考点13 硅及其化合物（核心考点精讲精练）-备战2024年高考化学一轮复习考点帮（新高考专用）

1．3年真题考点分布 年份 卷区 考点分布 硅的制备、性质及用途 二氧化硅的性质及用途 硅酸盐性质及用途 综合应用 2023 江苏 广东 √ √ 山东 √ 湖北 √ 辽宁 √ √ 2022 全国 √ 湖北 √ 河北 √ 广东 √ √ 辽宁 √ 江苏 √ 湖南 √ 浙江 √ 2021 重庆 √ 福建 √ 2．命题规律及备考策略 【命题规律】近3年新高考卷对于该专题主要考查： 1．硅及其化合物的性质及应用 2．硅酸盐材料与新型无机非金属材料 【备考策略】熟练掌握硅及其化合物之间的转化关系，熟悉各物质的特特殊性质及其应用；明确元素化合物和化学反应原理、物质结构和性质之间的联系。关注生活中的合金，了解其应用。 【命题预测】高考对本部分内容的考查以硅及其化合物的性质、硅酸盐材料在日常生活、生产中的应用为主，高考题型有选择题、实验题、化学工艺流程题等。尤其是以硅及其化合物的性质及用途是考查的热点。 考法1 硅和二氧化硅 1、硅 (1)原子和晶体结构：硅元素的原子序数为14，基态原子的简化电子排布式为[Ne] 3s23p2，核外电子的空间运动状态有7种，不成对电子数有2种；单晶硅为_________晶体，晶体中每个Si原子以sp3杂化，分别与4个相邻的Si 原子形成4个σ键，Si原子的配位数为4，晶体中最小的环是6元环，1个环中平均含有0.5个Si原子，含Si-Si键数为1。 （2）物理性质：晶体硅为原子晶体，灰黑色、有金属光泽、硬度大而脆、熔沸点高，导电性介于导体和绝缘体之间，是常用的半导体材料。金刚石、晶体硅、碳化硅中熔点从高到低的顺序是金刚石、碳化硅、晶体硅。 （3）化学性质：常温下化学性质不活泼，只能跟F2、HF和NaOH溶液反应，在高温条件下，单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。 条件 化学反应 化学方程式 常温 跟F2反应 ___________________________ 跟HF反应 ___________________________ 跟NaOH溶液反应 ___________________________ 高温 跟O2反应 ___________________________ 跟Cl2反应 ___________________________ （4）用途：太阳能电池、计算机芯片、半导体材料、制作特种钢及合金等。 （5）制备：自然界中无游离态的硅，工业上，用C在高温下还原SiO2可制得粗硅，有关反应的化学方程式： SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑，Si(粗)＋2Cl2SiCl4，SiCl4＋2H2Si(纯)＋4HCl。 2、二氧化硅 （1）空间结构：二氧化硅是直接由原子构成的_________晶体，晶体中Si原子均以sp3杂化，分别与4个O原子成键，每个O原子与2个Si原子成键，晶体中的最小环为12元环，其中有6个Si原子和6个O原子，含有12个Si-O键；每个Si原子被_________个环共有，每个O原子被6个环共有，每个Si-O键被6个环共有，Si原子数与O原子数之比为1：2。 （2）物理性质：熔点高，硬度大，不溶于水。 （3）化学性质：SiO2常温下化学性质很不活泼，不与水、酸反应（_________除外），能与强碱溶液、氢氟酸反应，高温条件下可以与碱性氧化物反应。 化学反应 化学方程式 相关应用 与强碱反应 SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O SiO2能与强碱溶液生成的硅酸钠具有粘性，所以不能用带磨口玻璃塞试剂瓶存放碱性溶液，避免Na2SiO3将瓶塞和试剂瓶粘住，打不开，碱性溶液存放应用橡皮塞 与氢氟酸反应 __________________ 利用此反应，氢氟酸能刻蚀玻璃；氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放，应用塑料瓶 与碱性氧化物反应 SiO2＋CaOCaSiO 与某些盐类反应 SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑ SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑ 之所以能够如此反应，原因是高温条件下，产物CO2容易从反应体系中逃逸，使反应向正方面进行 （4）用途：石英可用于制作石英表和石英玻璃；石英砂常用作制薄玻璃和建筑材料；水晶常用来制造电子部件、光学仪器、工艺品和眼镜片等；玛瑙用于制造精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品；SiO2被用于制造高性能的现代通讯材料——_________。 【典例1】（202