5.3.2 硅、二氧化硅、新型陶瓷与纳米材料-（考点梳理）【考点精准练】2021-2022学年高一化学同步精品讲义（人教版2019必修第二册）（原卷版）

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5.3.2 硅、二氧化硅、新型陶瓷与纳米材料
考点 1 硅
1、硅单质的存在形式与结构：
2、硅的性质：
（1）物理性质:
色态：有金属光泽的灰黑色固体。（有金属光泽但不是金属）
熔点高(1410 )℃硬度大、有脆性。
导电性：介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料。
（2）化学性质
硅原子最外层有 4个电子,得失电子都较难,常温下,化学性质不活泼。
①常温下,除与 F2、氢氟酸和强碱溶液反应外,硅不与其他物质(如强酸和强氧化剂)反
应。
与F2反应：
Si+2F2=SiF4
与氢氟酸反应：
Si+4HF=SiF4↑+2H2↑
与强碱反应：
Si+2NaOH+2H2O=Na2SiO3+2H2↑
Si 是能与 NaOH 反应放出氢气的的非金属单质，Al 是能与碱放出氢气的金属单质，主
观题可以此为突破口来解答。
②加热时，硅可以与氧气、氯气、碳等发生化合反应。
与氧气反应：
Si+O2SiO2
与氯气反应：
Si+2Cl2SiCl4
与碳反应：
Si+C SiC
（3）硅单质的制备：
第一步：
Si+2C Si(粗硅)+2CO↑
第二步：
Si+3HCl SiHCl3+H2
第三步：
考点梳理
SiHCl3+H2Si(高纯硅)+3HCl
（4）硅的用途：
高纯硅可以用来作半导体材料,可以制成计算机、通信设备和家用电器等的芯片,以及光
伏电站、人造卫星和电动汽车等的硅太阳能电池,高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术
等领域。
考点 2 二氧化硅
1、二氧化硅的存在：
2、二氧化硅结构：
3、二氧化硅的物理性质：
纯净的二氧化硅是无色透明的、熔沸点高、硬度大、不导电、不溶于水。
4、二氧化硅的化学性质：
（1）稳定性：
二氧化硅化学性质不活泼，通常情况下不与水、酸（氢氟酸除外）反应。
（2）酸性氧化物的通性：
与碱反应：
SiO2+2NaOH=NaSiO3+H2O
与碱性氧化物反应：
SiO2+CaO CaSiO3
注意：氢氧化钠不可以用磨口玻璃瓶保存，同时石英坩埚不可加热或融化氢氧化钠。
（3）弱氧化性：
SiO2+C Si+2CO↑
（4）与某些盐反应：
SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑
SiO2+Na2CO3NaSiO3+CO2↑
硅酸的酸性弱于碳酸，但是二氧化硅在高温下却可以与碳酸盐反应，是因为该反应不
在水溶液中进行，生成的二氧化碳离开反应体系，会促进反应的进行（遵循高沸点物质制
取低沸点物质的原理）。
（5）特殊性（与氢氟酸反应）：
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
5、二氧化硅的用途：
（1）主要成分是二氧化硅的沙子是建筑的主要材料。
（2）纯净的二氧化硅现代光学与光纤制品的基本原料，水晶可以制造电子工业里的重要部
件。
（3）石英、玛瑙是制造工艺饰品的原材料。
考点 3 新型陶瓷与纳米材料
1、新型陶瓷
（1）组成：
新型陶瓷组成上不在局限于传统硅酸盐，组要成分由碳化硅（金刚砂）、氮化硅、钛酸盐、
锆酸盐等。
（2）种类：
金刚砂、高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、超导陶瓷等。
（3）用途：
在光学、热学、电学磁学方面发挥重要作用。
2、碳纳米材料
（1）组成：
由碳原子通过不同的排列组合方式形成的材料。
（2）种类：
富勒烯、碳纳米管、石墨烯等。
（3）用途：
在医药、能源、信息方面有广阔的应用前景。
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