x第一轮硅及其化合物.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2015届高三一轮复习,硅及其化合物,考点1：,Si的性质和用途,一、硅的物理性质及用途。,只有化合态,金刚石,灰黑色固体,金属,高,半导体,C+O,2,(足量)=CO,2,点燃,2C+O,2,(不足)=2 CO,点燃,Si+O,2,=SiO,2,Si+2Cl,2,=SiCl,4,Si+2F,2,=SiF,4,（常温）,C+CuO =Cu+CO,2,2C+SiO,2,=Si+2CO,高温,C+2H,2,SO,4,(浓)=,CO,2,+2SO,2,+2H,2,O,Si+4HF=SiF,4,+2H,2,C+H,2,O=CO+H,2,高温,Si+2NaOH+H,2,O,=Na,2,SiO,3,+2H,2,二.硅的化学性质,一般表现还原性,硅的化学性质小结：,常温下，硅的化学性质不活泼，除,氟气、氢氟酸和强碱,外，硅不跟其他物质，如氧气、氯气、硫酸、硝酸等起反应。在,加热条件,下，硅能跟一些非金属反应。,(1)粗硅制取:,SiO,2,+2C=Si(粗)+2CO,高温,高温,(2)粗硅提纯:,Si(粗),+2Cl,2,=SiCl,4,SiCl,4,+2H,2,=Si(纯)+4HCl,工业上制备硅的原理是什么？请写出有关化学反应的化学方程式。,课堂思考:,请回答下列问题：,（1）写出装置A中发生反应的离子方程式,_；,装置A中g管的作用是_；,装置B中的试剂是_；,装置C中的试剂是_,。,（2）,写出装置D中发生反应的化学方程式,_；,相关信息：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；,题头信息：粗硅,(,含铁、铝、硼、磷等杂质,),（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）。,题头信息：反应温度,450500,相关信息,：,（4）,装置F的作用是什么？,相关信息如下：四氯化硅遇水极易水解；,（5）画出尾气处理装置图。,NaOH溶液,NaOH溶液,（,6,）写出,四氯化硅经提纯后用氢气还原得高纯硅的化学方程式,SiCl,4,+2H,2,=Si+4HCl,高温,2.硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：,(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl,3,)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：,写出由纯SiHCl,3,制备高纯硅的化学反应方程式,SiHCl,3,H,2,Si3HCl,课堂练习:,整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl,3,遇水剧烈反应生成H,2,SiO,3,、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程_；H,2,还原SiHCl,3,过程中若混有O,2,，可能引起的后果是_。,SiHCl,3,3H,2,O=H,2,SiO,3,H,2,3HCl,氧气与氢气混合，可能引起爆炸；氧气可能会氧化,SiHCl,3,。,(2)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象并给予解释。,现象：有白色胶状沉淀生成，有刺激性气体生成。,弱酸根SiO,3,2,与NH,4,能发生双水解反应，化学方程式表示为SiO,3,2,2NH,4,=2NH,3,H,2,SiO,3,，因此既有沉淀又有刺激性气味的气体生成。,考点2：,SiO,2,的性质和用途,一、SiO,2,的物理性质,不,酸性,大,高,课堂思考:,问题2：SiO,2,和CO,2,都是酸性氧化物,为什么它们的物理性质差别如此之大?,结构不同,SiO,2,为原子晶体，,CO,2,为分子晶体。,石英砂、玻璃、沙子的主要成分为SiO,2,在SiO,2,的晶体中，每个硅原子,与_个氧原子结合，每个氧原子,与_个硅原子结合，即SiO,2,晶,体是由Si和O按_的比例所,组成的_结构的晶体。,4,2,1：2,立体空间网状,Si,o,问题3：SiO,2,和CO,2,都是酸性氧化物,结合它们的结构分析它们的化学性质有何异同?,课堂思考:,CO,2,+H,2,O H,2,CO,3,CO,2,+2OH,-,=CO,3,2-,+2H,2,O,CO,2,+OH,-,=HCO,3,-,CO,2,+CaO,=CaCO,3,CO,2,+H,2,O+Na,2,SiO,3,=Na,2,CO,3,+H,2,SiO,3,SiO,2,+4HF=SiF,4,+2H,2,O,SiO,2,+2OH,-,=SiO,3,2-,+H,2,O,SiO,2,+CaO,=CaSiO,3,高温,SiO,2,+Na,2,CO,3,=,Na,2,SiO,3,+CO,2,高温,不反应(,故不能直接与水反应制硅酸,),不反应,二、SiO,2,的化学性质,H,2,SiO,3,=SiO,2,+H,2,O,光导纤维,、化学仪器、,光学仪器、钟表、,电子部件,三、SiO,2,的制备和用途,问题4：氢氟酸如何保存？,问题5：为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？,氢氟酸不能盛放在玻璃器皿中，而应保存在塑料瓶中。,SiO,2,+2NaOH=Na,2,SiO,3,+H,2,O,生成物的具有粘性，久置使瓶塞打不开,课堂思考:,1,下列关于硅和硅的化合物叙述不正确的是,(,),硅晶体的结构和金刚石相似，都含有共价键,硅是地壳中含量最多的元素,单晶硅是良好的半导体材料,二氧化硅是制造光导纤维的重要原料,二氧化硅分子是由两个氧原子和一个硅原子组成的,二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸,A,B,C,D,课堂练习:,D,2判断下列说法是否正确。,A盛放烧碱的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止,烧碱跟二氧化硅生成硅酸钠而使玻璃塞与瓶口,粘在一起。,B光导纤维是以二氧化硅为主要原料制成的。,C二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中,溶液变蓝。,D工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含,少量杂质的粗硅。,E二氧化硅不与任何酸反应，可用石英制造耐酸,容器。,ABD,课堂练习:,3下列反应中，能说明SiO,2,是酸性氧化物的是(),SiO,2,4HF=SiF,4,2H,2,O,SiO,2,CaO=CaSiO,3,SiO,2,2NaOH=Na,2,SiO,3,H,2,O,SiO,2,2C=Si,2CO,A,B,C,D,4.,将过量,CO,2,通入下列溶液中，最终溶液变浑浊的是,(,),饱和,Na,2,CO,3,溶液,Na,2,SiO,3,溶液,NaAlO,2,溶液,Ca(ClO),2,溶液,CaCl,2,溶液,A,B,C,D,全部,B,C,5,下列离子方程式不正确的是,(,),A,石英与烧碱溶液反应：,SiO,2,2OH,=SiO,H,2,O,B,往烧碱溶液中通入少量,CO,2,：,CO,2,2OH,=CO,H,2,O,C,往水玻璃中加入盐酸：,2H,SiO=H,2,SiO,3,D,向小苏打溶液中加入过量石灰水：,2HCO,Ca,2,2OH,=CaCO,3,2H,2,O,CO,D,考点,3,：,硅酸和硅酸盐,1.,硅酸的,性质,(1),物理性质：不溶于水。,(2),化学性质。,弱酸性：与,NaOH,溶液反应,不稳定性：受热易分解,由Na,2,SiO,3,与酸反应制得：,Na,2,SiO,3,+H,2,SO,4,=H,2,SiO,3,+Na,2,SO,4,Na,2,SiO,3,+CO,2,+H,2,O=Na,2,CO,3,+H,2,SiO,3,3.,硅酸的,用途,2.,硅酸的,制备,硅胶可用作干燥剂,一.硅酸,问题6：如何用SiO,2,制备硅胶？,课堂思考:,1.硅酸钠（Na,2,SiO,3,）：可溶于水，其水溶液称为水玻璃可作肥皂填料、木材防火剂、黏胶剂。,硅酸盐常表示成氧化物的形式：,硅酸钠,Na,2,SiO,3,Na,2,OSiO,2,高岭土,Al,2,(Si,2,O,5,)(OH),4,Al,2,O,3,2SiO,2,2H,2,O,正长石,KAlSi,3,O,8,K,2,OAl,2,O,3,6SiO,2,二,.,硅酸盐,:,由硅、氧和金属组成的化合物,CaCO,3,+SiO,2,=CaSiO,3,+CO,2,Na,2,CO,3,+SiO,2,=Na,2,SiO,3,+CO,2,高温,2.无机非金属材料(硅酸盐材料),问题7：玻璃的主要成分是什么?,课堂思考:,高温,1.判断下列说法是否正确,(1)碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥(),(2),氮化硅硬度大熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承,(3)可以用Si,3,N,4,、Al,2,O,3,制作高温结构陶瓷制品(),(4),普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔,点很高(),(5),水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品(),(6)水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂(),课堂练习:,（,2009,浙江）,单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用炭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,450500,），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：四氯化硅遇水极易水解；,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；,有关物质的物理常数见下表：,实验室制备四氯化硅的装置示意图,请回答下列问题：,（1）写出装置A中发生反应的离子方程式,_；,装置A中g管的作用是_,。,小结1：气体发生装置的基本类型,(根据反应物质的状态和反应条件),小结2：防堵塞装置,思考：b瓶的作用是什么？,2.,防堵塞.,流动的气体若在前方受阻，锥形瓶内液面下降，玻璃管中水柱上升.,1.,防倒吸.,（2）,装置B中的试剂是_；,装置C中的试剂是_,。,1.饱和酸式盐溶液：,饱和NaHCO,3,溶液能除去CO,2,中混有的HCl、SO,2,饱和NaHSO,3,溶液能除去SO,2,中混有的HCl、SO,3,饱和NaHS溶液能除去H,2,S中混有的HCl气体。,2.酸性KMnO,4,溶液：,利用它的强氧化性，可以除去具有还原性的气体，如除去CO,2,气体中的SO,2,、H,2,S等。,小结1：除杂装置,浓硫酸,无水CaCl,2,碱石灰,H,2,O,2,Cl,2,SO,2,CO,N,2,CH,4,O,2,Cl,2,HCl,SO,2,H,2,CO,N,2,CH,4,H,2,O,2,N,2,CH,4,NH,3,H,2,S,NH,3,HBr,HI,C,2,H,4,NH,3,HX,H,2,S,SO,2,CO,2,NO,2,Cl,2,洗气瓶,（长进短出）,干燥管,（大进小出）,小结,2,：干燥装置,（3）,装置F中的干燥管作用是什么？,相关信息如下：四氯化硅遇水极易水解；,（4）,写出装置D中发生反应的化学方程式,_；,相关信息：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；,题头信息：粗硅,(,含铁、铝、硼、磷等杂质,),（5）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）。,题头信息：反应温度,450500,相关信息,：,小结：冷凝装置,小结：冷凝装置,（6）画出尾气处理装置图。,NaOH溶液,NaOH溶液,溶解性大气体用水溶解法：,如HCl、NH,3,等。,碱液吸收法：,如Cl,2,、H,2,S、SO,2,、NO,2,等,可燃性气体用燃烧法：,如CH,4,、C,2,H,4,、C,2,H,2,、H,2,、CO等。,袋装法：,如CH,4,、C,2,H,4,、C,2,H,2,、H,2,、CO等。,小结1：尾气处理装置,小结2：防倒吸装置,