硅 |
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| 知识点详情 | ||
硅知识点包括硅单质、二氧化硅、硅酸、硅酸盐等部分，有关硅的详情如下： 硅单质1.存在 硅单质主要有晶体和无定形两大类。 2.物理性质：带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大，有脆性。 3.化学性质 (1)常温下不活泼，一般不与其他物质反应，但可以与氟、氢氟酸、碱反应。反应的化学方程式分别为： 与氟： 与氢氟酸： 与碱： (2)在加热或者点燃的条件下可以与氢气、氧气、氯气等反应，与氧气反应的化学方程式为 4、主要应用：半导体材料→硅芯片、硅太阳能电池 5、高纯硅的制备
涉及的主要化学反应为
二氧化硅1.存在 自然界中，碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素仅有化合态，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。天然SiO2有晶体和无定形两种，统称硅石。 2.物理性质 熔点高，硬度大，难溶于水。 3.结构 SiO2晶体有多种晶型，其基本结构单元为硅氧四面体(如下图甲所示)，硅氧四面体通过氧原子相互连接为空间的网状结构(如下图乙所示)。每个硅原子与4个氧原子相连，而每个氧原子与2个硅原子相连，故SiO2晶体中Si和O的比例为1∶2。
4.化学性质 SiO2为酸性氧化物，是硅酸的酸酐。 (1)SiO2可以与碱反应，生成硅酸盐，如与氢氧化钠反应的化学方程式为 (2)在高温条件下可以与碳酸盐反应，如与碳酸钙反应的化学方程式为 (3)在高温条件下，能够与碱性氧化物反应，如与氧化钙反应的化学方程式为 (4)常温下与氢氟酸反应的化学方程式为 5、主要应用：光导纤维 硅酸、硅酸盐1．硅酸(H2SiO3)
2．硅酸盐 (1)硅酸盐 是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。 (2)硅酸盐组成的表示方法 通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成，如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为K2O·Al2O3·6SiO2。 (3)硅酸钠 ①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。 ②与酸性较硅酸强的酸反应 与CO2水溶液反应的化学方程式 Na2SiO3＋H2O＋CO2 ③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。 |
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| 典型例题 | ||
【第1题】
我国古代在材料方面取得了突出的成就。下列材料主要成分不是硅酸盐的是( ) A.陶俑 B.琉璃瓦 C.汉白玉 D.青花瓷 【第2题】
玻璃、陶瓷和水泥是重要的无机非金属材料，它们的主要成分中都含有的元素是( ) A.氮 B.硫 C.硅 D.氯 【第3题】
关于地壳中含量占第一位和第二位的元素之间形成的化合物，有关其说法正确的是( ) A.化学性质不活泼 B.可溶于水且显酸性 C.熔沸点较低，物理性质与CO2相似 D.是酸性氧化物，不溶于任何酸 【第4题】
光导纤维被认为是20世纪最伟大的发明之一。光导纤维的主要成分是( ) A.Si B.SiO2 C.Na2SiO3 D.SiCl4 【第5题】
下列关于硅、硅酸盐的说法正确的是________(填序号)。 ①硅广泛存在于自然界中，天然单质硅叫硅石。 ②硅的导电性介于导体与绝缘体之间。 ③硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应。 ④水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐材料。 ⑤高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维。 【第6题】
下列关于硅的说法中，错误的是( ) A.硅是非金属元素，它的晶体单质是灰黑色有金属光泽的固体 B.单质硅和金刚石结构相似，但比金刚石硬度小，熔点低 C.硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应 D.加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应 【第7题】
硅在地壳中的含量较高。硅及其化合物在现代生活中有广泛应用。回答下列问题： (1)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。其中，生产普通玻璃的主要原料有________________________________________________________________________。 (2)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种技术路线，其中一种工艺流程示意图如下：
①工业上用石英砂和焦炭在电弧炉中加热到1 600～1 800 ℃，除生成粗硅外，也可以生成碳化硅，则在电弧炉内可能发生的反应的化学方程式为________________________________________________________________________。 ②在流化床反应的产物中，SiHCl3大约占85%，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，粗硅生成SiHCl3的化学方程式为________________________________________________________________________。 (3)还原炉中发生的化学反应为________________________________________________________________________。 【第8题】
歌曲《青花瓷》中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案生动形象，但古瓷中所用颜料的成分一直是个谜。近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2Ox，铜为＋2价)，下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是( ) A.可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2 B.性质稳定，不易脱色 C.易溶于强酸和强碱 D.x等于6 【第9题】
A、B、C、D、E五种含硅元素的物质，相互转化关系如图所示：
(1)推断A～E的化学式：A________，B________，C________，D________，E________。 (2)①写出B―→A的化学方程式________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②A―→C的离子方程式________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 【第10题】
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。下列关于硅的说法中正确的是( ) A.地壳中硅的含量稀少 B.自然界中存在大量单质硅 C.高纯度的硅被用于制作计算机芯片 D.光导纤维的主要成分是Si 【第11题】
关于硅及其化合物的叙述中，正确的是( ) A.硅是良好的半导体材料，可以与NaOH溶液和氢氟酸反应 B.二氧化硅与石灰石反应：SiO2＋CaCO3 CaSiO3＋CO↑ C.用焦炭还原二氧化硅生产硅：SiO2＋2C D.水泥的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2 【第12题】
为确认HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱，某学生设计了如下图所示的装置，一次实验即可达到目的(不必选其他酸性物质)。请据此回答：
(1)锥形瓶中装某可溶性正盐溶液，分液漏斗所盛试剂应为________。 (2)装置B所盛的试剂是________，其作用是________________________________________。 (3)装置C所盛试剂是________，C中反应的离子方程式是________________________________。 (4)由此得到的结论是酸性________>________>________。 |
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Na2CO3＋H2SiO3↓。
Si＋2CO2↑