无机非金属材料—硅

绚丽光纤

栏目索引12 3 4

考点 微课

● ● ●

梯级落实 通法悟道请 点 击 相 关 栏 目

地球与地图重组集训 规范训练●

真题 课时

考点一 碳、硅单质【知识梳理】 1.碳、硅元素在自然界中的存在形态 (1)碳：既有游离态又有化合态。 (2)硅：只有化合态。硅在地壳中的含量占第二位。2.碳、硅单质的物理性质和用途(用短线连接)

3.化学性质

√×

√ √ × √ 2.硅可用作半导体材料，是否可用于解释元素周期性变化 的规律？ 可以，硅位于金属和非金属的分界线附近，性质上由金属 性逐渐过渡到非金属性，即有金属的性质又有非金属的性质。 3.用化学方程式表示工业上获取纯硅的过程。

【题组训练】题型一 碳、硅单质与材料1.硅被誉为无机非金属材料的主角。有科学家提出硅是“21 世纪的能源”、“未来的石油”。下列有关说法正确的是( B ) A.硅的含量居第二位，在地球上有丰富的单质硅资源，如石 英、水晶、玛瑙的主要成分都是单质硅 B.硅相对于氢气便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是有 开发价值的燃料 C.存放NaOH溶液的试剂瓶应用细口玻璃瓶并配磨口玻璃塞 D.硅是一种良好的半导体材料，所以是制造光导纤维的基本 原料 解析： 硅在自然界中全部以化合物的形式存在，石英、 水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅，A不正确；C不正确， 应该用橡皮塞；D不正确，制造光导纤维的是二氧化硅。

2.石墨烯的结构示意图如下图所示，下列关于石墨烯的叙述 正确的是( B ) A.石墨烯可导电，说明它是电解质 B.石墨烯、金刚石、C60、“碳纳米 泡沫”四种物质都是碳的单质 C.由于C(石墨，s)===C(金刚石，s) Δ H=+1.9 kJ/mol知金刚石比石墨烯稳定 D.尽量使用含126C的产品，减少使用含136C的产品，此举符合 “促进低碳经济”的宗旨 解析： “石墨烯可由石墨剥离而成”故石墨烯是可以导电 的非金属单质，它既不是电解质，也不是非电解质，A项错； 石墨烯、金刚石、C60、“碳纳米泡沫”都是由碳元素形成的 不同的单质，它们互为同素异形体，B项正确；C项中由于石墨 转化为金刚石的Δ H>0,是吸热过程，即石墨的能量较金刚石 低，因而石墨烯稳定，C项错；126C和136C都是碳元素，故D项错。

题型二 工业上高纯硅的制取 4.2013年6月，欧洲对我国光伏产品实行高额征税措施，严 重影响世界清洁能源的发展。多晶硅、导电玻璃(玻璃上镀金 属)是太阳能光伏产业的重要物质。制备多晶硅必须先得到高 纯度硅。三氯甲硅烷(SiHCl3,可燃)还原法是当前制高纯硅的 主要方法，其生产流程如图所示：

C (1) 下

列判断正确的是______( 填序号)。 (2) 整个制备过程中必须严格控制无水无氧。 SiHCl3遇H2O剧 A.高纯度石英砂能用作制造 CPU的半导体材料 烈反应生成 H2SiO3、HCl和另一种物质，写出该反应的化学方 SiHCl B.石英砂在高温下与焦炭反应生成粗硅和二氧化碳 3+3H2O===H2SiO3↓+3HCl↑+H2↑ 程式： ____________________________________________ 。 .利用石英砂可制备光伏产业所需的玻璃 HC 2还原SiHCl3过程中若混入O2,可能引起的后果是 O2 与 SiHCl3、H2混合可能引起爆炸 D.硅性质稳定，不能溶解在任何酸或碱溶液中 __________________________________________ 。 选项 C , SiO CaCO3、Na2CO HC 和HCl (3) 该工艺流程可循环利用的物质是 ____________ 。 选项 解析： B :由于 (1) 选项 SiO A,石英砂的主要成分是 SiO 2在高温下与 3反应可制得玻璃。 2是过量的，所以其产 2与C在高温下反应时， 2,SiO2能制造光 物为 导纤维等，但它不是半导体，不能用于制造 CO CPU 。 溶液中。 选项 D。 ,Si性质稳定，但它能溶解在氢氟酸和 NaOH

考点二

碳、硅的氧化物

【知识梳理】

(2)二氧化碳与二氧化硅化学性质比较物质 与水反应 与酸反应 与碱反应 (如NaOH) 二氧化碳 CO2+H2O 不反应 H2CO3 二氧化硅 不反应 SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O

CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O SiO2+2NaOH===Na2SiO3+ 或CO2+NaOH==NaHCO3 H2 O

与盐反应 (如Na2CO3)

CO2+Na2CO3+H2O=== 2NaHCO3

SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑SiO2+CaO 2C+SiO2 CaSiO3 Si+2CO↑

与碱性氧 CO2+Na2O==Na2CO3 化物反应 与碳反应 C+CO2 2CO

(3)主要用途 CO2:化工原料、灭火剂。干冰用作制冷剂，人工降雨。 SiO2:制光学仪器、石英玻璃。水晶可制作饰品，常用来制 造通讯材料光导纤维

√ × ×

× √

C D B E A

提示：

【题组训练】题组一 二氧化硅的结构、性质与用途 A

2.下列说法正确的是( C ) ①二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应，但不能与任何 酸反应 ②根据反应SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2↑可推知硅 酸酸性比碳酸强 ③二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以制得硅 酸 ④二氧化硅常被用来制造光导纤维 A.①② B.②③ C.③④ D.①④