高考化學一輪復習 第4章 非金屬及其化合物 第1講 無機非金屬材料的主角硅課件 新人教版

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1、第四章非金屬及其化合物第一講 無機非金屬材料的主角硅 考綱要求 1了解碳、硅單質及其化合物的主要性質及應用。 2了解碳、硅及其化合物對環(huán)境質量的影響。 1碳、硅元素的原子結構與存在考點一碳、硅單質的存在與性質考點一碳、硅單質的存在與性質 知識梳理知識梳理碳碳硅硅原子結構示意圖原子結構示意圖_在元素周期表中在元素周期表中的位置的位置第二周期第二周期_族族第三周期第三周期_族族單質的結構單質的結構金剛石：金剛石：_結構結構石墨：層狀結構石墨：層狀結構晶體硅：與金剛石類晶體硅：與金剛石類似的空間網狀結構似的空間網狀結構元素在自然界中元素在自然界中的存在形式的存在形式既有游離態(tài)又有化合態(tài)既有游離態(tài)又有

2、化合態(tài)只有化合態(tài)只有化合態(tài)AA空間網狀空間網狀 2.碳、硅單質的性質 (1)碳單質的化學性質還原性。 a與O2的反應(用化學方程式表示)： O2不足：_； O2充足：_。 b與其他物質的反應(用化學方程式表示)： 與CuO反應：_ (可用于金屬的冶煉)； 與CO2反應：_； 與水蒸氣反應：_ (制水煤氣)； 與濃硫酸反應：_。 (2)硅的化學性質還原性。 a與氫氟酸反應的化學方程式：_； b與NaOH溶液反應的化學方程式： _； c與O2反應：_。Si4HF=SiF42H2Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2 判斷正誤，正確的劃“”，錯誤的劃“” (1)高溫下用焦炭還原SiO2制取粗硅(

3、) (2)單質硅是將太陽能轉變?yōu)殡娔艿某Ｓ貌牧?) (3)單質硅常用作半導體材料和光導纖維() (4)硅在自然界中只以化合態(tài)的形式存在() (5)硅的化學性質不活潑，常溫下不與任何物質反應()思考辨析思考辨析 題組訓練題組訓練解析解析自然界中的硅是以化合態(tài)的形式存在，故不能從自然界中自然界中的硅是以化合態(tài)的形式存在，故不能從自然界中直接獲得單質硅。直接獲得單質硅。答案答案C 2在濃硝酸水濃硫酸氫氟酸氫氧化鈉溶液中，能與單質硅起化學反應的是() AB C D解析解析Si與水、濃與水、濃H2SO4、濃、濃HNO3均不發(fā)生反應，但均不發(fā)生反應，但Si能與氫氟能與氫氟酸、酸、NaOH溶液反應放出溶液反

4、應放出H2。答案答案C (1)寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學方程式為 _。 (2)整個制備過程必須嚴格控制無水無氟。SiHCl3遇水劇烈反應生成H2SiO3、HCl和另一種物質，寫出該反應的化學方程式為_ _； H2還原SiHCl3過程中若混入O2，可能引起的后果是_ _。 SiHCl3 3H2O=H2SiO33HClH2氧氣與氫氣混合，氧氣與氫氣混合， 可能引起爆炸；氧氣可能會氧化可能引起爆炸；氧氣可能會氧化SiHCl3 解析(1)H2還原SiHCl3得到Si和HCl。 (2)SiHCl3遇水劇烈反應生成H2SiO3、HCl和另一種物質，依據原子守恒，判斷另一物質是H2。因H2還原Si

5、HCl3的反應條件是高溫(1 357 K)，若混入O2，則H2與O2混合加熱可能發(fā)生爆炸，同時，O2也可能氧化SiHCl3。 1一氧化碳 (1)物理性質：_色氣體，_毒，_溶于水。 (2)化學性質： 燃燒：_。 還原CuO：_?？键c二碳和硅的氧化物考點二碳和硅的氧化物知識梳理知識梳理無無有有不不 2二氧化碳和二氧化硅的比較二氧化硅二氧化硅二氧化碳二氧化碳結構結構_結構，不存在結構，不存在單個分子單個分子存在單個存在單個CO2分子分子主要物主要物理性質理性質硬度硬度_，熔、沸點，熔、沸點_，常溫下為常溫下為_體，不溶于水體，不溶于水熔、沸點熔、沸點_，常溫下，常溫下為氣體，微溶于水為氣體，微溶于

6、水化化學學性性質質與水與水反應反應不反應不反應_與酸與酸反應反應只與氫氟酸反應：只與氫氟酸反應：_不反應不反應空間立體網狀空間立體網狀大大高高固固低低SiO24HF=SiF42H2O二氧化硅二氧化硅二氧化碳二氧化碳化化學學性性質質與堿與堿 (NaOH)液反應液反應_(盛堿液的試劑瓶用盛堿液的試劑瓶用_塞塞)_與鹽與鹽反應反應如與如與Na2CO3反應：反應：_如與如與Ca(ClO)2反應：反應：_與堿與堿性氧化性氧化物反應物反應如與如與CaO反應：反應：_如與如與Na2O反應：反應：_用途用途光導纖維、光學儀器、電子部光導纖維、光學儀器、電子部件件制飲料、制碳酸鹽制飲料、制碳酸鹽Ca(ClO)2

7、CO2H2O = CaCO32HClO CO2Na2O=Na2CO3 橡膠橡膠CO22NaOH= Na2CO3H2O或或CO2NaOH= NaHCO3SiO22NaOH=Na2SiO3H2O 判斷正誤，正確的劃“”，錯誤的劃“” (1)NH4F水溶液中含有HF，因此，NH4F溶液不能存在于玻璃試劑瓶中() (2)Ca(HCO3)2溶液與過量NaOH溶液反應可得到Ca(OH)2() (3)玻璃容器可長期盛放各種酸() (4)SiO2可與HF反應，所以氫氟酸不能保存在玻璃瓶中() 解析依據“以少定多”的原則，Ca(HCO3)2溶液與過量NaOH溶液反應的化學方程式為Ca(HCO3)22NaOH=C

8、aCO32H2ONa2CO3，(2)錯誤；氫氟酸與石英(即SiO2)反應，玻璃的主要成分是SiO2，故氫氟酸能夠腐蝕玻璃，而濃硫酸與石英不反應，故(3)錯誤，(4)正確。 思考辨析思考辨析 1下列關于SiO2和CO2的說法中正確的是() ACO2、SiO2分別是碳酸和硅酸的酸酐 BCO2和SiO2與水反應分別生成相應的酸 CCO2是酸性氧化物，SiO2是兩性氧化物 DCO2和SiO2都是由相應的分子組成的題組訓練題組訓練解析解析SiO2不能與水反應，不能與水反應，B項錯；項錯；SiO2也是酸性氧化物，也是酸性氧化物，C項項錯；錯；SiO2中不存在分子，其化學式僅代表中不存在分子，其化學式僅代表

9、Si、O原子個數比為原子個數比為1 2。答案答案A 2(2015蘇錫常鎮(zhèn)四市調研)我國科學家制得了SiO2超分子納米管，微觀結構如圖。下列敘述正確的是() ASiO2與干冰的晶體結構相似 BSiO2耐腐蝕，不與任何酸反應 C工業(yè)上用SiO2制備粗硅 D光纖的主要成分是SiO2，具有導電性解析解析SiO2是原子晶體，是由硅原子和氧原子按是原子晶體，是由硅原子和氧原子按1 2的比例所組成的比例所組成的立體網狀晶體。干冰是分子晶體，兩者結構不同，故的立體網狀晶體。干冰是分子晶體，兩者結構不同，故A項錯誤；項錯誤；SiO2為酸性氧化物，除氫氟酸外不與任何酸反應，故為酸性氧化物，除氫氟酸外不與任何酸反應

10、，故B項錯誤；工業(yè)上用焦項錯誤；工業(yè)上用焦炭還原炭還原SiO2來制備粗硅，故來制備粗硅，故C項正確；項正確；SiO2具有導光性，用于制造光導具有導光性，用于制造光導纖維，纖維，SiO2不導電，故不導電，故D項錯誤。項錯誤。答案答案C 3二氧化硅(SiO2)又稱硅石，是制備硅及其化合物的重要原料，硅及其化合物的轉化見下圖。下列說法中正確的是() ASiO2既能與HF反應，又能與NaOH反應，屬于兩性氧化物 BSiO2和Si都是光導纖維材料 C在硅膠中加入CoCl2可顯示硅膠吸水是否失效 D圖中所示轉化反應都是非氧化還原反應 解析兩性氧化物的定義為：與酸和堿反應均生成鹽和水的氧化物，SiO2與HF

11、反應得到的SiF4不屬于鹽類，A項錯誤；SiO2是光導纖維材料，Si為半導體材料，B項錯誤；CoCl2在吸水和失水狀態(tài)下顯示不同的顏色，C項正確；制取Si的過程中涉及了氧化還原反應，D項錯誤。 答案C 4(2015杭州模擬)用四種溶液進行實驗，下表中“操作及現象”與“溶液”對應關系錯誤的是()選項選項操作及現象操作及現象溶液溶液A通入通入CO2，溶液變渾濁，溶液變渾濁飽和飽和Na2CO3溶液溶液B通入通入CO2，溶液變渾濁，繼續(xù)通，溶液變渾濁，繼續(xù)通CO2至過至過量，渾濁消失量，渾濁消失Na2SiO3溶液溶液C通入通入CO2，溶液變渾濁，再加入品紅溶，溶液變渾濁，再加入品紅溶液，紅色褪去液，紅

12、色褪去Ca(ClO)2溶液溶液D通入通入CO2，溶液變渾濁，繼續(xù)通，溶液變渾濁，繼續(xù)通CO2至過至過量，渾濁消失，再加入足量量，渾濁消失，再加入足量NaOH溶液，溶液，又變渾濁又變渾濁澄清石灰水澄清石灰水 解析由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度，Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3，因而會析出NaHCO3晶體，A項正確；B項，CO2Na2SiO3H2O=Na2CO3H2SiO3，CO2Na2CO3H2O=2NaHCO3，H2SiO3與CO2不反應，渾濁不會消失；C項，CO2Ca(ClO)2H2O=CaCO32HClO，溶液變渾濁后加入品紅溶液，被HClO氧化褪色；D項，首先C

13、O2Ca(OH)2=CaCO3H2O，繼續(xù)通CO2，生成可溶于水的Ca(HCO3)2，再加入足量的NaOH，則：2NaOHCa(HCO3)2=CaCO3Na2CO32H2O，溶液又變渾濁。 答案B CO2與強堿、鹽溶液反應產物的判斷方法與鹽的與鹽的反應反應(遵循強遵循強制弱的制弱的原理原理)CO2Na2CO3H2O=2NaHCO3CO2(少量少量)2NaAlO23H2O=2Al(OH)3Na2CO3CO2(足量足量)NaAlO22H2O=Al(OH)3NaHCO3CO2(少量少量)Ca(ClO)2H2O=CaCO32HClOCO2(少量少量)Na2SiO3H2O=H2SiO3Na2CO3 1硅

14、酸 (1)溶解性：溶解度很小。 (2)化學性質弱酸性：酸性比_還弱：Na2SiO3CO2H2O = Na2CO3H2SiO3。 (3)制備：可用硅酸鈉與鹽酸反應制得_ _ 。 (4)用途：硅膠可用作_的載體和袋裝食品、瓶裝藥品等的干燥劑。考點三硅酸硅酸鹽考點三硅酸硅酸鹽知識梳理知識梳理碳酸碳酸Na2SiO32HCl=H2SiO3 2NaCl干燥劑干燥劑 2硅酸鹽 (1)硅酸鹽：是由_元素組成的化合物的總稱，是構成地殼巖石的重要成分。 (2)硅酸鈉：硅酸鈉的水溶液俗稱水玻璃，是制備硅膠和木材防火劑等的原料。 (3)硅酸鹽組成的表示： 通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示硅酸鹽的組成，如硅酸鈉

15、(Na2SiO3)可表示為Na2OSiO2，長石(KAlSi3O8)可表示為_。Si、O和金屬和金屬K2OAl2O36SiO2 3傳統(tǒng)無機非金屬材料 (1)普通玻璃： 主要原料：_、_、_。 主要成分：_、_、_。 (2)普通硅酸鹽水泥： 主要原料：_、_。 主要設備：_。石灰石石灰石純堿純堿石英石英CaSiO3Na2SiO3SiO2石灰石石灰石黏土黏土水泥回轉窯水泥回轉窯 1(2016浙江效實中學期末)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 AB C

16、D題組訓練題組訓練 解析硅是構成一些巖石和礦物的基本元素；水泥、玻璃都是硅酸鹽制品，水晶的主要成分是二氧化硅，不是硅酸鹽制品；二氧化硅用于制作光導纖維；陶瓷是人類應用很早的硅酸鹽材料。 答案C 解析A項，硅酸鈉本身是一種粘合劑，易造成磨口玻璃塞與瓶口粘結；B項，兩反應條件不同，反應是在溶液中進行，強酸可以制弱酸，而高溫條件下，CO2是氣體，逸出促使反應發(fā)生；C項，石英玻璃的成分為SiO2，SiO2是氧化物不是鹽；D項正確。 答案D 3(2015菏澤模擬)隨著我國“嫦娥三號”的成功著陸及“玉兔號”月球車開始工作，可以獲取大量月球物質并進行成分分析，月球上的主要礦物有輝石CaMgSi2O6、斜長石

17、KAlSi3O8和橄欖石(Mg或Fe)2SiO4等，下列說法或分析不正確的是() A輝石、斜長石及橄欖石均屬于硅酸鹽礦 B斜長石的氧化物形式可表示為K2OAl2O33SiO2 C橄欖石中鐵為2價 D月球表層沙土中有游離態(tài)鐵是因為月球的表面幾乎沒有氧氣 解析根據輝石CaMgSi2O6、斜長石KAlSi3O8和橄欖石(Mg或Fe)2SiO4的化學式可知三者均屬于硅酸鹽礦，A項正確。根據元素化合價不變的原則，將斜長石的化學式改寫為氧化物的形式可表示為K2OAl2O36SiO2，B項不正確。根據化合價代數和為零，橄欖石中鐵為2價，C項正確。鐵單質與氧氣接觸易被氧化，所以月球表層沙土中有游離態(tài)鐵是因為月

18、球的表面幾乎沒有氧氣的緣故，D項正確。 答案B 用氧化物的形式表示復雜硅酸鹽的方法 (1)書寫順序：較活潑的金屬氧化物較不活潑的金屬氧化物SiO2水 (2)各元素的化合價保持不變，各元素原子個數比符合原來的組成。 1碳及其化合物的轉化關系圖考點四碳、硅及化合物的相互關系及應用考點四碳、硅及化合物的相互關系及應用 知識梳理知識梳理 2硅及其化合物轉化關系圖 1已知甲、乙、丙、X是4種中學化學中常見的物質，其轉化關系符合下圖。則甲和X(要求甲和X能互換)不可能是() AC和O2BCO2和NaOH溶液 CCl2和FeDAlCl3溶液和NaOH溶液題組訓練題組訓練 按要求回答下列問題： (1)C的化學式為_；X的化學式為_。 (2)寫出下列方程式： 反應的化學方程式_； 反應的離子方程式_。 解析本題可從I入手推斷，I可用于制造光導纖維，故其為二氧化硅，F為硅酸，H為硅酸鈉。E為HCl，C為四氯化硅，X為Si3N4。反應為Si與Cl2反應生成SiCl4、反應為硅酸鈉與過量的二氧化碳反應生成硅酸和碳酸氫鈉。SiCl4Si3N4