x第一轮硅讲义及其化合物
2024届高考化学一轮总复习第四单元非金属及其化合物第10讲硅及其重要化合物课件
(氢氟酸能刻蚀玻璃；氢氟酸用塑料瓶存放)；高温下与碱性氧化物(如 CaO)反应： SiO2＋CaO=高==温==CaSiO3； 与某些盐(如 Na2CO3)发生反应：SiO2＋Na2CO3=高==温==Na2SiO3＋CO2↑。 4．用途：制作光导纤维、玛瑙饰物、石英坩埚、水晶镜片、石英钟、仪器轴承、玻 璃和建筑材料等。
考点一 硅和二氧化硅
自然界中，硅无游离态存在，只以化合态(以SiO2或硅酸盐的形式)存在于地壳的矿 物和岩石里。 一、硅 1．原子和晶体结构：硅元素的原子序数为 14，基态原子的简化电子排布式为 [Ne]3s23p2，核外电子的运动状态有14种，不成对电子数为2；单晶硅为共价晶体， 晶体中每个Si原子以sp3杂化，分别与4个相邻的Si原子形成4个σ键，Si原子的配位数 为4，晶体中最小的环是六元环，1个环中平均含有0.5个Si原子，含Si—Si键数为1。 2．物理性质：灰黑色固体，有金属光泽，熔、沸点高，硬度大，有脆性，是常见 的半导体材料和合金材料。金刚石、晶体硅、碳化硅中熔点从高到低的顺序是金刚 石、碳化硅、晶体硅。
下列说法正确的是________(填序号)。 ①因为 HF 与 SiO2 反应，故用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记 ②下列转化在一定条件下能够实现：SiO2―H―C→l SiCl4―高H―温2→Si ③石英砂可用于生产单晶硅 ④用 NaOH 溶液不能分离氧化铁中混有的二氧化硅 ⑤Si 和 SiO2 都可用于制造光导纤维 ⑥SiO2 既能和 NaOH 溶液反应，又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物 ⑦向 Na2SiO3 溶液中滴加稀盐酸的离子方程式：Na2SiO3＋2H＋===H2SiO3↓＋2Na＋ ⑧SiC 与 SiO2 的熔点均与所含化学键的键能有关
A．Y、Z分别为H2、Cl2 B．制取粗硅的过程中焦炭与石英会发生副反应生成碳化硅，在该副反应中，氧化 剂与还原剂的物质的量之比为1∶1 C．SiHCl3极易水解，其完全水解的产物为H2SiO3、H2、HCl，据此推测SiHCl3中 硅元素的化合价为＋4 D．Y与SiHCl3制备多晶硅的反应属于置换反应
硅知识点总结
硅及其化合物年月日硅元素在地壳中的含量排第二，在自然界中没有游离态的硅，只有以化合态存在的硅，常见的是二氧化硅、硅酸盐等。
硅的原子结构示意图为，硅元素位于元素周期表第三周期第ⅣA族，硅原子最外层有4个电子，既不易失去电子又不易得到电子，主要形成四价的化合物。
1、单质硅（Si）：（1）物理性质：有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大。
（2）化学性质：①常温下化学性质不活泼，只能跟F2、HF和NaOH溶液反应。
Si＋2F2＝SiF4Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑②在高温条件下，单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。
Si＋O2SiO2Si＋2Cl2SiCl4（3）用途：太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料等。
（4）硅的制备：工业上，用C在高温下还原SiO2可制得粗硅。
SiO2＋2C＝Si(粗)＋2CO↑Si(粗)＋2Cl2＝SiCl4SiCl4＋2H2＝Si(纯)＋4HCl2、二氧化硅（SiO2）：（1）SiO2的空间结构：立体网状结构，SiO2直接由原子构成，不存在单个SiO2分子。
（2）物理性质：熔点高，硬度大，不溶于水。
（3）化学性质：SiO2常温下化学性质很不活泼，不与水、酸反应（氢氟酸除外），能与强碱溶液、氢氟酸反应，高温条件下可以与碱性氧化物反应：①与强碱反应：SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O（生成的硅酸钠具有粘性，所以不能用带磨口玻璃塞试剂瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液，避免Na2SiO3将瓶塞和试剂瓶粘住，打不开，应用橡皮塞）。
②与氢氟酸反应[SiO2的特性]：SiO2＋4HF＝SiF4↑+2H2O（利用此反应，氢氟酸能雕刻玻璃；氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放，应用塑料瓶）。
③高温下与碱性氧化物反应：SiO2＋CaO CaSiO3（4）用途：光导纤维、玛瑙饰物、石英坩埚、水晶镜片、石英钟、仪器轴承、玻璃和建筑材料等。
高三化学一轮复习——碳、硅及其化合物
说明：反应要隔绝空气；炭的用量要合适； 方法一：将生成的粗硅和Cl2反应生成液态 SiCl4，通过蒸馏(或多次蒸馏)，实现SiCl4和杂质 的分离，得到的高纯SiCl4用H2还原。
主要反应： Si+2Cl2
高温 高温
SiCl4
Si+4HCl
SiCl4+2H2
方法二：将生成的粗硅在加热条件下与 HCl(g)反应，制成化合物SiHCl3，与杂质分离； 再在高温条件下用H2还原，重新得到高纯硅和 HCl。
SiO32-+CO2+H2O=CO32-+H2SiO3
1.二氧化硅（SiO2）又称硅石，是制备硅及其化 合物的重要原料（如图）。下列说法正确的是
A．SiO2属于两性氧化物 B．盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞 C．硅胶吸水后不能重复再生 在硅胶中加入CoCl2可显示硅胶吸水是否失效 D．图中所示转化反应都是氧化还原反应
(2)下列有关硅材料的说法正确的是______(填字母)。 A．碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥 B．氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷 和轴承 C ．高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材 料——光导纤维 D．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制备的， 其熔点很高 E．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光 单晶硅
5.能说明碳元素的非金属性比硅元素强的是
7、 如图，已知：①单质 E可作为半导体材料； ②化合物F是不能生成盐的氧化物；③化合物I能 溶于水呈酸性，它能够跟氧化物 A起反应。据此， 请填空： (1) 化合物 F 、 I 分别是？ (2) 反应③④的化学方程 式是？
2. 将足量CO2气体通入水玻璃中，然后加 热蒸干，再在高温下充分燃烧，最后所得的 固体物质是（ ） A. Na2SiO3 B. Na2CO3、Na2SiO3 C. Na2CO3、SiO2 D. SiO2
人教版高中化学必修一4.1.1硅及其化合物PPT
（三）硅的工业制法
高温下，用碳还原二氧化硅制得粗硅 SiO2 + 2C = Si + 2CO↑
※ C 过量，还可能生成SiC (金刚砂）
高温
SiO2 + 3C == SiC + 2CO↑
了解：粗硅提纯
△
△
Si + 2Cl2 == SiCl4 SiCl4 + 2H2 == Si+ 4HCl
（四）硅的用途 大规模集成电路
（二）硅的化学性质
硅的许多化学性质与碳相似，常温下较稳定，不与O2、Cl2、 硫酸、硝酸等反应。加热时，能与O2、Cl2等反应
常温下与强碱反应
Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑
（了解） 加热时，能与O2、Cl2等反应
△
Si + O2 == SiO2
△
Si + 2Cl2 == SiCl4
（3）用途 “硅胶”常用做干燥剂。
也可用做催化剂的载体。
干燥硅胶 湿硅胶
硅胶干燥剂
二、硅酸盐
硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。
1、存在：地壳岩石的主要成分
2、表示方式：用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示 3、大多数硅酸盐都难溶于水，常见易溶于水：硅酸钠。
Na2SiO3俗称泡花碱，水溶液俗称水玻璃。水玻璃为无色粘稠液体， 是一种矿物胶，用作粘合剂，也可用作耐火材料及防腐剂。
Si无单质状态
（1） 硅和碳一样,其原子既不易失去电子，也不易得到电子， 所以硅和碳主要形成四价化合物。
（2）碳和硅都是亲氧元素，但是硅的亲氧能力更强。
碳的单质
石墨
金刚石
无机非金属材料的主角——硅课件高考大一轮复习化学
(4)烧结黏土制陶瓷不涉及化学反应 ( × )
(5)氢氟酸刻蚀玻璃的过程不涉及化学变化 ( × )
(6)合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料 ( × )
(7)水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂 ( √ )
(8)氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料 ( √ )
考点一
考点二
核心考点
基础梳理 考点突破
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1.无机非金属材料的分类
传统无 玻璃 有抗腐蚀性、耐高温的优点,但
机非金 水泥 质脆,经不起热冲击
属材料 陶瓷
新型无 机非金 属材料
高温陶瓷 光导纤维 压电陶瓷 生物陶瓷
考点一
考点二
核心考点
基础梳理 考点突破
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2.硅酸盐改写成氧化物形式的方法 (1)氧化物的书写顺序:活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二 氧化硅→水。 (2)氧化物前计量数的配置原则:按配置前后原子个数守恒原则配 置各氧化物的计量数,且不同氧化物间以“·”隔开。 不(能3)写当成氧化12K物2O计·12量Al数2O出3·3现Si分O2数,应时写应成化K为2O整·A数l2,O如3·钾6S长iO石2。:KAlSi3O8
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考纲要求:1.了解碳、硅元素单质及其重要化合物的制备方法,掌握 其主要性质及其应用。 2.了解碳、硅元素单质及其重要化合物对环境的影响。
核心考点
-3-
考点一
考点二
基础梳理 考点突破
碳、硅单质及其重要化合物的性质和用途 1.碳、硅单质 (1)原子结构、自然界存在形态、物理性质及用途。
物质 碳
一般非金属单质为绝缘体 硅为半导体,常用于电子元件
考点一
考点二
核心考点
基础梳理 考点突破
2020高考化学一轮复习专题4-1 无机非金属材料的主角-硅(教案)含答案
第１讲无机非金属材料的主角 —硅考纲要求：1.了解硅单质及其化合物的主要性质及应用。
2.了解硅单质及其化合物对环境质量的影响。
[循着图示·想一想][特色特性·记一记]1．特殊的用途：Si ——半导体材料、太阳能电池板 SiO 2——光导纤维H 2SiO 3——硅胶可作干燥剂Na 2SiO 3(水玻璃)——黏合剂、耐火阻燃材料2．特殊的表示方法：硅酸盐可以用氧化物的形式表示 如Na 2SiO 3→Na 2O·SiO 2 3．特殊的性质：(1)Si 与NaOH 溶液的反应： Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑(2)SiO 2能溶于氢氟酸：SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O (3)H 2CO 3的酸性强于H 2SiO 3：Na 2SiO 3＋H 2O ＋CO 2===Na 2CO 3＋H 2SiO 3↓ (4)粗硅的制备：SiO 2＋2C=====高温Si ＋2C O↑考点一 应用广泛的非金属单质——硅[教材知识层面]1．硅元素的原子结构硅元素位于元素周期表中第三周期ⅣA族，原子结构示意图为；在自然界中均以化合态形式存在。
2．硅单质的性质 (1)物理性质：硅单质为灰黑色固体，有金属光泽、熔点高、硬度大，有脆性。
(2)化学性质——还原性。
①与氢氟酸反应的化学方程式：Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑；②与NaOH 溶液反应的化学方程式：Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑； ③与O 2反应：Si ＋O 2△,SiO 2。
3．硅单质的用途半导体材料、太阳能电池、合金材料。
[高考考查层面]命题点1 硅单质的特性非金属的一般规律 硅的特性硅还原性强于碳2C ＋SiO 2=====高温Si ＋2CO↑ 非金属与强碱溶液反应一般不产生H 2 硅可与强碱溶液反应产生H 2： Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑ 非金属一般不与非氧化性酸反应Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑[典题示例]判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
高一化学必修一第四章第一节硅课件
硅的酸和盐
硅酸盐：硅酸盐是一类由硅 酸和金属离子组成的化合物， 如硅酸钠、硅酸钙等
硅酸：硅酸是一种无机酸， 化学式为H2SiO3，是硅的 氧化物
硅酸盐的应用：硅酸盐广泛 应用于建筑、陶瓷、玻璃、
电子等领域
硅酸盐的性质：硅酸盐具有 耐高温、耐腐蚀、耐磨损等
优良性能
硅的配合物和有机硅化合物
硅的配合物：硅酸盐、硅 酸、硅酸盐等
循环利用：对废气、废水和固体废物进行回收利用，实现资源的循环利用
环保法规：遵守环保法规，加强环保监管，确保硅工业生产符合环保要求
硅工业的发展趋势和未来展望
技术进步：硅工业将更加注重技术创新，提高产品质量和生产效率
环保要求：硅工业将更加注重环保要求，减少污染排放，提高资源利用率
市场需求：随着电子、光伏等产业的快速发展，硅工业的市场需求将持续 增长 国际合作：硅工业将加强国际合作，共同应对全球性挑战，推动行业可持 续发展
操作时佩戴防护眼镜和手套，避免直接接触硅粉 实验过程中保持通风，避免吸入硅粉 实验结束后及时清理实验台，避免硅粉残留 实验过程中避免使用明火，防止硅粉燃烧 实验结束后及时关闭电源，确保实验安全
硅在化学实验中的替代品和未来展望
替代品：石墨、 金刚石等
替代品特点：石 墨导电性好，金 刚石硬度高
未来展望：硅在 半导体、太阳能 等领域的应用前 景
06
硅在化学实验中的应用
硅在化学实验中的常见用途
硅胶：用于干燥、 吸附、分离等实
验
硅酸盐：用于制 备玻璃、陶瓷、
水泥等材料
硅烷偶联剂：用 于改善材料表面
的性能
硅树脂：用于制 备涂料、胶黏剂
等材料
硅烷化反应：用 于制备有机硅化
硅及其化合物1 人教课标版精选教学PPT课件
玛瑙
三、硅
三、硅 1。硅的制取
Si2O2C 高 温 S i 2CO S i 2C2l高 温 S iC 4 l SiC 4l2H 2高温 S i 4HCl
提示：CO2C高温2CO
2。硅的物理性质
灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体， 熔点、沸点高，硬度大的半导体材料。
3。硅的结构
4。硅的化学性质
分子筛
二、二氧化硅与信息材料
1．盛放氢氧化钠溶液的玻璃试剂瓶不能用玻璃 塞。你知道其中的原因吗?
2．沙子、石英、水晶、硅藻土等都是天然存在 的二氧化硅。你知道二氧化硅有哪些重要的 应用吗?
3．当我们在电脑前用鼠标和键盘连接瞬息万变 的世界时，当我们打开手机与家人、朋友互 致问候时，神奇无比的硅片制成的集成电路 在为你提供服务。你知道硅是如何制得的？
医生的好助手
目前，在医学领域上，普遍使用一种连接着许多光纤的胃镜。这些 光纤并成一束，束中各条光纤的相对位置保持不变。把胃镜插入病人胃里， 胃镜接收到的光线沿着这些光纤传到体外。每条光纤中的光仅反映胃中一小 点的情况，整束光纤中的光就拼合成胃里某一部分的图像。光纤胃镜的光源 是在体外由光纤传进去的，它不产生热辐射，能减轻病人的痛苦。在光导纤 维的一头装上精致小巧的微型镜头，将胃内的情况传到体外拍摄下来或显示 在屏幕上。还可以在胃镜光纤中留出空的通道，以插入切取生理切片的镊子。
高考化学一轮复习：硅元素及其化合物知识点总结
高考化学一轮复习：硅元素及其化合物知识点总结1、硅在自然界的存在：地壳中含量仅次于氧，居第二位；无游离态，化合态主要存在形式是硅酸盐和二氧化硅。
2、硅单质：晶体硅是灰黑色有金属光泽，硬而脆的固体；导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。
（1）常温下：与氢氟酸和强碱溶液反应Si + 4HF == SiF4↑ + 2H2↑ Si + 2NaOH + H2O == Na2SiO3 + 2H2↑高温下：Si + O2SiO2Si + 2Cl2 SiCl4（2）硅的用途：①用于制造硅芯片、集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件；①制造太阳能；①制造合金等。
（3）工业生产硅：制粗硅：SiO2 + 2C Si + 2CO↑ 制纯硅：Si + 2Cl2 SiCl4SiCl4 + 2H2 Si + 4HCl3、二氧化硅（1）SiO2在自然界中有较纯的水晶、含有少量杂质的石英和普遍存在的沙。
自然界的二氧化硅又称硅石。
（2）SiO2物理性质：硬度大，熔点高，难溶于溶剂(水)的固体。
（3）SiO2化学性质：常温下，性质稳定，只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反应。
SiO2 + 4HF == SiF4↑ + 2H2O（雕刻玻璃的反应——实验室氢氟酸应保存在塑料瓶中）SiO2 + 2NaOH == Na2SiO3 + H2O（实验室装碱试剂瓶不能用玻璃塞的原因）SiO2 + 2C Si + 2CO↑ SiO2 + Na2CO3Na2SiO3 + CO2↑SiO2 + CaCO3CaSiO3 + CO2↑ SiO2 + CaO CaSiO3（4）SiO2的用途：制石英玻璃，是光导纤维的主要原料；制钟表部件；可制耐磨材料；用于玻璃的生产等。
4、硅酸钠（Na2SiO3）：易溶于水，水溶液俗称“水玻璃”，是建筑行业的黏合剂，也用于木材的防腐和防火。
（1）硅酸钠溶液呈碱性，通入CO2有白色胶状沉淀：Na2SiO3 + CO2 + H2O == Na2CO3 + H2SiO3↓（硅酸）SiO32− + CO2 + H2O == CO32− + H2SiO3↓（2）硅酸钠溶液中滴加稀盐酸产生白色沉淀：Na2SiO3 + 2HCl == 2NaCl + H2SiO3↓ SiO32− + 2H+ == H2SiO3↓5、硅酸（1）硅酸是难溶于水的弱酸，酸性比H2CO3弱（2）硅酸受热分解：H2SiO3H2O + SiO2（3）硅酸和氢氧化钠反应：H2SiO3 + 2NaOH == Na2SiO3 + 2H2O H2SiO3 + 2OH− == SiO32− + 2H2O6、硅酸盐产品（传统无机非金属材料）制玻璃的主要反应：Na2CO3 + SiO2Na2SiO3 + CO2↑ CaCO3 + SiO2CaSiO3 + CO2↑。
高一化学必修一课件 硅及其化合物
Si 所以硅原子既不易得电子，也不易失电子。 所以硅原子既不易得电子，也不易失电子。
一、硅单质（Si） 硅单质（ ）
1、硅单质的分类： 硅单质的分类： 硅单质的分类 硅有晶体硅和无定形硅两种单质 硅有晶体硅和无定形 晶体硅和无定形硅两种单质 物理性质及结构: 2、物理性质及结构: 灰黑色，有金属光泽， ①灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体 沸点高、 ②熔、沸点高、硬度大 ③晶体硅是良好的半导体 结构： 金刚石相似 相似。 ④结构：与金刚石相似。 化学性质: 3、化学性质:
练习： 练习：如何用氧化物的形式表示下列硅酸盐 硅酸钠： Na2SiO3 硅酸钠： 长石：KAlSi3O8 长石：
Na2O·SiO2
石棉： 石棉：CaMg3Si4O12 CaO·3MgO·4SiO2
K2O·Al2O3·6SiO2
普通玻璃： 普通玻璃： CaNa2Si6O14 CaO·Na2O·6SiO2 黏土： 黏土：Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O3·2SiO2·2H2O
4、硅的工业制法 高温 制粗硅 制粗硅： SiO2+2C=Si+2CO↑ 5、硅的用途： 硅的用途： 集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材料， 集成电路、晶体管、硅整流器等半导体材料，还 可以制成太阳能电池、硅的合金可用来制造变压 可以制成太阳能电池、 器铁芯等。
1、存在： 存在： 天然的二氧化硅也叫硅石 二氧化硅的存在形态有结晶 硅石。 天然的二氧化硅也叫硅石。二氧化硅的存在形态有结晶 形和无定形两大类。石英晶体是结晶的二氧化硅 无定形两大类 二氧化硅， 形和无定形两大类。石英晶体是结晶的二氧化硅，具有不同 玛瑙。 的晶形和色彩，其中无色透明的晶体就是玛瑙 的晶形和色彩，其中无色透明的晶体就是玛瑙。 2、结构 二氧化硅晶体中硅原子和氧原子按1∶ 的个数比组成立 二氧化硅晶体中硅原子和氧原子按 ∶2的个数比组成立 网状结构 结构。 体网状结构。