2019届高考化学一轮复习精编课件：4.1无机非金属材料的主角——硅.pptVIP

教材案 考纲解读 第1讲无机非金属材料的主角 硅 一 碳 硅的比较 续表 特别提醒 非金属单质一般熔点较低 硬度较小 但是金刚石 晶体硅熔点高 硬度大 非金属单质一般为绝缘体 但是晶体硅为半导体 石墨为电的良导体 硅是计算机芯片的重要材料 二氧化硅是光导纤维的主要成分 硅单质的是 A 玻璃制品B 石英钟表 C 计算机芯片D 光导纤维 互动探究1硅在无机非金属材料中一直扮演着重要角色 被誉为无机非金属材料的主角 下列物品用到 答案 C 1 二氧化硅的存在以及用途 1 存在 SiO2广泛存在于自然界中 如硅石 石英 水晶 玛瑙 2 用途 SiO2是光导纤维的主要成分 石英可制作石英玻璃和石英钟 2 CO2和SiO2的比较 二 碳 硅的氧化物 特别提醒 二氧化硅属于酸性氧化物 能与HF发生反应 与酸反应生成能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体 该盐可能是碳酸盐或碳酸氢盐 二氧化碳通入碱或盐溶液中 二氧化碳少量生成正盐 二氧化碳过量生成酸式盐 任何酸反应 根据反应SiO2 CaCO3CaSiO3 CO2 可推知硅酸的酸性比碳酸强 二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸 二氧化硅常被用来制造光导纤维 A B C D 互动探究2下列说法正确的是 二氧化硅是酸性氧化物 它可以跟碱反应 但不能与 答案 C 1 硅酸 1 物理性质 白色 不溶于水 2 化学性质 硅酸比碳酸酸性弱 与NaOH溶液反应 H2SiO3 2NaOHNa2SiO3 H2O 不稳定性 H2SiO3SiO2 H2O 用途 硅酸可用于制作硅胶 硅胶可用做干燥剂 也 三 硅酸 硅酸盐 可用做催化剂的载体 2 硅酸盐 1 硅酸盐是由硅 氧 金属元素组成的化合物的总称 是构成地壳岩石的主要成分 2 硅酸钠 硅酸钠水溶液称作水玻璃 是无色黏稠液体 常用于制备黏合剂 防腐剂 耐火材料等 3 硅酸盐组成的表示 通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成 如硅酸钠 Na2SiO3 可以表示为Na2O SiO2 石棉 CaMg3Si4O12 可表示为CaO 3MgO 4SiO2 互动探究3北京奥运金牌 金镶玉 环形玉璧由昆仑玉制成 昆仑玉的成分可简单看成是Ca2Mg5Si8O22 OH 2 则其用二氧化硅和金属氧化物的形式可表示为 答案 2CaO 5MgO 8SiO2 H2O 考点透析 考点1碳 硅及其化合物的特性 典例1下列说法中不正确的是 A 碳是非金属元素 但形成的单质可以导电 B 硅的导电性能介于导体和绝缘体之间 是良好的半导体材料 C 硅的化学性质不活泼 常温下不与任何物质反应 D 加热到一定温度时 硅能与氯气 氧气等非金属反应 解析 碳可形成多种单质 石墨可以导电 A项正确 硅的导电性介于金属导体和非金属绝缘体之间 是良好的半导体材料 B项正确 硅的化学性质不活泼 尤其是在常温下 但常温下仍能与氟气 HF和NaOH溶液等发生反应 C项错误 加热至一定温度时 硅能与氯气 氧气等非金属发生反应 D项正确 答案 C 1 碳的化合物的重要特性 1 CO2通入BaCl2 CaCl2溶液中 因H2CO3酸性弱于盐酸 故不可能生成BaCO3 CaCO3沉淀 2 CO2能引起温室效应 但引起温室效应的不仅有CO2 还有CH4等气体 CO能与血红蛋白结合使人中毒 能与血红蛋白结合使人中毒的还有NO等气体 2 硅及其化合物的重要特性 1 非金属单质一般为非导体 石墨能导电 但晶体硅是良好的半导体材料 技能归纲 2 Si的还原性强于C 但C却能在高温下还原出Si SiO2 2CSi 2CO 3 非金属单质跟碱作用一般无H2放出 但Si能跟强碱溶液作用放出H2 Si 2NaOH H2ONa2SiO3 2H2 4 非金属单质一般不跟非氧化性酸作用 但Si能跟HF作用 Si 4HFSiF4 2H2 5 酸性氧化物一般不与酸作用 但SiO2能与HF作用 SiO2 4HFSiF4 2H2O 6 SiO2是H2SiO3的酸酐 但它不溶于水 不能直接与水作 用制备H2SiO3 只能用可溶性硅酸盐与酸反应来制备 7 无机酸一般易溶于水 但H2SiO3难溶于水 8 H2CO3的酸性大于H2SiO3 所以有Na2SiO3 CO2 H2OH2SiO3 Na2CO3 但高温下 反应 Na2CO3 SiO2Na2SiO3 CO2 也能发生 9 碱性溶液可盛装在玻璃试剂瓶中 但不能用玻璃塞 1 硅及其化合物在材料领域中应用广泛 下列叙述不正确的是 A 高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 B 传统无机非金属材料是指玻璃 水泥 陶瓷等硅酸盐材料 C 二氧化硅是制造玻璃的主要原料 D 自然界中硅元素贮量丰富 学以致用 答案 A 考点2碳 硅氧化物的性质与用途 典例2物质A是一种酸性氧化物 不溶于H2SO4 HNO3 HCl 却溶于氢氟酸 C是一种气体 D是白色胶状沉淀 A B C D间的转化关系如图 根据题意及图示回答下列问题 1 写出各物质的化学式 A B C D 2 写出由A B C的化学方程式 解析 A是一种酸性氧化物 不溶于H2SO4 HNO3 HCl 却溶于氢氟酸 由此可以确定A是二氧化硅 因此可以确定B是Na2SiO3 C是二氧化碳 D是硅酸 答案 1 SiO2 Na2SiO3 CO2 H2SiO3 2 SiO2 Na2CO3Na2SiO3 CO2 技能归纲 解推断题要抓住 物质特性 如 酸性氧化物 溶于氢氟酸 是SiO2的特性 无色无味且能使澄清石灰水变浑浊是二氧化碳的特性等 学以致用 2 某无色混合气体可能含有CO2 CO H2O H2中的一种或几种 依次进行如下连续处理 假定每步处理均反应完全 通过碱石灰时 气体体积变小 通过赤热的氧化铜时 固体变为红色 通过白色硫酸铜粉末时 粉末变为蓝色 通过澄清的石灰水时 溶液变浑浊 由此可以确定原混合气体中 A 一定含有CO2 H2O 至少含有H2 CO中的一种 B 一定含有H2O CO 至少含有CO2 H2中的一种 C 一定含有CO CO2 至少含有H2O H2中的一种 D 一定含有CO H2 至少含有H2O CO2中的一种 答案 D 考点3碳酸盐 硅酸盐的性质与用途 典例3矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中一部分生成的 此处所指的风化作用是指矿物与水和CO2作用的过程 例如 钾长石 KAlSi3O8 风化生成高岭土 Al2Si2O5 OH 4 此反应的离子方程式为2KAlSi3O8 2H2CO3 5H2O2K 2HC 4H2SiO3 Al2Si2O5 OH 4 1 将上述复杂硅酸盐改写成氧化物形式 KAlSi3O8 Al2Si2O5 OH 4 2 这个反应能够发生的原因是 解析 1 将复杂硅酸盐化学式改写成氧化物形式时 只需将除O以外所有的元素写出其氧化物形式 中间用 间隔 注意组成要与原硅酸盐一致 2 风化的反应是复杂的化学反应 但我们可以试图用简单的化学原理去理解它 抓住了由较强的酸可以制得较弱的酸这一简单的规律 复杂的问题就会迎刃而解 答案 1 K2O A12O3 6SiO2 Al2O3 2SiO2 2H2O 2 因为碳酸酸性比硅酸强 由较强的酸可制得较弱的酸 技能归纲 硅酸盐的种类多 结构复杂 其组成的表示方法有两种 1 盐化学式法 如 硅酸钠 Na2SiO3 硅酸钙 CaSiO3 等 此法一般用于组成较为简单的硅酸盐 2 氧化物法 如 石棉 CaMg3 SiO3 4 CaO 3MgO 4SiO2 云母 KAl2 AlSi3O10 OH 2 K2O 3Al2O3 6SiO2 2H2O 滑石 Mg3 Si4O10 OH 2 3MgO 4SiO2 H2O 注意事项 氧化物之间以 隔开 氧化物的顺序为活泼金属氧化物 较活泼金属氧化物 二氧化硅 水 氧化物前系数配置原则 除氧元素外 其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数 系数配置出现分数应化为整数 学以致用 3 进行下列实验 由实验现象得出的结论错误的是 答案 B 实验探究探究碳的氧化物的性质 示例 水蒸气通过灼热的焦炭后 流出气体的主要成分是CO和H2 还有CO2和水蒸气等 请用下图中提供的仪器 选择必要的试剂 设计一个实验 证明上述混合气中有CO和H2 加热装置和导管等在图中略去 1 盛浓H2SO4的装置的用途是 盛NaOH溶液的装 置用途是 2 仪器B中需加入的试剂是 所发生反应的化学方程式是 3 仪器C中需加入的试剂是 其目的是 4 按气流方向连接各仪器 用接口处字母表示连接顺序 g ab 5 能证明混合气中含有CO的实验依据是 6 能证明混合气中含有H2的实验依据是 解析 CO和H2与澄清石灰水 无水硫酸铜接触没有现象 要证明混合气中有CO和H2 需将它们与氧化铜反应转化为CO2和H2O 所以实验中必先排除原混合气中的水蒸气 CO2的干扰 于是可借助浓H2SO4除水蒸气 NaOH溶液除CO2 要注意除杂顺序 先除CO2 后除水蒸气 否则将从NaOH溶液中