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2024年高考化学一轮复习(人教版) 第5章 第28讲 硅 无机非金属材料.docx


高中 高一 下学期 化学 人教版

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2024年高考化学一轮复习(人教版) 第5章 第28讲 硅 无机非金属材料.docx
文档介绍:
第28讲 硅 无机非金属材料
[复****目标] 1.掌握Si元素的单质及其重要化合物的性质及应用。2.掌握无机非金属材料的性质和用途。
考点一 碳族元素 硅和二氧化硅
1.碳族元素概述
(1)碳、硅、锗、锡、铅均属于第ⅣA族元素,又称碳族元素,其价电子排布式为ns2np2。
(2)碳的单质
①碳单质的存在形式有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯,它们互为同素异形体。
②几种单质的结构特点
金刚石:正四面体空间网状结构;石墨:平面正六边形层状结构,C60是由60个碳原子形成的足球状分子晶体。
2.硅单质
3.二氧化硅
1.12C、13C、14C是碳的三种同素异形体(  )
2.金刚石和石墨由相同的元素组成,因此它们具有相同的性质(  )
3.石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应(  )
4.Si是半导体材料,可用于制作太阳能电池(  )
5.SiO2与NaOH溶液反应生成盐和水,也可以和氢***酸反应,所以SiO2是***氧化物(  )
答案 1.× 2.× 3.× 4.√ 5.×
一、硅和二氧化硅的性质
1.下列关于硅的说法不正确的是(  )
A.硅是非金属元素,它的单质是灰黑色、有金属光泽的固体
B.硅的导电性能介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料
C.硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质发生反应
D.加热到一定温度时,硅能与***气、氧气等非金属反应
答案 C
解析 晶体硅的结构与金刚石类似,它是灰黑色、有金属光泽的非金属固体,故A正确;硅常温下能和HF溶液、氢氧化钠溶液反应,故C错误;在加热时,硅能与氧气或***气反应生成二氧化硅或四***化硅,故D正确。
2.二氧化硅广泛存在于自然界中,在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用途。a~e是对①~⑤反应中SiO2所表现的化学性质或作用进行的判断,其中正确的是(  )
①SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O
②SiO2+2CSi+2CO↑
③SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O
④Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
⑤SiO2+3CSiC+2CO↑
a.反应①中SiO2作为玻璃的成分被消耗,用于刻蚀玻璃
b.反应②中SiO2表现出氧化性
c.反应③中SiO2表现了酸性氧化物的通性
d.反应④符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性的酸酐的原理
e.反应⑤中SiO2未参加氧化还原反应
A.ace B.bde C.cde D.ab
答案 B
解析 通常用氢***酸来刻蚀玻璃,与之对应的反应是③,a、c判断错误;反应②是一个置换反应,其中二氧化硅被还原,表现出氧化性,b判断正确;反应④是一个复分解反应,用难挥发的二氧化硅制取易挥发的二氧化碳,d判断正确;反应⑤中碳的化合价由0价变为-4价和+2价,硅和氧的化合价都没有改变,因此二氧化硅没有参加氧化还原反应,e判断正确。
二、高纯硅的制备
3.科学家最新研制的利用***化氢和氢气生产高纯硅的工艺流程如图所示:
容器①中进行的反应为①Si(粗)+3HCl(g)SiHCl3(l)+H2(g);容器②中进行的反应为②SiHCl3+H2Si(纯)+3HCl。下列说法不正确的是(  )
A.该工艺流程的优点是部分反应物可循环使用
B.①和②互为可逆反应
C.该流程中需要隔绝空气
D.粗硅制备不能通过SiO2SiCl4Si实现
答案 B
解析 A项,反应②中生成的HCl在反应①中循环利用,反应①中生成的H2在反应②中循环利用,正确;B项,反应①与反应②的反应温度不一致,不是可逆反应,错误;C项,高温条件下,Si、SiHCl3、H2都与O2反应,故需隔绝空气,正确;D项,SiO2不与HCl反应,不能通过上述途径制硅,正确。
4.晶体硅是一种重要的非金属原料,由粗硅制备纯硅的主要步骤如下:
①粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3:Si(粗)+3HClSiHCl3+H2;
②经过纯化的SiHCl3与过量H2在1 000~1 100 ℃下反应制得纯硅。
回答相关问题:
(1)粗硅与HCl气体反应完全后,经冷凝得到SiHCl3(沸点为36.5 ℃),只含有少量SiCl4(沸点为57.6 ℃)和HCl(沸点为-84.7 ℃),提纯SiHCl3的方法为_______________________。
(2)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图所示(热源及夹持装置已略去):
①在加热D装置前应先打开A装置中分液漏斗的活塞,目的是_________________。
②C装置中烧瓶需要加热,采用的方法是___________________________________。
答案
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