专题十四 无机非金属材料的主角——碳和硅
碳硅及其化合物无机非金属材料
碳硅及其化合物无机非金属材料碳和硅是两种非金属材料，分别构成了碳族和硅族元素的主要成员。
它们的化合物和纯净的形式具有广泛的应用领域，包括电子学、材料科学、化学、生物学等。
下面将详细介绍碳、硅及其化合物的性质和应用。
碳是地球上最丰富的元素之一，存在于多种形式中，包括钻石、石墨和富勒烯等。
钻石是由碳原子形成的三维晶体结构，具有极高的硬度和热导率。
它在工业领域用于制造切割工具、磨料和高压实验设备。
相比之下，石墨由层状的碳原子组成，具有良好的导电性和润滑性。
它被广泛应用于电池、润滑剂和石墨烯等领域。
石墨烯是由单层石墨形成的二维结构，具有出色的电导性和机械性能，被视为未来材料科学领域的重要方向。
硅是地壳中第二丰富的元素，主要以二氧化硅的形式存在。
二氧化硅是非晶态或结晶态的硅氧化物，广泛应用于制造玻璃、陶瓷和光纤等。
此外，硅也可以形成硅晶体，是制造集成电路和太阳能电池等电子器件的重要材料。
硅的高熔点和良好的热导率使其成为高温电子设备和热管理材料的理想选择。
碳和硅的化合物也具有重要的应用价值。
碳化硅是碳和硅的化合物，具有良好的耐高温性能和化学稳定性，被广泛应用于制造陶瓷、研磨材料和半导体器件等。
碳酸钙是由碳、氧和钙元素组成的化合物，广泛存在于大自然中的石灰岩和大理石中。
它在建筑材料、制药和食品工业等领域中得到了广泛应用。
另一个重要的碳化合物是一氧化碳。
一氧化碳是一种无色、无味和有毒的气体，是燃烧不完全时产生的副产品。
尽管一氧化碳具有毒性，但它也有一定的应用价值。
一氧化碳能够与铁形成一种稳定的碳氧化物，被广泛用于冶金工业中的一氧化碳炉，用于还原金属矿石。
总的来说，碳和硅及其化合物是无机非金属材料中非常重要的成员。
它们具有良好的物理、化学和电学性质，广泛应用于各个领域。
通过深入研究和开发这些材料，我们可以不断发现新的应用领域，并推动科技和工业的进步。
一轮复习无机非金属材料的主角——硅碳
一轮复习：无机非金属材料的主角硅、碳复习目标：1掌握碳、硅及其化合物的性质、转化关系。
2、了解硅酸盐工业，新型无机非金属材料的特性及其应用。
基础知识：一、碳、硅元素的存在及单质的性质和用途1存在形态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。
碳单质主要有金刚石、石墨等同素异形体，硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类。
2.【例113•碳、硅元素的单质及其化合物的特殊性①一般情况，非金属元素单质熔沸点低，硬度小，但硅、金刚石熔沸点高，硬度大，其中金刚石为硬度最大的物质。
②一般情况，非金属元素单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。
③一般情况，较强氧化剂+较强还原剂===较弱氧化剂+较弱还原剂，而碳却还原出比它更强的还原剂：SiO2 + 2C =Si + 2COT , FeO+ C = Fe+ COT。
④硅为非金属，却可以和强碱反应，放出氢气：Si+ 2NaOH + H2O===Na2SiO3 + 2H2 T。
⑤一般情况，较活泼金属+酸===盐+氢气，然而Si是非金属，却能与氢氟酸发生反应：Si+ 4HF===SiF4 件2H2f。
⑥一般情况，碱性氧化物+酸===盐+水，SiO2是酸性氧化物，却能与氢氟酸发生反应：SiO2 + 4HF===SiF4 f+ 2H2O。
⑦一般情况，非常活泼金属（Na、K等）才能够置换出H20中的氢，但C+ H2O（g）=CO+ H才。
⑧一般情况，非金属氧化物与水反应生成相应的酸，如CO2 + H2O= H2CO3，但SiO2不溶于水，不与水反应。
4•硅与铝的相似性及区别(1 )与强碱溶液反应时相似①Si、Al均与NaOH溶液反应生成盐和H2。
②SiO2、AI2O3、H2SiO3、H3AIO3 : AI(OH)3 ］均与NaOH 溶液反应生成盐和水。
③Na2SiO3、NaAIO2溶液通入过量CO2均生成白色沉淀。
(2) 区别①除氢氟酸外，Si、SiO2、H2SiO3不与其它酸反应。
轮复习无机非金属材料的主角碳硅课件.ppt
的通式：RH4,
电 子
Sn
3、最高价氧化 物通式:RO2,对
层 增 多
应的水化物通式
最
非 金 属 性 减 弱 、 金 属 性
高价氧化物对应水化物 氢化物的稳定性减弱
增的
强酸
Pb 为H2RO3或
R轮(O复习H无)机4 非金属材料的主角碳硅
性 减 弱
课件
二.碳
金刚石
1.碳的单质 石墨
同素异 形体
C60
课件
石墨 120º 共价键 范德华力 石墨是层状结构，在每一层内，碳原子排成六边形，每个 碳原子与其它3个碳原子以共价键结合，形成平面的网状结构； 在层与层之间是以分子间作用力结合的。由于同一层的碳原子 以较强共价键结合，使石墨的熔点很高 (比金刚石的还要高） , 沸点与金刚石相同。但由于层与层之间的分子间作用力很弱， 容易滑动，使石墨的 轮硬复度习无很机非小金属。材料的主角碳硅
轮复习无机非金属材料的主角碳硅 课件
1、C＋O2＝点燃CO2
C＋CO2＝△ 2CO
C＋2CuO＝△ 2Cu＋CO2↑ C＋H2O(g)=△CO+H2 C+2H2SO4(浓)△=CO2 ↑ +2SO2 ↑ +2H2O
△
C+4HNO3(浓)=CO2 ↑ +4NO2 ↑ +2H2O
C+SiO2高=温Si+CO↑
硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体，
晶体硅的结构类似于金刚石。属于原子晶体。 3、硅的物理性质：
晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆、熔沸点高的固体。 单质硅是良好的半导体材料。
4、硅的化学性质
不活泼，除常温下与 F2、HF 、强碱 加热时也可与 O2、Cl2、 H2 反应。
《无机非金属材料的主角——硅》
《无机非金属材料的主角——硅》
硅是一种无机非金属材料，它的性能和用处已经被广泛应用在科学和
工业界。
在硅的理化性能方面，它主要有三大特性：热性能、电性能和机
械性能。
首先，硅在热性能方面表现出不错的效果。
它具有良好的热稳定性，
常温下的热膨胀系数较小，具有高的热稳定性和热电性能，是一种理想的
绝热材料。
其次，硅在电性能方面也表现出良好的效果。
它具有较高的电阻率，
但是具有高介电常数，可以用作电力电容器的绝缘材料，也可以作为绝缘
涂料而使用。
而且，硅也可以用来制造集成电路，如大规模集成电路和微
型电子装置。
最后，硅在机械性能方面也表现出不错的结果。
它具有良好的抗冲击
性和耐磨性，可以作为金属表面耐磨材料使用，也可以用作构件材料。
而且，硅具有较高的硬度，可以用于制造器件或表面处理，以提高其耐磨性。
总之，硅在热性能、电性能和机械性能方面具有出色的表现，使它成
为无机非金属材料中的主角。
它的性能和用处得到了广泛的应用，如热绝
缘材料、电阻材料、介电涂料、集成电路材料、构件材料和耐磨材料。
正
是由于这些特点，让硅在电子工业、航空航天、特种材料和生物医学等领
域得到了广泛的应用。
《无机非金属材料的主角——硅》 说课稿
《无机非金属材料的主角——硅》说课稿尊敬的各位评委、老师：大家好！今天我说课的题目是《无机非金属材料的主角——硅》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析本节课是人教版化学必修 1 第四章第一节的内容。
教材以硅在无机非金属材料中的重要地位开篇，引出硅及其化合物的性质和用途。
通过对硅的学习，不仅能使学生了解硅在材料科学中的重要作用，还能为后续元素化合物知识的学习打下基础。
从教材的编排来看，先介绍了硅在自然界中的存在形式，然后依次讲解了硅单质、二氧化硅和硅酸的性质及用途。
这种编排符合学生由浅入深、由易到难的认知规律。
二、学情分析学生在初中阶段已经对碳及其化合物有了一定的了解，这为本节课的学习提供了知识储备。
但对于硅这种相对陌生的元素，学生可能会感到抽象和难以理解。
此外，高一学生具备一定的实验观察能力和逻辑思维能力，但在分析问题和解决问题的能力上还有待提高。
1、知识与技能目标（1）了解硅在自然界中的存在形式，知道硅的原子结构特点。
（2）掌握硅单质、二氧化硅和硅酸的主要性质及用途。
（3）理解硅及其化合物在材料科学中的重要地位。
2、过程与方法目标（1）通过实验探究，培养学生的观察能力、实验操作能力和分析问题的能力。
（2）通过对硅及其化合物性质的学习，培养学生的归纳总结能力和逻辑思维能力。
3、情感态度与价值观目标（1）让学生感受化学与生活、生产的密切联系，激发学生学习化学的兴趣。
（2）培养学生的创新意识和科学精神。
四、教学重难点1、教学重点（1）硅单质、二氧化硅和硅酸的性质。
（2）硅及其化合物在材料科学中的应用。
（1）二氧化硅的结构与性质的关系。
（2）硅及其化合物之间的转化关系。
五、教法与学法1、教法（1）问题驱动法：通过设置问题，引导学生思考和探究，激发学生的学习兴趣。
（2）实验探究法：通过实验让学生亲身体验化学变化，培养学生的实践能力和创新精神。
高考化学第一轮复习精品无机非金属材料的主角――硅1PPT课件
2．二氧化碳和二氧化硅的比较
空间网状立体
大 高
低 固
CO2＋H2O
H2CO3
SiO2＋4HF === SiF4↑＋2H2O
SiO2＋2NaOH === Na2SiO3＋H2O
橡胶
CO2＋2NaOH === Na2CO3＋H2O或CO2＋ NaOH === NaHCO3
SiO2＋Na2CO3=高= =温= = Na2SiO3＋CO2↑
1．硅酸
(1)物理性质 硅酸不 溶于水，其酸性比碳酸弱 ，硅酸不能 (填“能”
或“不能”)使紫色石蕊试液变红色．
(2)化学性质 ①硅酸不稳定，受热易分解：H2SiO3=
=△= =
=
SiO2＋H2O.
②硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方 程式为 H2SiO3＋2NaOH === Na2SiO3＋2H2O. ③硅酸在水中易聚合形成胶体．硅胶吸附水分能力强，
(1)将上述复杂硅酸盐改写成氧化物的形式： ①KAlSi3O8________________________________________. ②Al2Si2O5(OH)4____________________________________. (2)这个反应能够发生的原因是________________________
4．下列试剂的保存方法正确的是 A．氢氟酸存放在玻璃瓶中 B．烧碱溶液存放在带橡胶塞的玻璃瓶中 C．水玻璃存放在滴瓶中 D．液溴直接存放在棕色滴瓶中
()
解析：因为氢氟酸易与玻璃中的SiO2反应，故不能保存 在玻璃瓶中，A不正确．盛放烧碱溶液的试剂瓶若使用 玻璃塞封口，玻璃塞中的SiO2跟碱液反应生成Na2SiO3， 而使瓶口和瓶塞黏结在一起，B正确．滴瓶是瓶口带有 磨口胶头滴管的玻璃试剂瓶，而水玻璃是Na2SiO3的水 溶液，其本身就能把玻璃滴管与瓶口粘在一起，C不正 确．液溴很容易挥发，若把液溴存放在棕色滴瓶中，会 腐蚀胶头中的橡胶，D不正确．
高考化学 第10讲 无机非金属材料的主角 碳和硅
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5.硅及其化合物的应用范围很广,下列说法正确的是 ( ) A.硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料 B.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应 C.石英玻璃和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品 D.盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅 答案 A 粗硅制备单晶硅涉及两个反应:Si+2Cl2 SiCl4,SiCl4+2H2
SiF4↑+2H2O、SiO2+2KOH K2SiO3+H2O、SiO2+Na2CO3 Na2 SiO3+CO2↑。
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题组三 无机非金属材料 7.判断下列说法是否正确。 (1)水晶、玻璃、陶瓷、水泥都属于硅酸盐。 ( ) (2)水晶可制太阳能电池。 ( ) (3)陶瓷、水泥、金刚砂及所有的玻璃都是硅酸盐产品。( ) (4)合成纤维和光导纤维都是有机高分子材料。 ( ) (5)氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料。 ( )
胶 维
复
合
材
料
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2.传统无机非金属材料
水泥
玻璃
陶瓷
主要原料 ① 黏土、石灰石、石膏 ② 石灰石、石英砂、纯碱
主要设备 ③ 水泥回转窑
玻璃窑
黏土 陶瓷窑
变化 复杂的物理、化学变化 过程
主要反应:Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑④ CaCO3+ SiO2CaSiO3+CO2↑
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b.变质:Na2SiO3水溶液在空气中易变质,反应的离子方程式为
Si
O
+2
3
CO2+H2O
H2SiO3(胶体)+C
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自测4 (1)从在元素周期表中的位置看,碳和硅均为ⅣA族元素,自然界 中有碳的多种单质存在,自然界中有硅的单质吗?为什么? (2)从在元素周期表中的位置看,硅的还原性比碳强,但碳能与SiO2反应 制取Si,试从化学平衡的角度认识该反应发生的原因。
教材研读
一、碳及其化合物
1.碳的单质
碳
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2.碳的氧化物
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3.硅酸盐
(1)Na2SiO3 Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃。 a.贮存:盛Na2SiO3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞。
b.变质:Na2SiO3水溶液在空气中易变质,反应的离子方程式为⑦ Si O32+
CO2+H2O
H2SiO3↓+C O32 。
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三、无机非金属材料 1.材料的分类
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金属材料
纯金属 合金
材料
无机非金属材料
传统无机非金属材料 新型无机非金属材料
塑料
有机合成高分子材料
合成橡胶 合成纤维
复合材料
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专题十四无机非金属材料的主角——碳和硅高考试题考点一碳及其化合物的性质1.(2013年广东理综,10,4分)下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并且有因果关系的是( )解析:用加热法除去NaCl中的NH4Cl,是利用NH4Cl的热不稳定性,叙述Ⅰ与叙述Ⅱ两者无因果关系,A项错误;Fe3+具有氧化性,与Fe3+用KSCN溶液的检验无因果关系,B项错误;CaCO3的溶解度小于Ca(HCO3)2,但是Na2CO3的溶解度大于NaHCO3,C项错误;玻璃的主要成分是SiO2,SiO2与HF能反应,所以不能用玻璃瓶保存,两者构成因果关系,D项正确。
答案:D2.(双选题)(2011年海南化学,9,4分)“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。
如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2,其基本过程如图所示(部分条件及物质未标出)。
下列有关该方法的叙述中正确的是( )A.能耗大是该方法的一大缺点B.整个过程中,只有一种物质可以循环利用C.“反应分离”环节中,分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤D.该方法可减少碳排放,捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品解析:根据题意,捕捉室中是用NaOH溶液吸收CO2,转变为Na2CO3,NaOH溶液和Na2CO3溶液然后进入反应分离室,在反应分离室中CaO与Na2CO3作用生成CaCO3和NaOH。
经过滤得到CaCO3、NaOH溶液。
NaOH溶液返回捕捉室循环使用,CaCO3进入高温反应炉,高温分解生成CaO和CO2,CaO再进入反应分离室循环使用。
由于CaCO3分解的条件为高温,所以A正确;通过以上分析,NaOH溶液、CaO都可以循环利用,B错;反应分离环节中只用过滤便可,C错;该方案把工业生产中产生的CO2分离,减少了CO2的排放,分离出的CO2可用于制甲醇等产品,D 正确。
答案:AD3.(2010年福建理综,9,6分)下表各组物质中,满足如图物质一步转化关系的选项是( )解析:NaHCO3不能直接转化为Na,A错;Cu(OH)2不能直接转化为Cu,B错;只要能写出2Mg+CO22MgO+C,就可判断C项各变化均能一步转化,C正确;SiO2→H2SiO3、H2SiO3→Si两个转化都不能一步完成,D项错误。
答案:C4.(2010年上海能力综合,15,3分)如图是某“泡腾片”的标签。
将这样一粒泡腾片放入水中,药片完全溶解,同时产生大量气泡。
这个过程( )(相对原子质量:Ca—40,C—12,O—16)A.溶解了500 mg的CaB.释放了224 mL(标准状况)的气体C.发生了反应: C23O-+2H+CO2↑+H2OD.说明了柠檬酸的酸性比碳酸强解析:由题意知,一粒药片完全溶解,500 mg指的是CaCO3的质量,A项错误;500 mg CaCO3完全溶解产生CO2:350010g100 g/mol-⨯×22 400 mL/mol=112 mL,B项错误;CaCO3为难溶物,不能写成离子形式,柠檬酸为弱酸,不能写成离子形式,故C错误;三种物质放入水中,产生大量气泡,表明产生了CO2,从而说明柠檬酸酸性比碳酸强,D正确。
答案:D5.(2009年山东理综,13,4分)下列推断合理的是( )A.明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在水中能形成Al(OH)3胶体,可用作净水剂B.金刚石是自然界中硬度最大的物质,不可能与氧气发生反应C.浓H2SO4有强氧化性,不能与Cu发生剧烈反应D.将SO2通入品红溶液,溶液褪色后加热恢复原色;将SO2通入溴水,溴水褪色后加热也能恢复原色解析:KAl(SO4)2·12H2O电离出的Al3+能水解,生成Al(OH)3胶体,有吸附作用,可用作净水剂,A正确;金刚石的组成元素是C,C能够与O2发生反应,生成CO2,B错误;浓H2SO4有强氧化性,在加热条件下与Cu可剧烈反应,C 错误;SO2和溴水发生氧化还原反应,加热不能恢复原来颜色,D错误。
答案:A考点二硅及其化合物的性质、无机非金属材料1.(2013年广东理综,11,4分)下列措施不合理的是( )A.用SO2漂白纸浆和草帽辫B.用硫酸清洗锅炉中的水垢C.高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅D.用Na2S作沉淀剂,除去废水中的Cu2+和Hg2+解析:硫酸与水垢CaCO3反应,会生成微溶物CaSO4,其覆盖在水垢表面,不利于进一步处理水垢;同时,H2SO4是强酸,也会对铁质的锅炉造成损害,故B项不合理。
答案:B2.(2011年山东理综,10,4分)某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半,该元素( )A.在自然界中只以化合态的形式存在B.单质常用作半导体材料和光导纤维C.最高价氧化物不与酸反应D.气态氢化物比甲烷稳定解析:短周期非金属元素原子最外层电子数是次外层电子数一半的是Si,在自然界中只以化合态的形式存在,A正确;硅单质是常用的半导体材料,而光导纤维的主要成分是SiO2,B错;硅的最高价氧化物是SiO2,可以与氢氟酸反应,C错;Si的非金属性弱于C,它的氢化物的稳定性弱于甲烷,D错。
答案:A3.(2010年江苏化学,4,2分)下列有关物质的性质或应用的说法不正确的是( )A.二氧化硅是生产光纤制品的基本原料B.水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂C.盐析可提纯蛋白质并保持其生理活性D.石油分馏可获得乙烯、丙烯和丁二烯解析:光纤制品的主要原料为高纯度的二氧化硅,A正确;水玻璃是Na2SiO3水溶液,具有黏性,可作黏合剂,不燃烧,可作防火剂,B正确;盐析属于物理变化,不改变蛋白质的生理活性,此过程可逆,C正确;石油的主要成分是烷烃、环烷烃和芳香烃,分馏时得不到烯烃和二烯烃,D错误。
答案:D4.(2009年广东理基,22,2分)下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是( )①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料A.①②B.②③C.①④D.③④解析:水晶饰物的主要成分是SiO2,不是硅酸盐制品,②错;高纯度的硅单质主要用于半导体芯片,制作光导纤维的是SiO2,③错;陶瓷是三大传统硅酸盐无机非金属材料之一,④正确,正确的是①④。
答案:C5.(2013年海南化学,20Ⅱ,14分)硅在地壳中的含量较高。
硅及其化合物的开发由来已久,在现代生活中有广泛应用。
回答下列问题:(1)1810年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时,得到一种“金属”。
这种“金属”可能是。
(2)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。
(3)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及主要反应如下:+2C Si+2COSi+3HCl SiHCl①用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅,该反应的化学方程式为;碳化硅又称,其晶体结构与相似。
②在流化床反应的产物中,SiHCl3大约占85%,还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等,有关物质的沸点数据如下表,③SiHCl3极易水解,其完全水解的产物为。
(4)氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料,这些原料是。
解析:(1)由题意“金属”两字知,其性质类似金属又不是金属,又根据其原料中有Si、O、C、Fe元素,因此推测其为合金,为硅铁。
(3)①SiO2和C反应,为氧化还原反应,由SiO2→SiC,硅元素的化合价无变化,而C→SiC,碳元素的化合价由零价降到-4价,则必有碳元素化合价的升高,由零价升高到+2价,另一产物为CO,故可写出化学方程式。
碳化硅为原子晶体,其结构类似于金刚石或晶体硅。
②比较SiHCl3、SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl的沸点,可得常温下SiHCl3、SiCl4为液体、SiH2Cl2、SiH3Cl为气体,沉降除去产物中的固体后,冷凝得到SiHCl3、SiCl4的混合液体,用蒸馏法可分离两者。
③SiHCl3的结构类似甲烷,其结构为,其中Si为+4价,Cl和H都为-1价,和H2O反应时,把水看成H+和OH-的组合,则显负价的微粒结合H+,显正价的结合OH-,便得到产物HCl,H-+H+H2,Si4++OH-Si(OH)4即H4SiO4,失水成为H2SiO3。
(4)氯碱工业可提供H2、Cl2和NaOH,而H2和Cl2可合成HCl,根据前述题目可知,结合题目知,可提供原料H2和HCl。
答案:(1)含有硅、碳的铁合金(或硅铁)(2)石英砂、纯碱和石灰石(3)①SiO2+3C SiC+2CO↑金刚砂金刚石(或单晶硅) ②精馏(或蒸馏) ③H4SiO4(或H2SiO3)、H2、HCl(4)H2、HCl6.(2009年浙江理综,28,15分)单晶硅是信息产业中重要的基础材料。
通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450～500 ℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。
以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。
相关信息如下:a.四氯化硅遇水极易水解;b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;c.有关物质的物理常数见下表:请回答下列问题:(1)写出装置A中发生反应的离子方程式。
(2)装置A中g管的作用是;装置C中的试剂是;装置E中的h瓶需要冷却的理由是。
(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是 (填写元素符号)。
(4)为了分析残留物中铁元素的含量,先将残留物预处理,使铁元素还原成Fe2+,再用KMnO4标准溶液在酸性条O +8H+5Fe3++Mn2++4H2O。
件下进行氧化还原滴定,反应的离子方程式是:5Fe2++Mn4①滴定前是否要滴加指示剂? (填“是”或“否”),请说明理由 。
②某同学称取5.000 g 残留物,经预处理后在容量瓶中配制成100 mL 溶液,移取25.00 mL 试样溶液,用1.000×10-2mol · L -1KMnO 4标准溶液滴定。
达到滴定终点时,消耗标准溶液20.00 mL,则残留物中铁元素的质量分数是 。
解析:制备四氯化硅的原料为Cl 2和Si,所以必须先制Cl 2,而SiCl 4遇水极易水解,所以Cl 2须干燥。
A 装置为Cl 2的制备装置,B 、C 装置为除杂装置。
先用B(饱和食盐水)除去HCl,再用C(浓H 2SO 4)除去水蒸气。
Cl 2通入粗硅中反应,由于SiCl 4常温下为液态,用冷水将产生的SiCl 4冷凝即可。
(1)制取氯气用浓盐酸和MnO 2在加热条件下反应。