第四章--常见的非金属及其化合物VIP专享

第 1 节 碳、硅及无机非金属材料[高考导航]1．了解碳、硅单质及其化合物的主要性质及应用。2．了解碳、硅及其化合物对环境质量的影响。3．了解常见无机非金属材料的性质和用途。1．单质的存在形式、物理性质和用途碳硅存在形式游离态和化合态化合态单质的结构 金刚石：空间网状结构；石墨：层状结构晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构物理性质金刚石：熔点高、硬度大；石墨：硬度小、电的良导体晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、熔点高、硬度大，有脆性用途金刚石用于制造切割刀具，石墨用于制造电极、铅笔芯晶体硅用作半导体材料、硅芯片和硅太阳能电池2.化学性质碳、硅在参加化学反应时，一般表现还原性。问题 1 硅单质的特别性(1)Si 的还原性大于 C，但 C 却能在高温下还原出 Si：SiO2＋2C=====Si＋2CO↑。(2)非金属单质与碱液反应一般无 H2放出，但 Si 与碱液反应却放出 H2：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。(3) 非 金 属 单 质 一 般 不 与 非 氧 化 性 酸 反 应 ， 但 Si 能 与 氢 氟 酸 (HF) 反 应 ： Si ＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。(4)非金属单质大多为绝缘体，但 Si 为半导体。[对点练] 1.常温下，下列不发生反应的一组物质是( )① 硅与 NaOH 溶液 ②硅与盐酸 ③硅与氢氟酸 ④二氧化硅与碳酸钠 ⑤二氧化硅与 NaOH 溶液A．①② B．③④C．②⑤ D．②④解析：选 D ①中发生反应 Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑；硅不与除氢氟酸外的其他酸反应，②不反应；③反应；④中二氧化硅与碳酸钠反应需要高温，常温下不反应；⑤中发生反应 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。问题 2 硅的工业制法(1)制取粗硅工业上，用焦炭在电炉中还原 SiO2得到含有少量杂质的粗硅：SiO2＋2C=====Si＋2CO↑。(2)粗硅提纯①Si＋2Cl2=====SiCl4，SiCl4＋2H2=====Si＋4HCl。②Si＋3HCl=====SiHCl3＋H2，SiHCl3＋H2=====Si＋3HCl。(3)注意问题① 用焦炭还原 SiO2，产物是 CO 而不是 CO2。② 粗硅中含碳等杂质，与 Cl2反应生成的 SiCl4中也含 CCl4等杂质，经过分馏提纯 SiCl4后，再用 H2还原，得到高纯度硅。[对点练] 2.猎取知识和信息是现代人不可缺少的素养，信息产业的飞速进展离不开材料科学的推动，信息产业的核心材料是高纯度单晶硅。下面是高纯度单晶硅的生产方法之一(方法一)：SiO2――→Si(粗硅)――→SiHCl3(沸点 31.5 ℃)――→Si――→高纯硅――→单晶硅。近代用得较多的另一...