人教版易错点12 硅元素及其化合物-备战2023年高考化学考试易错题（解析版）.docx

易错点12 硅元素及其化合物
易错题【01】硅及其化合物的性质
(1)自然界中无游离态的硅，通常原子晶体不导电，但硅是很好的半导体材料，是制作光电池的材料。SiO2不导电，是制作光导纤维的材料。
(2)工业上制备粗硅，是用过量的C和SiO2在高温下反应，由于C过量，生成的是CO而不是CO2，该反应必须在隔绝空气的条件下进行。
(3)氢***酸不能用玻璃容器盛放；NaOH溶液能用玻璃试剂瓶，但不能用玻璃塞。
(4)酸性氧化物一般能与水反应生成酸，但SiO2不溶于水；酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能与HF反应。
(5)硅酸盐大多难溶于水，常见可溶性硅酸盐是硅酸钠，其水溶液称为泡花碱或水玻璃，但却是盐溶液。硅胶(mSiO2·nH2O)是一种很好的无毒干燥剂。
(6)H2CO3的酸性大于H2SiO3的，所以有Na2SiO3＋CO2(少量)＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，但高温下Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑也能发生，原因可从两方面解释：①硅酸盐比碳酸盐稳定；②从化学平衡角度，由高沸点难挥发固体SiO2制得低沸点易挥发的CO2气体。
(7)水泥、玻璃与陶瓷是三大传统无机非金属材料；碳化硅、氮化硅等是新型无机非金属材料。
易错题【02】新型无机非金属材料
材料类型
主要特性
示例
用途
高温结构陶瓷
能承受高温，强度高
氮化硅陶瓷
汽轮机叶片、轴承、永久性模具等
半导体陶瓷
具有电学特性
二氧化锡陶瓷
集成电路中的半导体
光学材料
具有光学特性
光导纤维
光缆通讯、医疗、照明等
生物陶瓷
具有生物功能
氧化铝陶瓷
人造骨骼、人造关节、接骨螺钉
易错题【03】常考非金属及其化合物的性质与用途的对应关系
重要性质
主要用途
①
硅是常用半导体材料
用于制造芯片、硅太阳能电池
②
SiO2导光性能强、抗干扰性能好
用于生产光导纤维
③
二氧化硫与O2反应
用作葡萄酒中食品添加剂
④
液氨汽化时吸收大量的热
用作制冷剂
⑤
氢***酸与玻璃中SiO2反应
用氢***酸刻蚀玻璃工艺
⑥
次***酸盐（如NaClO等）
具有强氧化性
用于漂白棉、麻、纸张等
⑦
硫酸钡难溶于水和盐酸
医疗上用作“钡餐”
易错题【03】
（1）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；单晶硅为原子晶体，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2Si原子，含Si-Si键数为3。
（2）二氧化硅是直接由原子构成的原子晶体，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12个环共有，每个O原子被4个环共有，每个Si-O键被4个环共有，Si原子数与O原子数之比为1：2。二氧化硅不溶于水，熔沸点和硬度高于分子晶体干冰。
典例分析
例1、陶瓷是火与土的结晶，是中华文明的象征之一，其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是
A．实验室熔融烧碱时，不可选用陶瓷坩埚
B．闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成
C．陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是二氧化硅
D．陶瓷化学性质稳定，具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点
C【解析】A．陶瓷含有二氧化硅，烧碱为氢氧化钠，能够与陶瓷中的二氧化硅反应，熔融烧碱不能选用玻璃坩埚，故A正确；
B．陶瓷的传统概念是指所有以黏土等无机非金属矿物为原材料，经过高温烧制而成的产品，闻名世界的秦兵马俑是陶制品，由黏土经高温烧结而成，故B正确；
C．陶瓷由黏土经高温烧结而成，主要化学成分是硅酸盐，在新石器时代就已经开始使用，应用较早，故C错误；
D．硅酸盐材料的化学性质不活泼，具有耐酸碱腐蚀，抗氧化等有点，故D正确。
例2、晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si+3HCl=SiHCl3+H2
③SiHCl3与过量H2在1 100 ℃反应制得纯硅，已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。
请回答下列问题：
(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为_____。 
(2)粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点-84.7 ℃)，提纯SiHCl3采用的方法为_____。