1. 光纖通信是一種現(xiàn)代化的通信手段，它可以提供大容量、高速度、高質(zhì)量的通信服務(wù)。目前，我國(guó)正在大力建設(shè)高質(zhì)量的寬帶光纖通信網(wǎng)絡(luò)，即信息高速公路。光纖通信所使用的光纜，其主要部件為光導(dǎo)纖維。下列說(shuō)法正確的是(　 )

①制造光導(dǎo)纖維的主要原料是CaCO₃；②制造光導(dǎo)纖維的主要原料是SiO₂；③光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)的基本物理原理是光的全反射；④光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)的基本物理原理是光的折射

A．①④　　　 　　 B．②③　　　 　　　　　　　　 C．①③　　　 　　　　　　　　 D．②④

4、用途：光導(dǎo)纖維、瑪瑙飾物、石英坩堝、水晶鏡片、石英鐘、儀器軸承、玻璃和建筑材料等。

要點(diǎn)導(dǎo)悟

重難點(diǎn)一 碳和硅的比較

	碳	硅
原子結(jié)構(gòu)示意圖
物理性質(zhì)		晶體硅是灰黑色、有金屬光澤、硬而脆的固體。硅和鍺是重要的半導(dǎo)體材料
化學(xué)性質(zhì)	在高溫和點(diǎn)燃下有強(qiáng)還原性 　 2C + O2 　　　　2CO 　　　　 C + O2　　　　　 CO2　 3C + Fe2O3 　2Fe + 3CO↑	①加熱條件下，能跟一些非金屬單質(zhì)起反應(yīng)。 　　　 Si + O2 　SiO2　　　　　　　　 　　　 Si + 2H2 　SiH4 ②常溫下，不能強(qiáng)酸、強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)，只能與氟氣、氫氟酸(HF)和燒堿等物質(zhì)反應(yīng)。 Si + 2F2 == SiF4　　　　　　　　　　 Si + 4HF==SiF4 +H2↑ Si + 2NaOH + H2O == Na2SiO3　 + 2H2↑
工業(yè)制法		SiO2 + 2C 　Si + 2CO↑ (焦炭在電爐中還原二氧化硅得到粗硅)粗硅提純后，可以得到可用作半導(dǎo)體材料的高純硅。
用途	作還原劑、吸附劑	①作半導(dǎo)體材料晶體管、集成電路、硅整流器和太陽(yáng)能電池等； ②制合金：含硅4%的鋼具有良好的導(dǎo)磁性--變壓器鐵芯； 含硅15%左右的鋼具有良好的耐酸性--耐酸設(shè)備等。

重難點(diǎn)二 SiO₂與CO₂的比較

	CO2	SiO2
與堿性氧化物反應(yīng)	CaO+CO2CaCO3	CaO+SiO2 CaSiO3
與堿液反應(yīng)	2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O	SiO2+2NaOH =　 Na2SiO3+H­2O
與鹽反應(yīng)	Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓ NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3	2Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑
與碳反應(yīng)	C+CO22CO	2C+SiO2 Si+2CO↑
與H2O作用	CO2+H2O 　H2CO3	不與水化合
與酸反應(yīng)	不反應(yīng)	只與HF反應(yīng) SiO2+4HF=SiF4↑+H2O

典型題解析

例、下列各單質(zhì)和化合物之間有以下的轉(zhuǎn)化關(guān)系，而且各單質(zhì)和化合物組成的元素皆為短周期元素。

根據(jù)上述關(guān)系判斷：

(1)單質(zhì)A可能是_______，這是因?yàn)開(kāi)______________。

(2)單質(zhì)B一定是金屬還是非金屬________，這是因?yàn)開(kāi)__________________。

(3)各化合物的化學(xué)式為：甲________、乙________、丙________、丁________。

要點(diǎn)提示：本題是元素及化合物推斷題，解題的突破口是短周期內(nèi)元素的單質(zhì)A與NaOH溶液反應(yīng)生成氫氣C的元素可能是Al和Si，而產(chǎn)生的化合物乙與過(guò)量鹽酸溶液反應(yīng)，生成的化合物丁能兩次失去化合物丙生成化合物甲，則進(jìn)一步推斷出A單質(zhì)不是金屬Al，而只能是Si。又由于單質(zhì)A和化合物甲都能跟NaOH溶液反應(yīng)，都生成化合物乙(Na₂SiO₃)，只不過(guò)A的另一種產(chǎn)物是氫氣，而化合物甲的另一種產(chǎn)物為化合物丙，丙又可通過(guò)氫氣與單質(zhì)B反應(yīng)生成，故單質(zhì)B為O₂，其它的各種化合物也就能推出來(lái)了。

答案： (1)硅Si；在短周期內(nèi)，能與NaOH溶液反應(yīng)放出氫氣的只可能是鋁和硅，但鋁的氫氧化物可溶于過(guò)量鹽酸中，不符合題意；故A只能是單質(zhì)硅。(2)是非金屬，硅只有和氧氣反應(yīng)，才能生成酸性氧化物(SiO₂)與堿液(NaOH溶液)反應(yīng)。(3)甲SiO₂、乙Na₂SiO₃、丙H₂O、丁H₄SiO₄。

練習(xí)

3、化學(xué)性質(zhì)：SiO₂常溫下化學(xué)性質(zhì)很不活潑，不與水、酸反應(yīng)(氫氟酸除外)，能與強(qiáng)堿溶液、氫氟酸反應(yīng)，高溫條件下可以與堿性氧化物反應(yīng)：

①與強(qiáng)堿反應(yīng)：SiO₂+2NaOH＝Na₂SiO₃+H₂O(生成的硅酸鈉具有粘性，所以不能用帶磨口玻璃塞試劑瓶存放NaOH溶液和Na₂SiO₃溶液，避免Na₂SiO₃將瓶塞和試劑瓶粘住，打不開(kāi)，應(yīng)用橡皮塞)。

②與氫氟酸反應(yīng)[SiO₂的特性]：SiO₂+4HF＝SiF₄↑+2H₂O(利用此反應(yīng)，氫氟酸能雕刻玻璃；氫氟酸不能用玻璃試劑瓶存放，應(yīng)用塑料瓶)。

③高溫下與堿性氧化物反應(yīng)：SiO₂+CaOCaSiO₃

2、物理性質(zhì)：熔點(diǎn)高，硬度大，不溶于水。

1、SiO₂的空間結(jié)構(gòu)：立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，SiO₂直接由原子構(gòu)成，不存在單個(gè)SiO₂分子。

4、硅的制備：工業(yè)上，用C在高溫下還原SiO₂可制得粗硅。

SiO₂+2C＝Si(粗)+2CO↑　　 Si(粗)+2Cl₂＝SiCl₄　　 SiCl₄+2H₂＝Si(純)+4HCl

3、用途：太陽(yáng)能電池、計(jì)算機(jī)芯片以及半導(dǎo)體材料等。

2、化學(xué)性質(zhì)：

①常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑，只能跟F₂、HF和NaOH溶液反應(yīng)。

Si+2F₂＝SiF₄　 　　Si+4HF＝SiF₄↑+2H₂↑　　 Si+2NaOH+H₂O＝Na₂SiO₃+2H₂↑

②在高溫條件下，單質(zhì)硅能與O₂和Cl₂等非金屬單質(zhì)反應(yīng)。

Si+O₂SiO₂　　　 Si+2Cl₂SiCl₄

1、物理性質(zhì)：有金屬光澤的灰黑色固體，熔點(diǎn)高，硬度大。

12、(1)SiO₂ 　(2)CO

　　　　 　　　　　　高溫

(3)C + H₂O==CO + H₂

　　　　 　　　　　點(diǎn)燃

(4)2H₂ + O₂ ==2H₂O