1. 光纤通信是一种现代化的通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务。目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络，即信息高速公路。光纤通信所使用的光缆，其主要部件为光导纤维。下列说法正确的是(　 )

①制造光导纤维的主要原料是CaCO₃；②制造光导纤维的主要原料是SiO₂；③光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的全反射；④光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的折射

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

4、用途：光导纤维、玛瑙饰物、石英坩埚、水晶镜片、石英钟、仪器轴承、玻璃和建筑材料等。

要点导悟

重难点一 碳和硅的比较

	碳	硅
原子结构示意图
物理性质		晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。硅和锗是重要的半导体材料
化学性质	在高温和点燃下有强还原性 　 2C + O2 　　　　2CO 　　　　 C + O2　　　　　 CO2　 3C + Fe2O3 　2Fe + 3CO↑	①加热条件下，能跟一些非金属单质起反应。 　　　 Si + O2 　SiO2　　　　　　　　 　　　 Si + 2H2 　SiH4 ②常温下，不能强酸、强氧化性酸反应，只能与氟气、氢氟酸(HF)和烧碱等物质反应。 Si + 2F2 == SiF4　　　　　　　　　　 Si + 4HF==SiF4 +H2↑ Si + 2NaOH + H2O == Na2SiO3　 + 2H2↑
工业制法		SiO2 + 2C 　Si + 2CO↑ (焦炭在电炉中还原二氧化硅得到粗硅)粗硅提纯后，可以得到可用作半导体材料的高纯硅。
用途	作还原剂、吸附剂	①作半导体材料晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池等； ②制合金：含硅4%的钢具有良好的导磁性--变压器铁芯； 含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性--耐酸设备等。

重难点二 SiO₂与CO₂的比较

	CO2	SiO2
与碱性氧化物反应	CaO+CO2CaCO3	CaO+SiO2 CaSiO3
与碱液反应	2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O	SiO2+2NaOH =　 Na2SiO3+H­2O
与盐反应	Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓ NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3	2Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑
与碳反应	C+CO22CO	2C+SiO2 Si+2CO↑
与H2O作用	CO2+H2O 　H2CO3	不与水化合
与酸反应	不反应	只与HF反应 SiO2+4HF=SiF4↑+H2O

典型题解析

例、下列各单质和化合物之间有以下的转化关系，而且各单质和化合物组成的元素皆为短周期元素。

根据上述关系判断：

(1)单质A可能是_______，这是因为_______________。

(2)单质B一定是金属还是非金属________，这是因为___________________。

(3)各化合物的化学式为：甲________、乙________、丙________、丁________。

要点提示：本题是元素及化合物推断题，解题的突破口是短周期内元素的单质A与NaOH溶液反应生成氢气C的元素可能是Al和Si，而产生的化合物乙与过量盐酸溶液反应，生成的化合物丁能两次失去化合物丙生成化合物甲，则进一步推断出A单质不是金属Al，而只能是Si。又由于单质A和化合物甲都能跟NaOH溶液反应，都生成化合物乙(Na₂SiO₃)，只不过A的另一种产物是氢气，而化合物甲的另一种产物为化合物丙，丙又可通过氢气与单质B反应生成，故单质B为O₂，其它的各种化合物也就能推出来了。

答案： (1)硅Si；在短周期内，能与NaOH溶液反应放出氢气的只可能是铝和硅，但铝的氢氧化物可溶于过量盐酸中，不符合题意；故A只能是单质硅。(2)是非金属，硅只有和氧气反应，才能生成酸性氧化物(SiO₂)与碱液(NaOH溶液)反应。(3)甲SiO₂、乙Na₂SiO₃、丙H₂O、丁H₄SiO₄。

练习

3、化学性质：SiO₂常温下化学性质很不活泼，不与水、酸反应(氢氟酸除外)，能与强碱溶液、氢氟酸反应，高温条件下可以与碱性氧化物反应：

①与强碱反应：SiO₂+2NaOH＝Na₂SiO₃+H₂O(生成的硅酸钠具有粘性，所以不能用带磨口玻璃塞试剂瓶存放NaOH溶液和Na₂SiO₃溶液，避免Na₂SiO₃将瓶塞和试剂瓶粘住，打不开，应用橡皮塞)。

②与氢氟酸反应[SiO₂的特性]：SiO₂+4HF＝SiF₄↑+2H₂O(利用此反应，氢氟酸能雕刻玻璃；氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放，应用塑料瓶)。

③高温下与碱性氧化物反应：SiO₂+CaOCaSiO₃

2、物理性质：熔点高，硬度大，不溶于水。

1、SiO₂的空间结构：立体网状结构，SiO₂直接由原子构成，不存在单个SiO₂分子。

4、硅的制备：工业上，用C在高温下还原SiO₂可制得粗硅。

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

3、用途：太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料等。

2、化学性质：

①常温下化学性质不活泼，只能跟F₂、HF和NaOH溶液反应。

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

②在高温条件下，单质硅能与O₂和Cl₂等非金属单质反应。

Si+O₂SiO₂　　　 Si+2Cl₂SiCl₄

1、物理性质：有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大。

12、(1)SiO₂ 　(2)CO

　　　　 　　　　　　高温

(3)C + H₂O==CO + H₂

　　　　 　　　　　点燃

(4)2H₂ + O₂ ==2H₂O