2019年
第二单元 硅、硫及其化合物
[考试标准]
知识条目 必考要求 1.含硅矿物与信息材料 ①硅在自然界的存在形式 ②硅及其化合物(以SiO2和Na2SiO3为例)的重要性质 ③工业制备高纯硅的方法 ④三大硅酸盐产品：水泥、陶瓷、玻璃 ⑤硅、二氧化硅在信息技术、材料科学等领域中的应用 ⑥光导纤维的组成和作用 a a a a a 加试要求 a b b a a a 2.含硫化合物的性质和应用 ①二氧化硫的性质(酸性氧化物、漂白性、还原性) ②酸雨的成因和防治 ③硫酸的工业生产 ④浓硫酸的特性(吸水性、脱水性和强氧化性) ⑤S、SO2、H2SO4等硫及其化合物之间的相互转化 ⑥几种重要的硫酸盐及其用途 知识条目 必考加试要求 要求 b a a a b c a b b c a 考点一 含硅物质与信息材料
(一)硅
1．硅的结构及用途
单质硅有晶体硅和无定形硅两种，晶体硅是灰黑色、有金属光泽、熔点高、硬而脆的固体。 主要用途：用作半导体材料，用于制造晶体管、集成电路、整流器和太阳能电池，还可生产硅合金等。 2．硅的化学性质
在常温下，硅的化学性质不活泼，除F2、HF、强碱溶液外，与其他物质如O2、Cl2、硫酸、硝酸等都不发生反应。但在高温下能跟氧气等物质反应。 写出与①F2、②Cl2、③HF、④NaOH溶液反应的化学方程式： △
①Si＋2F2=====SiF4；
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△
②Si＋2Cl2=====SiCl4； ③Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑； ④Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 3．高纯硅的制法 (1)工艺流程
①焦炭②Cl2③H2
石英砂――→粗硅――→SiCl―→高纯硅 4―高温加热高温(2)反应原理
高温①SiO2＋2C=====电炉Si＋2CO↑ (石英砂)(焦炭) (粗硅) △
②Si(粗)＋2Cl2=====SiCl4， 高温
③SiCl4＋2H2=====Si(纯)＋4HCl。 (二)二氧化硅
二氧化硅晶体是硅原子和氧原子以共价键结合形成的立体网状的原子晶体。 1．物理性质
SiO2晶体的硬度大，熔、沸点高，不导电，不溶于水。 2．化学性质
Si—O键的键能很大，因而化学性质十分稳定。 (1)与碱性氧化物、强碱等反应： 高温
SiO2＋CaO=====CaSiO3 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
盛放碱溶液的试剂瓶常用橡皮塞，不能用玻璃塞。 (2)与弱酸HF的反应：
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(氢氟酸腐蚀玻璃) (3)氧化性：
高温
SiO2＋2C=====Si＋2CO↑ 3．用途
制造光导纤维、光学仪器、玻璃原料和建筑材料等。 (三)硅酸、硅酸盐 1．硅酸
(1)性质：不溶于水，酸性比碳酸弱，不能使指示剂变色，是一种白色粉末状固体。 Na2SiO3＋CO2＋2H2O===Na2CO3＋H4SiO4↓
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H4SiO4===H2SiO3＋H2O
△
H2SiO3=====SiO2＋H2O(受热分解) H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O
(2)制法：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓ 2．硅酸盐
硅酸盐多数不溶于水，其种类很多，结构也很复杂，是构成矿物、岩石的主要成分。 (1)硅酸钠(泡花碱)：水溶液俗名水玻璃，是一种矿物质。
木材和织物用水玻璃浸泡后既可防腐又不易着火。浸过水玻璃的鲜蛋可长期保存，水玻璃还可用作软水剂、洗涤剂和制肥皂的填料，也是制硅胶和分子筛的原料。 (2)组成表示法
因硅酸盐的种类很多，结构复杂，通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成。例如，硅酸钠(Na2SiO3)：Na2O·SiO2；高岭土[Al2(Si2O5)(OH)4]：Al2O3·2SiO2·2H2O。 改写的一般方法：
氧化物的顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水；氧化物前系数配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数。 (四)无机非金属材料
材料按其组成可分为四类：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。 1．传统无机非金属材料
水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料：
产品 设备 原料 水泥 水泥回转窑 石灰石、黏土 玻璃 玻璃窑 纯碱、石灰石、石英 高温SiO2＋Na2CO3=====CO2↑＋反应原理 复杂的物理、化学变化 高温Na2SiO3、SiO2＋CaCO3=====CO2↑＋CaSiO3 3CaO·SiO2、CaO·SiO2、3CaO·Al2O3 复杂的物理、化学变化 陶瓷 —— 黏土 主要成分 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 ____ 2.新型无机非金属材料
主要特性：能承受高温、高强度；具有电学、光学特性；具有生物功能。
(1)高温结构陶瓷：主要指具有一定强度、硬度、韧性等机械性能的各种材料。如氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷等，在工业、国防上有重要的应用。
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(2)光导纤维：简称光纤，是一种能高质量传导光的玻璃纤维。用于通信、医疗、信息处理、遥感测控、照明等。
正误判断，正确的打“√”，错误的打“×” (1)二氧化硅可用于制造玻璃(√)
(2016·浙江10月选考，6B)
(2)盛放氢氧化钠溶液的玻璃瓶，可以使用橡胶塞或玻璃塞(×)
(2016·浙江10月选考，10D)
(3)可用超纯硅制造的单晶硅来制造芯片(√)
(2015·浙江10月选考，19B)
备考导向 硅及其化合物在高考中以选择题的形式出现，主要考查知识点集中在三个方面：一是硅、二氧化硅、硅酸盐的用途，二是硅及其化合物的性质，三是硅及其化合物的制备。复习时应熟记它的性质和用途。
题组一 硅及其化合物的性质、用途
1．(2017·台州高三期末质评)下列物质中，主要成分不是硅酸盐的是( ) A．陶瓷 C．玻璃 答案 B
2．(2017·宁波九校联考)下列有关硅及其化合物的说法不正确的是( ) A．玻璃和陶瓷的主要成分都是硅酸盐
B．利用高纯硅可以制成光电池，将光能直接转化为电能 高温
C．工业上利用下列反应可制得粗硅：SiO2＋C=====Si＋CO2↑
D．硅酸钠溶液俗称“水玻璃”，长期露置在空气中会生成乳白色凝胶状沉淀 答案 C
解析 本题考查硅及其化合物的性质。A项，玻璃、水泥和陶瓷属于三大硅酸盐工业产品，正确；B项，硅属于光敏半导体材料，能将光能直接转化为电能，正确；C项，C与SiO2反应生成Si和CO，错误；D项，Na2SiO3与CO2和H2O反应生成H2SiO3乳白色胶状沉淀，正确。 3．(2017·衢州二中高二期中)下列关于SiO2和CO2的叙述不正确的是( ) A．都是共价化合物
B．SiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨
B．大理石 D．水泥