高考化学一轮复习 4.1 无机非金属材料的主角-硅教案-人教版高三全册化学教案VIP免费

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SiO2——光导纤维H2SiO3——硅胶可作干燥剂Na2SiO3(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Na2SiO3→Na2O·SiO23．特殊的性质：(1)Si与NaOH溶液的反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑(2)SiO2能溶于氢氟酸：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(3)H2CO3的酸性强于H2SiO3：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓(4)粗硅的制备：SiO2＋2C=====Si＋2CO↑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===SiF4↑＋2H2↑；②与NaOH溶液反应的化学方程式：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑；③与O2反应：Si＋O2△,SiO2。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＋SiO2=====Si＋2CO↑非金属与强碱溶液反应一般不产生H2硅可与强碱溶液反应产生H2：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑非金属一般不与非氧化性酸反应Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑一般非金属单质为绝缘体硅为半导体，常用于电子部件[典题示例]判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅。()(2)单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料。()(3)单质硅常用作半导体材料和光导纤维。()(4)硅在自然界中只以化合态的形式存在。()(5)硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应。()【答案】(1)√(2)√(3)×(4)√(5)×命题点2硅的工业制法1．制取粗硅工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含有少量杂质的粗硅。SiO2＋2C=====Si＋2CO↑。2．粗硅提纯(1)Si＋2Cl2=====SiCl4，SiCl4＋2H2=====Si＋4HCl。(2)Si＋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。[典题示例]1．半导体工业中，有一句行话：“从沙滩到用户”，即由SiO2制取Si。制取过程中不涉及的化学反应是()A．2C＋SiO2=====Si＋2CO↑B．SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2OC．Si＋2Cl2=====SiCl4D．SiCl4＋2H2=====Si＋4HCl【答案】B【解析】工业制取纯硅的工艺流程为：SiO2――→粗硅――→SiCl4――→纯硅，该工艺流程中不涉及SiO2与NaOH溶液的反应。2．制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：――→―――――→――→――→(1)写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________。(2)整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出该反应的化学方程式为_____________________________________________；H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是___________________________________________________________________________________________________。【答案】(1)SiHCl3＋H2=====Si＋3HCl(2)SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋3HCl↑＋H2↑氧气与氢气混合，可能引起爆炸；氧气可能会氧化SiHCl3【解析】(1)H2还原SiHCl3得到Si和HCl。(2)SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，依据原子守恒，判断另一物质是H2。因H2还原SiHCl3的反应条件是高温(1357K)，若混入O2，则H2与O2混合加热可能发生爆炸，同时，O2也可能氧化SiHCl3。[考点达标层面]1．硅作为一种新型能源被广泛开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不...