2019-2020年高三化學 無機非金屬材料的主角 硅復習學案.doc

2019-2020年高三化學 無機非金屬材料的主角 硅復習學案考綱要求1.了解C、Si元素單質及其重要化合物的主要性質及應用。2.了解C、Si元素單質及其重要化合物對環(huán)境質量的影響。3.以新材料、新技術為背景考查C、Si元素及其重要化合物的性質及應用。 基礎知識預習知識點一碳、硅1C、Si單質的存在形態(tài)、物理性質及用途(1)碳在自然界既有_態(tài)又有_態(tài)。碳的同素異形體有_、_、無定形碳、_等。(2)硅在地殼中的含量占第_位，僅次于_，全部以_態(tài)存在，單質硅有_和_形兩種。晶體硅是良好的_材料，在計算機等電子工業(yè)，可用作_、大規(guī)模_等。硅是人類將_能轉化為_能的常用材料，所以硅還用于制造_。2C、Si的化學性質(1)碳單質的化學性質常溫下_(填“不”或“很”)活潑，在高溫條件下有強_性?？扇夹裕?CO22CO、CO2CO2。還原性a與CO2反應的化學方程式：CCO22CO；b與水蒸氣反應的化學方程式：_；c與濃H2SO4反應的化學方程式：_。(2)硅單質的化學性質常溫下化學性質不活潑，但能與_、_、_反應。與燒堿反應的離子方程式：_。加熱時與O2 、Cl2等非金屬單質反應，其化學方程式為_、_。問題思考1.哪些反應體現(xiàn)了單質硅具有一定的金屬性？知識點二碳、硅的氧化物二氧化硅與二氧化碳的性質比較二氧化碳和二氧化硅都是酸性氧化物，其結構和主要性質可比較如下：問題思考2為什么不能用帶玻璃塞的試劑瓶盛放堿液？3SiO2既能和NaOH溶液反應又能和HF溶液反應，一定是兩性氧化物嗎？4.粗硅的制備及提純（用化學方程式表示） 知識點三硅酸、硅酸鹽1硅酸硅酸_溶于水，其酸性比碳酸_，硅酸_(填“能”或“不能”)使紫色石蕊試液變紅色。(1)硅酸不穩(wěn)定，受熱易分解：_。(2)硅酸能與堿溶液反應，如與NaOH溶液反應的化學方程式為：_。(3)硅酸在水中易聚合形成膠體。硅膠吸附水份能力強，常用作_。2硅酸鈉(1)物理性質白色、可溶于水的粉末狀固體，其水溶液俗稱_，有黏性。(2)化學性質水解顯_性。與酸性較硅酸強的酸反應，化學方程式分別為：與鹽酸反應：_。與CO2水溶液反應：_。(3)用途：黏合劑(礦物膠)，耐火阻燃材料。問題思考5反應Na2SiO3H2OCO2=Na2CO3H2SiO3，說明H2CO3的酸性強于H2SiO3。反應Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，能否說明H2SiO3的酸性強于H2CO3？ 3硅酸鹽(1)概念：_的總稱，是構成地殼巖石的主要成分。(2)表示方法：硅酸鹽礦物的成分復雜，多用氧化物的形式表示它們的組成，如硅酸鈉(Na2SiO3)寫成_ _，鉀云母(KH2Al3Si3O12)寫成_。問題思考6硅酸鹽是否以氧化物的形式存在？4傳統(tǒng)無機非金屬材料(1)普通玻璃主要原料：_。生產(chǎn)中主要化學方程式：_。主要成分：_、_、_。(2)普通硅酸鹽水泥主要原料：_、_。主要成分(寫出名稱和化學式)：_合作探究一、碳、硅及其化合物的特性物質一般規(guī)律硅及其化合物特性Si硅還原性大于碳非金屬單質與強堿溶液一般不產(chǎn)生H2非金屬一般不與非氧化性酸反應一般非金屬單質為絕緣體SiO2酸性氧化物一般與水反應生成相應酸酸性氧化物一般不與酸發(fā)生復分解反應“較強酸制較弱酸”是復分解反應的一個規(guī)律，H2CO3酸性大于H2SiO3H2SiO3無機酸一般易溶于水硅酸鹽大多數(shù)硅酸鹽難溶于水典例導悟1下列敘述正確的是()A因為Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，所以硅酸的酸性比碳酸強B碳和硅都是A族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性質相似C二氧化硅既溶于氫氧化鈉溶液又溶于氫氟酸，所以二氧化硅是兩性氧化物D二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反應生成硅酸二、無機非金屬材料的使用無機非金屬材料在日常生活中有廣泛的用途，這些知識大多數(shù)屬于識記知識。除了解前面所講的傳統(tǒng)無機非金屬材料外，還應了解新型無機非金屬材料的種類和用途。材料類別主要特性示例用途高溫結構陶瓷能承受高溫，強度高半導體陶瓷具有電學特性光學材料具有光學特性生物陶瓷具有生物功能典例導悟2下列關于無機非金屬材料的說法中不正確的是()A傳統(tǒng)無機非金屬材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸鹽材料B新型無機非金屬材料雖然克服了傳統(tǒng)無機非金屬材料的缺點，但強度比較差C高溫結構材料具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點D傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材料的主要成分不同高三一輪復習化學檢測學案無機非金屬材料的主角硅1判斷下列說法是否正確：(1)SiO2是酸性氧化物，能與NaOH溶液反應() (2) .二氧化硅是生產(chǎn)光纖制品的基本原料() B水玻璃可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑() (3)可以用Si3N4、Al2O3制作高溫結構陶瓷制品() (4)二氧化硅的分子式是SiO2()3下列關于硅單質及其化合物的說法正確的是()硅是構成一些巖石和礦物的基本元素水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品高純度的硅單質廣泛用于制作光導纖維陶瓷是人類應用很早的硅酸鹽材料A B C D5下列關于硅的說法中，不正確的是()A硅是非金屬元素，晶體硅是灰黑色有金屬光澤的固體B硅的導電性能介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導體材料C硅的化學性質不活潑，常溫下不與任何物質起反應D加熱到一定溫度時，硅能與氯氣、氧氣等非金屬反應4胃舒平主要成分是氫氧化鋁，同時含有三硅酸鎂(Mg2Si3O8nH2O)等化合物。(1)三硅酸鎂的氧化物形式為_。(2)某元素與鋁元素同周期且原子半徑比鎂原子半徑大，該元素離子半徑比鋁離子半徑_(填“大”或“小”)，該元素和鋁元素的最高價氧化物的水化物之間發(fā)生反應的離子方程式為_。(3)Al2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料，其原因是_ 。aAl2O3、MgO和SiO2都不溶于水bAl2O3、MgO和SiO2都是白色固體cAl2O3、MgO和SiO2都是氧化物dAl2O3、MgO和SiO2都有很高的熔點2根據(jù)錫、鉛的主要化合價及其穩(wěn)定性，完成下列填空：(1)錫的2價化合物應具有較強的_性，鉛的4價化合物應具有較強的_性。(2)已知Sn2的還原性比Fe2的還原性強，PbO2的氧化性比Cl2的氧化性強。試寫出下列反應的化學方程式：氯氣與錫共熱：_；氯氣與鉛共熱：_；PbO2與濃鹽酸共熱：_。6.如圖所示物質的轉化關系中，A是一種固體單質，E是一種白色沉淀。請回答下列問題：(1)B的化學式是_，目前B已被用作_的主要原料。(2)B和a溶液反應的離子方程式是_。(3)A和a溶液反應的離子方程式是_。(4)C和過量的鹽酸反應的離子方程式是_。7單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎材料。通常用碳在高溫下還原二氧化硅制得粗硅(含鐵、鋁、硼、磷等雜質)，粗硅與氯氣反應生成四氯化硅(反應溫度450500)，四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得高純硅。以下是實驗室制備四氯化硅的裝置示意圖。相關信息如下：a四氯化硅遇水極易水解；b硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接反應生成相應的氯化物；c有關物質的物理常數(shù)見下表：物質SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5沸點/57.712.8315熔點/70.0107.2升華溫度/180300162請回答下列問題：(1)寫出裝置A中發(fā)生反應的離子方程式：_。(2)裝置A中g管的作用是_；裝置C中的試劑是_；裝置E中的h瓶需要冷卻的理由是_ 。(3)裝置E中h瓶收集到的粗產(chǎn)物可通過精餾(類似多次蒸餾)得到高純度四氯化硅，精餾后的殘留物中，除鐵元素外可能還含有的雜質元素是_(填寫元素符號)。(4)為了分析殘留物中鐵元素的含量，先將殘留物預處理，使鐵元素還原成Fe2 ，再用KMnO4標準溶液在酸性條件下進行氧化還原滴定，反應的離子方程式為5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O。滴定前是否要滴加指示劑？_(填“是”或“否”)，請說明理由： 。某同學稱取5.000 g殘留物，經(jīng)預處理后在容量瓶中配制成100 mL溶液，移取25.00 mL試樣溶液，用1.000102 mol L1 KMnO4標準溶液滴定。達到滴定終點時，消耗標準溶液20.00 mL，則殘留物中鐵元素的質量分數(shù)是_。學案18無機非金屬材料的主角硅知識點一1(1)游離化合金剛石石墨C60(2)二氧化合晶體無定半導體半導體芯片集成電路太陽電光電池2(1)不還原 b.CH2O(g)COH2 cC2H2SO4(濃)CO22SO22H2O(2)F2HF強堿 Si2OHH2O=SiO2H2 SiO2SiO2；Si2Cl2SiCl4知識點二物質二氧化硅二氧化碳化學式SiO2CO2主要物理性質硬度大，熔、沸點高，常溫下為固體，不溶于水熔、沸點低，常溫下為氣體，微溶于水化學性質與水反應不反應CO2H2OH2CO3與酸反應SiO24HF=SiF42H2O不反應與堿反應SiO22NaOH=Na2SiO3H2O；盛堿液的試劑瓶用橡膠塞CO22NaOH=Na2CO3H2O或CO2NaOH=NaHCO3與鹽反應SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2；SiO2的難揮發(fā)性Ca(ClO)2CO2H2O=CaCO32HClO；CO2Na2CO3H2O=2NaHCO3與堿性氧化物反應SiO2CaOCaSiO3CO2CaOCaCO3知識點三1不弱不能(1)H2SiO3SiO2H2O (2)H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O (3)干燥劑2(1)水玻璃 (2)堿Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO33(1)由硅、氧和金屬元素組成的化合物 (2)Na2OSiO2K2O3Al2O36SiO22H2O4(1)純堿、石灰石、石英Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2、CaCO3SiO2CaSiO3CO2Na2SiO3CaSiO3SiO2(2)石灰石黏土硅酸三鈣(3CaOSiO2)、硅酸二鈣(2CaOSiO2)、鋁酸三鈣(3CaOAl2O3)問題思考1Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2 Si4HF=SiF42H22由于玻璃中含有SiO2，能與堿反應生成具有粘性的物質，將瓶塞和瓶子粘在一起打不開。3不是，因為SiO2與HF反應生成的不是鹽和水。4. 2CSiO2Si2CO Si+2Cl2 SiCl4 SiCl4+2H2Si+4HCl5反應是離子反應，實質是H2CO3電離出的H被SiO23結合生成H2SiO3，說明H2CO3的電離性強于H2SiO3，即酸性H2CO3>H2SiO3；而反應是高溫下的非離子反應，它之所以能發(fā)生是因為CO2氣體離開了反應體系，其中并無H2CO3和H2SiO3兩種物質，更談不上二者酸性的比較。6由于硅酸鹽的組成與結構很復雜，為了簡化對硅酸鹽組成的表示方法，采用了氧化物法。實際上硅酸鹽不是以簡單氧化物形式存在的，而是以結構復雜的鹽的形式存在的。合作探究二、無機非金屬材料的使用材料類別主要特性示例用途高溫結構陶瓷能承受高溫，強度高氮化硅陶瓷汽輪機葉片、軸承、永久性模具等半導體陶瓷具有電學特性氧化錫陶瓷集成電路中的半導體光學材料具有光學特性光導纖維光纜通訊、醫(yī)療、照明等生物陶瓷具有生物功能氧化鋁陶瓷人造骨骼、人造關節(jié)、接骨螺釘?shù)淅龑?D2B檢測題2(1)(2) (3)(4)3C5C4(1)2MgO3SiO2nH2O (2)大Al(OH)3OH=AlO2H2O (3)ad2(1)還原氧化 (2)Sn2Cl2SnCl4 PbCl2PbCl2PbO24HCl(濃)PbCl2Cl22H2O6. 7(1)MnO24H2ClMn2Cl22H2O (2)平衡氣壓濃H2SO4SiCl4沸點較低，用冷卻液可得到液態(tài)SiCl4(3)Al、B、P (4)否MnO有色，故不需其他指示劑4.48%