典例1:下列有关硅的叙述中,正确的是
A.硅只有在高温下才能跟氢气起化合反应。
B.硅是构成矿物和岩石的主要元素,硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位。
C.硅的化学性质不活泼,在常温下不与任何物质反应。
D.硅在电子工业中,是最重要的半导体材料。
研析:A正确 因为硅的化学性质稳定,常温下除了少数物质外,它不易与其他物质如氢气、氧气、氯气等反应。B不正确 氧元素在地壳中的含量居第一位。C不正确 硅的化学性质不活泼,但可与F2、HF和强碱等反应。D 正确 硅是常温下化学性质稳定的半导体材料,广泛应用于计算机技术领域。
答案:A、D
典例2:有科学家提出硅是"21世纪的能源"、"未来的石油"的观点。假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用,下列关于其有利因素的说法中,你认为不妥的是
A.便于运输、储存,从安全角度考虑,硅是最佳的燃料
B.自然界的含硅化合物易开采
C.硅燃烧放出的热量大,燃烧产物对环境污染程度低且容易有效控制
D.自然界中存在大量单质硅
研析:有些燃料,如氢气具有发热量大,无污染等优点,但从运输、储存角度就不如硅了,硅是固体、常温下性质稳定,是非常安全的;另外,硅在自然界存在广泛,硅化合物易开采,其燃烧产物为SiO2,对环境污染程度低。但需注意的是,自然界没有游离态的硅,因此,D是错误的。
答案:D
研习点2 二氧化硅与光导纤维
1、二氧化硅的存在
二氧化硅广泛存在与自然界中,天然二氧化硅叫硅石。石英的主要成分为二氧化硅晶体,透明的石英晶体叫做水晶,含有有色杂质的石英晶体叫做玛瑙。另外二氧化硅也是构成岩石的重要成分。
2、二氧化硅的物理性质
纯净的二氧化硅晶体呈无色,熔点高,硬度大,不溶于水,也不溶于其他一般的溶剂。
3、二氧化硅的化学性质
(1)二氧化硅是一种酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性
①二氧化硅在常温时可以与碱溶液缓慢反应生成盐和水:SiO2+ 2NaOH = Na2SiO3 + H2 O
②二氧化硅在高温下可与碱性氧化物反应:SiO2 + CaO CaSiO3
(2)特性
①SiO2不溶于水,也不与水反应。
②二氧化硅在常温下与氢氟酸反应: Si O2+4HF = SiF4↑+2H2O
③二氧化硅中的硅为+4价,具有弱的氧化性,如在高温时,二氧化硅中的硅可以被碳置换出来。
思考:1.如何制取硅酸? 2.保存氢氟酸、NaOH溶液时应该注意什么问题?
提示:1.不能通过SiO2与H2O反应的方法来制取其对应的水化物--硅酸(H2SiO3).制取H2SiO3的方法如下: Na2SiO3 + 2HCl =2NaCl + H2SiO3↓或 Na2SiO3 + CO2 + H2O =Na2CO3 + H2SiO3↓[硅酸(H2SiO3)不溶于水,其酸性比H2CO3还弱。]
2.氢氟酸不能保存在玻璃瓶中,应保存在塑料瓶中。NaOH 溶液不能保存在玻璃塞的玻璃瓶中,应保存在橡胶塞的玻璃瓶中或塑料瓶中。
4、SiO2与CO2的比较
CO2 SiO2 与碱性氧化物反应 CaO+CO2CaCO3 CaO+SiO2CaSiO3