4、用途：光导纤维、玛瑙饰物、石英坩埚、水晶镜片、石英钟、仪器轴承、玻璃和建筑材料等。
要点导悟
重难点一 碳和硅的比较
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碳 |
硅 |
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原子结构示意图 |
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物理性质 |
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晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。硅和锗是重要的半导体材料 |
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化学性质 |
在高温和点燃下有强还原性
2C + O2 2CO
C + O2 CO2 3C + Fe2O3
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①加热条件下，能跟一些非金属单质起反应。 Si + O2  SiO2
Si + 2H2  SiH4②常温下，不能强酸、强氧化性酸反应，只能与氟气、氢氟酸(HF)和烧碱等物质反应。 Si + 2F2 == SiF4 Si + 4HF==SiF4 +H2↑ Si + 2NaOH + H2O == Na2SiO3 + 2H2↑ |
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工业制法 |
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SiO2
+ 2C Si + 2CO↑ (焦炭在电炉中还原二氧化硅得到粗硅)粗硅提纯后，可以得到可用作半导体材料的高纯硅。 |
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用途 |
作还原剂、吸附剂 |
①作半导体材料晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池等； ②制合金：含硅4%的钢具有良好的导磁性--变压器铁芯； 含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性--耐酸设备等。 |
重难点二 SiO2与CO2的比较
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CO2 |
SiO2 |
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与碱性氧化物反应 |
CaO+CO2CaCO3 |
CaO+SiO2 CaSiO3 |
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与碱液反应 |
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O |
SiO2+2NaOH =
Na2SiO3+H2O |
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与盐反应 |
Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓ NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3 |
2Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑ |
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与碳反应 |
C+CO22CO |
2C+SiO2 Si+2CO↑ |
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与H2O作用 |
CO2+H2O  H2CO3 |
不与水化合 |
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与酸反应 |
不反应 |
只与HF反应 SiO2+4HF=SiF4↑+H2O |
典型题解析
例、下列各单质和化合物之间有以下的转化关系，而且各单质和化合物组成的元素皆为短周期元素。
根据上述关系判断：
(1)单质A可能是_______，这是因为_______________。
(2)单质B一定是金属还是非金属________，这是因为___________________。
(3)各化合物的化学式为：甲________、乙________、丙________、丁________。
要点提示：本题是元素及化合物推断题，解题的突破口是短周期内元素的单质A与NaOH溶液反应生成氢气C的元素可能是Al和Si，而产生的化合物乙与过量盐酸溶液反应，生成的化合物丁能两次失去化合物丙生成化合物甲，则进一步推断出A单质不是金属Al，而只能是Si。又由于单质A和化合物甲都能跟NaOH溶液反应，都生成化合物乙(Na2SiO3)，只不过A的另一种产物是氢气，而化合物甲的另一种产物为化合物丙，丙又可通过氢气与单质B反应生成，故单质B为O2，其它的各种化合物也就能推出来了。
答案： (1)硅Si；在短周期内，能与NaOH溶液反应放出氢气的只可能是铝和硅，但铝的氢氧化物可溶于过量盐酸中，不符合题意；故A只能是单质硅。(2)是非金属，硅只有和氧气反应，才能生成酸性氧化物(SiO2)与碱液(NaOH溶液)反应。(3)甲SiO2、乙Na2SiO3、丙H2O、丁H4SiO4。
练习
CaSiO3