硅、氯及其化合物2015-12-23技术总结.doc

1 硅、*** ,有金属光泽,硬而脆,熔、沸点高,良好半导体结构晶体硅的结构类似于金刚石化学性质常温下性质很稳定, 但: ⑴ Si+2F 2 =SiF 4⑵ Si+4HF=SiF 4↑+2H 2↑⑶ Si+2NaOH+H 2 O=Na 2 SiO 3 +2H 2↑加热时: ⑴ Si+O 2△ SiO 2⑵ Si+2H 2 高温 SiH 4 (不稳定) 工业制法 SiO 2 +2C 高温 Si+2CO ↑( SiO 2 +3C 高温 SiC+2CO ↑) ( 粗硅) (金刚砂) Si+2Cl 2 加热 SiCl 4 SiCl 4 +2H 2 高温 4HCl+Si ( 粗硅)( 高纯硅) 用途半导体材料,还可制成太阳能电池和各种硅的合金 2. 二氧化硅物理性质熔、沸点高,硬度大,水晶为无色透明晶体,不溶于水结构 1 个硅原子与 4 个氧原子以 4 个共价键相结合,1 个氧原子与 2 个硅原子相结合, 形成空间网状结构的原子晶体化学性质酸性氧化物的通性: ⑴ SiO 2 +CaO 高温 CaSiO 3⑵ SiO 2 +2NaOH=Na 2 SiO 3+H 2O ⑶ SiO 2+ CaCO 3 高温 CaSiO 3 +CO 2↑弱氧化性: SiO 2 +2C 高温 Si+2CO ↑特性: SiO 2 +4HF=SiF 4↑+2H 2O 用途制造光导纤维;制造耐高温的化学仪器、计时器(石英玻璃) ;制造光学仪器、工艺品、眼镜片(水晶) ;制造精密仪器轴承、耐磨器皿、装饰品(玛瑙) 关注:高纯硅的制备【例 1】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粗硅与干燥的 HCl 气体反应制得 SiHCl 3: Si+ 3HCl 高温 SiHCl 3+H 2③ SiHCl 3 与过量 H 2在1 000 ~1 100 ℃反应制得纯硅。已知 SiHCl 3 能与 H 2O 强烈反应,在空气中易自燃。请回答下列问题: ⑴第①步制备粗硅的化学反应方程式为: 。⑵粗硅与 HCl 反应完全后,经冷凝得到的 SiHCl 3(沸点 ℃) 中含有少量 SiCl 4(沸点 ℃)和 HCl( 沸点- ℃), 提纯 SiHCl 3 采用的方法为。⑶用 SiHCl 3 与过量 H 2 反应制备纯硅的装置如下图( 热源及夹持装置略去): ①装置 B 中的试剂是,装置 C 中的烧瓶需要加热,其目的是: 。 2 ②反应一段时间后, 装置 D 中观察到的现象是, 装置 D 不能采用普通玻璃管的原因是,装置 D 中发生反应的化学方程式为。③为保证制备纯硅实验的成功, 操作的关键是检查实验装置的气密性, 控制好反应温度以及。④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需再加入的试剂( 填写字母代号)是。 a .碘水 b .***水 c. NaOH 溶液 d. 溶液【解析】分离沸点不同的液体方法就是分馏;根据题干“ SiHCl 3 能与 H 2O 强烈反应,在空气中易自燃”可知道 H 2 的作用之一就是排尽装置内的空气, 防止 SiHCl 3 自燃, 而此 H 2 必须是干燥的可知 B 的作用就是干燥H 2 ,所以选用浓 H 2 SO 4 。由于通入 D 中应是