《2025年高中总复习优化设计高中化学》

1. 硅单质的性质和用途

存在：在自然界中主要以硅酸盐和氧化物的形式存在
化学性质
与非金属单质反应
$F_2$：$Si + 2F_2 = SiF_4$
$Cl_2$：$Si + 2Cl_2 \xlongequal{\triangle} SiCl_4$
与强碱($NaOH$)反应：${Si + 2NaOH + H_{2}O -＞ Na_{2}SiO_{3} + 2H_{2} \uparrow}$
与氢氟酸反应：$Si + 4HF = SiF_4↑ + 2H_2↑$
主要用途：良好的半导体材料；光太阳能电池；计算机芯片等

答案： 1.硅酸盐 氧化物 ${Si + 2NaOH + H_{2}O -＞ Na_{2}SiO_{3} + 2H_{2} \uparrow}$ 半导体

2. 二氧化硅的性质和用途

物理性质：难溶于水，熔点____，硬度____
化学性质
酸性氧化物
$NaOH$：$SiO_2 + 2NaOH = Na_2SiO_3 + H_2O$
$Na_2CO_3$：$SiO_2 + Na_2CO_3 \xlongequal{高温} Na_2SiO_3 + CO_2↑$
氧化性(与$C$反应)：$SiO_2 + 2C \xlongequal{高温} Si + 2CO↑$
特性(溶于氢氟酸)：________________________
主要用途：制取高纯硅；生产光导纤维

答案： 2.高 大 ${SiO_{2} + 4HF -＞ SiF_{4} \uparrow + 2H_{2}O}$

例1(2024·湖南怀化高三模拟)下列关于硅及其化合物的叙述错误的是(D)

A.硅是良好的半导体材料
B.二氧化硅属于酸性氧化物
C.硅酸的酸性比碳酸的酸性弱
D.常温下，硅的化学性质不活泼，不与任何物质反应

答案： 例1 D 解析 硅是良好的半导体材料，故A正确；二氧化硅能与强碱反应生成盐和水，是酸性氧化物，故B正确；非金属性：${Si ＜ C}$，硅酸的酸性比碳酸弱，故C正确；常温下，硅的化学性质不活泼，但硅可与氢氧化钠溶液和氢氟酸反应，故D错误。

[对点训练1] 2023年5月30日，“神舟十六号”载人飞船在我国酒泉卫星发射中心成功发射，飞船使用了我国自主研发和生产的航天芯片，其中芯片全为我国制造，制作芯片的刻蚀液为硝酸与氢氟酸的混合液，工艺涉及反应为$Si + HNO_3 + 6HF = H_2SiF_6 + HNO_2 + H_2↑ + H_2O$，下列说法错误的是(B)

A.此反应不能在玻璃容器中进行
B.由此反应可判断氢氟酸是强酸
C.氧化性：$HNO_3 ＞ H_2SiF_6$
D.标准状况下，生成$1.12L H_2$时，转移电子的物质的量为$0.2mol$

答案： 对点训练1 B 解析 氢氟酸能腐蚀玻璃，此反应不能在玻璃容器中进行，A正确；该反应为氧化还原反应，不能由此反应判断氢氟酸是强酸，HF是弱酸，B错误；氧化剂的氧化性大于氧化产物，则氧化性：${HNO_{3} ＞ H_{2}SiF_{6}}$，C正确；据关系式${Si～HNO_{3}～H_{2}SiF_{6}～HNO_{3}～H_{2}～4e^{-}}$，则标准状况下，生成$1.12\ {L}\ {H2}$（$0.05\ {mol}$）时，转移电子的物质的量为$0.2\ {mol}$，D正确。

例2 高纯度晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料。它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。可以按下列方法制备：
$SiO_2 \xrightarrow[高温]{①C} Si(粗) \xrightarrow[300℃]{②HCl} SiHCl_3 \xrightarrow[1000～1100℃]{③过量H_2} Si(纯)$
下列说法不正确的是(A)

A.步骤①的化学方程式为$SiO_2 + C \xlongequal{高温} Si + CO_2↑$
B.步骤①中每生成$1mol Si$，转移$4mol$电子
C.高纯硅是制造太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料
D.$SiHCl_3$(沸点$33.0℃$)中含有少量的$SiCl_4$(沸点$67.6℃$)，通过蒸馏(或分馏)可提纯$SiHCl_3$

答案： 例2 A 解析 二氧化硅高温下与C反应生成CO气体，即步骤①的化学方程式为${SiO_{2} + 2C \xlongequal{高温} Si + 2CO \uparrow}$，A错误；步骤①中Si的化合价由+4价降低到0价，故生成$1\ {mol}\ {Si}$时转移电子$4\ {mol}$，B正确；高纯硅是半导体，是制造集成电路、太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料，C正确；${SiHCl_{3}}$和${SiCl_{4}}$的沸点相差$30\ {^{\circ}C}$以上，两种液体可以采用蒸馏的方法分离，D正确。