)5Al2O3·2SiO2·2H2O(2)水泥廠、玻璃廠SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O活動二：重難點突破問題4：保存NaOH溶液的試劑瓶為什么不能用玻璃塞？問題5：二氧化硅是否為兩性氧化物？：問題6：能否依據(jù)反應Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑說明H2SiO3的酸性比H2CO3強？典例簡析[典型題例]已知SiO2、SO2、CO2都是酸性氧化物,化學性質(zhì)具有一定的相似性；Mg和Na的化學性質(zhì)也具有一定的相似性(提示：2Mg+CO22MgO+C)。Ⅰ．用如圖所示的裝置進行Mg和SO2反應的實驗：(1)選擇制取SO2的合適試劑________(填選項代號)。

①10%的H2SO4溶液；②80%的H2SO4溶液；③Na2SO3固體；④CaSO3固體。(2)寫出裝置B中發(fā)生的主要反應的化學方程式：_______________。

(3)你認為該裝置是否有不足之處?________,如果有,請一一說明__________________。

Ⅱ．某研究性學習小組進行了“實驗室制Si”的研究,他們以課本為基礎,查閱資料后得到以下可供參考的信息：①工業(yè)上在高溫時用C還原SiO2可制得Si；②Mg在點燃的條件下即可與SiO2反應；③金屬硅化物與稀硫酸反應生成硫酸鹽和SiH4；④Si和SiO2均不與稀硫酸反應；⑤SiH4在空氣中能自燃。他們在研究報告中記載著“……選用合適的物質(zhì)在適宜的條件下充分反應；再用足量稀硫酸溶解固體產(chǎn)物；然后過濾、洗滌、干燥；最后稱量……在用稀硫酸溶解固體產(chǎn)物時,發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花,其產(chǎn)率也只有預期值的63%左右”。(4)該小組“實驗室制Si”的化學方程式是________________。

(5)你估計“用稀硫酸溶解固體產(chǎn)物時,發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花”的原因是______________。(典型題例出處：高三試題。推薦理由：本題考查了S、Mg、Si等元素單質(zhì)及其化合物的制備和性質(zhì)，同時考查了實驗操作及注意事項，是實驗探究和元素化合物知識結(jié)合的試題。培養(yǎng)了學生學科素養(yǎng)中探究分析問題的能力。)

[簡析](1)由于SO2易溶于水故選用試劑②,由于CaSO3與硫酸反應生成的CaSO4微溶于水故應選試劑③,②、③反應來制SO2。(2)B中發(fā)生的主要反應的化學方程式為3Mg+SO22MgO+MgS(或2Mg+SO22MgO+S,Mg+SMgS)。(3)該裝置有不足之處,由于在高溫下水可和Mg反應產(chǎn)生H2,故應在A和B之間連接一個干燥裝置；C裝置應與大氣相通,防止發(fā)生事故,由于SO2溶于水易與NaOH溶液反應,故應設計一個防倒吸裝置；鎂能與玻璃中SiO2反應,故應在Mg下方墊一個不銹鋼墊片。(4)由題給資料可知,制Si的化學方程式為2Mg+SiO22MgO+Si。(5)Mg與Si反應生成Mg2Si,Mg2Si與H2SO4反應可生成的SiH4,可自燃,用方程式可表示為2Mg+Si=Mg2Si、Mg2Si+2H2SO4=2MgSO4+SiH4↑、SiH4+2O2=SiO2+2H2O。[答案](1)②③(2)3Mg+SO22MgO+MgS(或?qū)懗?Mg+SO22MgO+S,Mg+SMgS)(3)有在A和B之間未連接一個干燥裝置；C裝置未與大氣相通；在鎂下方未墊一個不銹鋼墊片,鎂能與玻璃管反應；未設計一個防倒吸裝置(只要答出兩點即可)(4)2Mg+SiO22MgO+Si(5)金屬鎂與生成的硅繼續(xù)反應生成硅化鎂,硅化鎂與稀硫酸反應生成的SiH4可自燃(或用方程式表示：2Mg+Si=Mg2Si,Mg2Si+2H2SO4=2MgSO4+SiH4↑,SiH4+2O2=SiO2+2H2O)[小結(jié)]1：已知SiO2、SO2、CO2都是酸性氧化物,化學性質(zhì)具有一定的相似性,由2Mg+CO22MgO+C反應聯(lián)想到2Mg+SO22MgO+S，2Mg+SiO22MgO+Si這兩個反應是關鍵。2：“用稀硫酸溶解固體產(chǎn)物時,發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花”聯(lián)系到題目信息“SiH4在空氣中能自燃”考查了觀察分析能力。3：“你認為該裝置是否有不足之處?________,如果有,請一一說明__________________”，三個不足之處的設置，考查了學生平時實驗動手、分析能力?；顒尤红柟烫嵘?．常溫下，下列各組物質(zhì)不發(fā)生反應的是()①硅與NaOH溶液②硅與鹽酸③硅與氫氟酸④二氧化硅與碳酸鈉⑤二氧化硅與NaOH溶液⑥二氧化硅與濃硝酸A．①②④ B．③④⑥C．②⑤⑥ D．②④⑥2．(2020·金華期末)下列關于二氧化硅的說法不正確的是()A．二氧化硅是酸性氧化物，但不能與水反應生成硅酸B．二氧化硅與氫氟酸和氫氧化鈉均能反應，屬于兩性氧化物C．二氧化硅不能與碳酸鈉溶液反應，但能與碳酸鈉固體在高溫時發(fā)生反應D．用二氧化硅制取單質(zhì)硅時，當生成2．24L氣體(標準狀況)時，得到1．4g硅3．下列說法正確的是()A．漢代燒制出“明如鏡、聲如磬”的瓷器，其主要原料為黏土(2018·天津，1C)B．SiO2具有導電性，可用于制作光導纖維和光電池(2018·海南，5B)C．12g金剛石中含有化學鍵的數(shù)目為4NA(2018·海南，9A)D．SiO2熔點高硬度大，可用于制光導纖維(2018·江蘇，3B)4．下列有關硅及其化合物的敘述錯誤的是()A．SO2通入Na2SiO3溶液產(chǎn)生膠狀沉淀，證明酸性H2SO3>H2SiO3B．可用磨口玻璃瓶保存NaOH溶液(2015·海南，7B)C．HF能與SiO2反應，可用氫氟酸在玻璃器皿上刻蝕標記(2016·全國卷Ⅲ，7D)D．石英砂可用于生產(chǎn)單晶硅(2016·海南，4C)5．近年來美國研究人員合成了光伏電池新型硅材料——Si24。下列說法正確的是()A．Si24是一種新型化合物B．Si24是硅的一種同素異形體C．Si24易與稀硫酸反應生成氫氣D．硅太陽能電池供電原理與原電池相同6．下列有關硅及其化合物的說法中正確的是()A．硅酸鈉屬于鹽，不屬于堿，所以硅酸鈉可以保存在磨口玻璃塞試劑瓶中B．反應①Na2SiO3＋H2O＋CO2=Na2CO3＋H2SiO3↓，反應②Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Na2SiO3＋CO2↑，兩反應是相互矛盾的，不可能都發(fā)生C．普通玻璃、石英玻璃、水泥等均屬于硅酸鹽材料D．雖然SiO2能與HF、NaOH反應，但SiO2不是兩性氧化物7．科學家最近用金屬鈉還原CCl4和SiCl4制得一種一維SiC納米棒，相關反應的化學方程式為8Na＋CCl4＋SiCl4=SiC＋8NaCl。下列說法不正確的是()A．SiC和SiO2中Si元素的化合價相同B．上述反應中SiC既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物C．SiO2制備單質(zhì)Si、單質(zhì)Si制備SiCl4均涉及氧化還原反應D．一維SiC納米棒比表面積大，對微小粒子有較強的吸附能力8．高純度晶體硅是典型的無機非金屬材料，又稱“半導體”材料。它的發(fā)現(xiàn)和使用曾引起計算機的一場“革命”?？梢园聪铝蟹椒ㄖ苽洌篠iO2eq\o(→,\s\up7(①C),\s\do5(高溫))Si(粗)eq\o(→,\s\up7(②HCl),\s\do5(300℃))SiHCl3eq\o(→,\s\up7(③過量H2),\s\do5(1000～1100℃))Si(純)下列說法不正確的是()A．步驟①的化學方程式為：SiO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋CO2↑B．步驟①中每生成1molSi，轉(zhuǎn)移4mol電子C．高純硅是制造太陽能電池的常用材料，二氧化硅是制造光導纖維的基本原料D．SiHCl3(沸點33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸點67.6℃)，通過蒸餾(或分餾)可提純SiHCl3（2022江蘇高考）閱讀下列材料，完成9~11題：周期表中ⅣA族元素及其化合物應用廣泛，甲烷具有較大的燃燒熱，是常見燃料；是重要的半導體材料，硅晶體表面能與氫氟酸（，弱酸）反應生成（在水中完全電離為和）；1885年德國化學家將硫化鍺與共熱制得了門捷列夫預言的類硅-鍺；我國古代就掌握了青銅（銅-錫合金）的冶煉、加工技術，制造出許多精美的青銅器；、是鉛蓄電池的電極材料，不同鉛化合物一般具有不同顏色，歷史上曾廣泛用作顏料。9．下列說法正確的是（）A．金剛石與石墨烯中的夾角都為B．、都是由極性鍵構成的非極性分子C．鍺原子（）基態(tài)核外電子排布式為D．ⅣA族元素單質(zhì)的晶體類型相同10．下列化學反應表示正確的是（）A．與溶液反應：B．高溫下還原：C．鉛蓄電池放電時的正極反應：D．甲烷的燃燒：11．下列物質(zhì)性質(zhì)與用途具有對應關系的是（）A．石墨能導電，可用作潤滑劑B．單晶硅熔點高，可用作半導體材料C．青銅比純銅熔點低、硬度大，古代用青銅鑄劍D．含鉛化合物顏色豐富，可用作電極材料12．硅是帶來人類文明的重要元素之一，從傳統(tǒng)材料到信息材料的發(fā)展過程中創(chuàng)造了一個又一個奇跡。(1)新型陶瓷Si3N4的熔點高、硬度大、化學性質(zhì)穩(wěn)定。工業(yè)上可以采用化學氣相沉積法，在H2的保護下，使SiCl4與N2反應生成Si3N4沉積在石墨表面，寫出該反應的化學方程式：___________________________________________________________________。(2)一種工業(yè)用硅(含少量鉀、鈉、鐵、銅的氧化物)，已知硅的熔點是1420℃，高溫下氧氣及水蒸氣能明顯腐蝕氮化硅。一種合成氮化硅的主要工藝流程如下：①凈化N2和H2時，銅屑的作用是________________________，硅膠的作用是____________。②在氮化爐中發(fā)生反應3SiO2(s)＋2N2(g)=Si3N4(s)＋3O2(g)ΔH＝－727.5kJ·mol－1，開始時，嚴格控制氮氣的流速以控制溫度的原因是__________________；體系中要通入適量的氫氣是為了_______________________________________________。③X可能是__________________(填“鹽酸”“硝酸”“硫酸”或“氫氟酸”)。(3)工業(yè)上可以通過如圖所示的流程制取純硅：①整個制備過程必須嚴格控制無水無氧。SiHCl3遇水劇烈反應，寫出該反應的化學方程式：____________________________________________________________________________________________________________________________________。②假設每一輪次制備1mol純硅，且生產(chǎn)過程中硅元素沒有損失，反應Ⅰ中HCl的利用率為90%，反應Ⅱ中H2的利用率為93．75%。則在第二輪次的生產(chǎn)中，補充投入HCl和H2的物質(zhì)的量之比是___________________________________。13．(2020·南京一模)二氯二氫硅(SiH2Cl2)常用于外延法工藝中重要的硅源。易燃、有毒，與水接觸易水解，沸點為8.2℃。在銅催化作用下，HCl與硅在250～260℃反應可以制得SiH2Cl2。(1)以濃硫酸、濃鹽酸為原料，選用A裝置制取HCl，利用了濃硫酸的________性。(2)D裝置中生成二氯二氫硅的化學方程式為_________________________________。(3)按照氣體從左到右的方向制取SiH2Cl2的裝置(h處用止水夾夾好)連接次序為a→()→()→()→()→()→()→()(填儀器接口的字母，其中裝置C用到2次)。(4)按從左到右的順序，前面裝置C中裝的藥品為________，后面裝置C的作用為____________________________________________________________________________。(5)反應除生成二氯二氫硅之外，還會生成H2和________、________等。(6)制取SiH2Cl2的新方案是：往硅粉中先通入Cl2，在300～350℃反應生成SiCl4，然后再與HCl在250～260℃反應，可以大大提高產(chǎn)率。如果通入氣體次序相反，結(jié)果會____________(用化學方程式表示)。參考答案：1、答D解析：常溫下，能發(fā)生反應①Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑，③Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑，⑤SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O。2答案B解析：二氧化硅是酸性氧化物，但是二氧化硅不溶于水，與水不反應，故A正確；二氧化硅和HF反應生成四氟化硅而不是鹽，故B錯誤；碳酸的酸性強于硅酸，二氧化硅不能與碳酸鈉溶液反應，但在高溫時，二氧化硅能夠與碳酸鈉固體反應生成硅酸鈉和二氧化碳，故C正確；由方程式SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑，可知當生成2．24L(標準狀況)即0．1mol氣體時，得到0．05mol即1．4g硅，故D正確。3答案A解析：工業(yè)上以黏土為原料燒制瓷器，A項正確；二氧化硅對光具有良好的全反射作用，故用于制作光導纖維，而Si為半導體材料，可作光電材料，B項錯誤；在金剛石中，1個C原子參與形成4個C—C鍵，則平均每個C原子形成4×eq\f(1,2)＝2個C—C鍵，n(金剛石)＝eq\f(12g,12g·mol－1)＝1mol，所以12g金剛石中含有2NA個化學鍵，C項錯誤；SiO2作光導纖維是由于SiO2具有光學性質(zhì)，與熔點和硬度無關，D項錯誤。4答案B解析：A項，依據(jù)強酸制弱酸原理判斷；B項，NaOH與玻璃中的SiO2會發(fā)生反應2NaOH＋SiO2=Na2SiO3＋H2O，產(chǎn)生的Na2SiO3有黏合性，會將玻璃瓶與玻璃塞黏在一起，因此不能使用玻璃塞，要用橡膠塞，錯誤。5答案B解析：該物質(zhì)是一種單質(zhì)而不是化合物，故A錯誤；Si24是單質(zhì)，與硅單質(zhì)屬于同素異形體，故B正確；硅的性質(zhì)穩(wěn)定，不與稀硫酸反應，故C錯誤；硅太陽能電池供電原理是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，而原電池供電原理是將化學能轉(zhuǎn)化為電能，因此兩者原理不同，故D錯誤。6答案D解析：反應②是在高溫下進行的，CO2為氣體，逸出可使平衡正向移動，促使反應繼續(xù)進行，B項錯誤；石英玻璃不屬于硅酸鹽材料，C項錯誤。7答案B解析：SiC和SiO2中Si元素的化合價均為＋4價，A項正確；SiC是還原產(chǎn)物，NaCl是氧化產(chǎn)物，B項錯誤；SiO2制備單質(zhì)Si需加入還原劑，單質(zhì)Si制備SiCl4需加入氧化劑，C項正確；一維粒子上下表面均能與其他物質(zhì)接觸，比表面積大，對微小粒子有較強的吸附能力，D項正確。8答案A解析：二氧化硅高溫下與C反應生成CO氣體，即步驟①的化學方程式為：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑，故A錯誤；步驟①中Si的化合價降低4，故每生成1molSi轉(zhuǎn)移電子4mol，故B正確；高純硅是半導體，是制造集成電路、太陽能電池的常用材料，二氧化硅是制造光導纖維的基本原料，故C正確；沸點相差30℃以上的兩種液體可以采用蒸餾的方法分離，故D正確9B10A11C12答案(1)3SiCl4＋2N2＋6H2=Si3N4＋12HCl(2)①除去原料氣中的氧氣除去生成的水蒸氣②該反應是放熱反應，防止局部過熱，導致硅熔化成團，阻礙與N2的接觸將體系中的氧氣轉(zhuǎn)化為水蒸氣，而易被除去(或?qū)⒄麄€體系中空氣排盡)③硝酸(3)①SiHCl3＋3H2O=H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑②5∶1解析(1)根據(jù)原子個數(shù)守恒可寫出化學方程式3SiCl4＋2N2＋6H2=Si3N4＋12HCl。(2)①由于氧氣和水蒸氣都能腐蝕氮化硅，而氮氣和氫氣中含有水蒸氣和氧氣，所以銅屑的作用是除去氧氣，硅膠的作用是除去水蒸氣。②因為該反應是放熱反應，如果溫度過高，局部過熱，會導致硅熔化成團，阻礙與N2的接觸；通入氫氣能將體系中的氧氣轉(zhuǎn)化為水蒸氣，而易被除去。③由于工業(yè)用硅中含有銅的氧化物，在反應中氧化銅能被還原生成銅，因此要除去銅應該選擇硝酸，鹽酸和硫酸不能溶解銅，氫氟酸能腐蝕氮化硅。(3)①SiHCl3遇水劇烈反應生成H2SiO3、HCl和H2：SiHCl3＋3H2O=H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑。②反應生成1mol純硅需補充HCl(eq\f(3,90%)－3)mol，需補充H2(eq\f(1,93.75%)－1)mol，補充HCl與H2的物質(zhì)的量之比為5∶1。13答案(1)吸水(2)Si＋2HCleq\o(=,\s\up7(250～260℃),\s\do5(銅))SiH2Cl2(3)defgbcd(4)P2O5或CaCl2SiH2Cl2尾氣處理和防止空氣中的水進入B中(5)SiCl4SiHCl3(6)SiH2Cl2＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(△))SiCl4＋2HCl(或SiH2Cl2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(△))SiHCl3＋HCl)解析(1)濃硫酸有吸水性，使?jié)恹}酸更易揮發(fā)出HCl。(3)A裝置制取HCl，連接C裝置干燥，從f進入D中反應，SiH2Cl2從g處揮發(fā)出來，在B裝置中收集，SiH2Cl2的密度比空氣大，導氣管應長進短出，為防止空氣中的水進入B中，則應在B后接干燥管。(4)前面的裝置C是用來干燥氯化氫氣體的，應選用P2O5或CaCl2，后面的裝置C的作用為尾氣處理和防止空氣中的水進入B中，應選堿石灰。(6)如果通入氣體次序相反，SiH2Cl2會與Cl2繼續(xù)反應，生成SiCl4、SiHCl3。二、教學建議1、這節(jié)內(nèi)容要記憶的東西比較多，在歸納、分析的基礎上進行思維導圖，使得知識系統(tǒng)化。2、在對含硅礦物與信息材料的復習時，要重視硅及其化合物在生產(chǎn)和生活中的應用，特別是在信息技術材料等領域的應用。3、在復習硅與二氧化硅的化學性質(zhì)和硅酸鹽組成的表示方法時，盡量采用學生板演和默寫相結(jié)合的方法，打?qū)崒W生的基礎。三、情境素材1．單質(zhì)硅的特性(1)Si的還原性大于C，但C卻能在高溫下還原出Si：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up8(高溫))Si＋2CO↑。(2)C與堿液、酸液一般不反應，但Si能與堿液，氫氟酸反應且放出H2。(3)非金屬單質(zhì)一般為非導