高考化学 第10讲 无机非金属材料的主角 碳和硅课件.ppt

第10讲无机非金属材料的主角 碳和硅 课标版化学 题组一碳 硅元素的存在及单质的性质和用途1 存在形态及常见单质自然界中碳元素既有游离态 又有化合态 而硅元素因有亲氧性 所以仅有 化合态 碳单质主要有金刚石 石墨等同素异形体 硅单质主要有 晶体硅和 无定形硅两大类 2 单质的结构 物理性质与用途比较 3 主要化学性质c si 题组二二氧化硅 硅酸 硅酸盐1 二氧化硅sio2 h2sio33 硅酸盐 1 na2sio3na2sio3的水溶液俗称水玻璃 a 贮存 盛na2sio3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞 2 硅酸 b 变质 na2sio3水溶液在空气中易变质 反应的离子方程式为si co2 h2oh2sio3 胶体 c 2 硅酸盐的氧化物表示法a 书写顺序 低价金属氧化物写在前 高价金属氧化物写在后 活泼金属氧化物写在前 不活泼金属氧化物写在后 b 书写原则 分子中各原子数目比不变 各元素化合价不变且代数和为零 若系数配置出现分数时应化为正整数 如长石 kalsi3o8 可表示为k2o al2o3 6sio2 题组三无机非金属材料1 材料的分类材料 2 传统无机非金属材料 3 新型无机非金属材料 如 高温结构陶瓷 光导纤维等 主要特性 能承受高温 高强度 具有电学 光学特性 具有生物功能 1 判断下列说法是否正确 1 碳单质的化学性质主要表现为还原性 能被氧化剂氧化为 2价或 4价的化合物 2 硅的性质很稳定 在常温下不与任何物质反应 3 c60 金刚石 石墨互为同位素 答案 1 2 3 题组一碳 硅元素的存在及单质的性质和用途 2 将2 8g硅粉与2 3g钠同时放入足量水中 采用恰当的方法收集反应过程中产生的气体 全部收集 这些气体在标准状况下的体积为 a 1 12lb 4 48lc 5 6ld 3 36l答案d本题重点考查钠与水 硅与碱溶液反应的有关计算 2na 2h2o2naoh h2 2 23g2mol22 4l 2 3g0 1mol1 12lsi 2naoh h2ona2sio3 2h2 28g2mol2 22 4l 1 4g0 1mol2 24l反应后硅有剩余 v h2 1 12l 2 24l 3 36l 3 将碳 硅单质的物理性质和用途用短线连接起来 金刚石a 质软 能导电 可制电极 石墨b 作吸附剂 脱色剂 c60c 熔点高 硬度大 制饰品和切削工具 活性炭d 熔点高 半导体材料和制光电池的材料 晶体硅e 具有特殊结构 可能成为新型催化剂或催化剂载体答案 c a e b d 解析略 4 判断下列说法是否正确 1 sio2不与水反应生成硅酸 因此sio2不是酸性氧化物 2 sio2不与任何酸反应 3 2c sio2si 2co 说明c的还原性比si强 4 根据反应 sio2 na2co3na2sio3 co2 可知sio2水化物的酸性比h2co3强 5 合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料 6 光导纤维的主要成分是si 答案 1 2 3 4 5 6 题组二二氧化硅 硅酸 硅酸盐 5 硅及其化合物的应用范围很广 下列说法正确的是 a 硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料b 粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应c 石英玻璃和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品d 盐酸可以与硅反应 故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅答案a粗硅制备单晶硅涉及两个反应 si 2cl2sicl4 sicl4 2h2si 4hcl 两个反应都是氧化还原反应 b错 石英玻璃的主要成分是二氧化硅 不属于硅酸盐制品 c错 硅与盐酸不反应 d错 6 在一定条件下 不能与sio2反应的是 焦炭 so2 cao 氢氟酸 高氯酸 koh溶液 na2co3 n2a b c d 答案csio2 2csi 2co sio2 caocasio3 sio2 4hfsif4 2h2o sio2 2kohk2sio3 h2o sio2 na2co3na2sio3 co2 7 判断下列说法是否正确 1 水晶 玻璃 陶瓷 水泥都属于硅酸盐 2 水晶可制太阳能电池 3 陶瓷 水泥 金刚砂及所有的玻璃都是硅酸盐产品 4 合成纤维和光导纤维都是有机高分子材料 5 氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料 答案 1 2 3 4 5 题组三无机非金属材料 8 飞天 舱外航天服是我国自行研制的 使用了多种新材料 下列对材料的说法错误的是 a 新材料的开发和应用 是社会发展和人类进步的一种标志b 水泥 玻璃 陶瓷属于新型无机非金属材料c 传统的无机非金属材料虽有不少优点 但质脆 经不起热冲击d 新型结构陶瓷具有能承受高温 抗氧化 耐磨损 密度小等特点 可应用于宇航事业答案b水泥 玻璃 陶瓷属于传统无机非金属材料 9 下列叙述正确的是 久置于空气中的氢氧化钠溶液 加盐酸时有气体产生 浓硫酸可用于干燥氢气 碘化氢等气体 但不能干燥氨气 二氧化氮气体 sio2和co2都是酸性氧化物 都能与强碱溶液反应 但不能与任何酸反应 玻璃 水泥 水晶项链都是硅酸盐制品 蔗糖炭化的演示实验中 浓硫酸既体现了其强氧化性又体现了其脱水性 氢氧化铁胶体与氯化铁溶液分别蒸干灼烧得到相同的物质a b c d 形成碳酸钠 加盐酸时有气体产生 浓硫酸具有强氧化性 所以不能干燥具有强还原性的气体 如碘化氢 sio2能与氢氟酸反应 水晶的主要成分是sio2 不是硅酸盐 蔗糖炭化的演示实验中 浓硫酸既体现了其强氧化性又体现了其脱水性 氢氧化铁胶体与氯化铁溶液分别蒸干灼烧都得到fe2o3 答案b 久置于空气中的氢氧化钠溶液能够吸收空气中的二氧化碳 重难一硅及其化合物的性质典例1 2014山东莱州一中月考 下列说法正确的是 a 二氧化硅是酸性氧化物 它可以跟碱反应 但不能与任何酸反应b 根据反应sio2 caco3casio3 co2 可推知硅酸的酸性比碳酸的酸性强c 碳酸比硅酸的酸性强 且硅酸不溶于水d co2与sio2均可溶于水生成对应的酸考查内容sio2的性质 解题关键解答本题的关键是注意sio2的特性 解析sio2可与氢氟酸反应 sio2 4hfsif4 2h2o a项错误 由于反应条件是高温 生成的co2脱离反应体系 使反应进行 与碳酸 硅酸的酸性强弱无关 b项错误 sio2不溶于水 与水不反应 d项错误 答案c 1 1 2014北京海淀模拟 下列叙述正确的是 a 高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维b 硅酸钠的水溶液俗名为水玻璃 可用于制备硅胶和木材防火剂c 制造玻璃是复杂的物理变化 玻璃的组成不同 性能不同d sio2属于酸性氧化物 可用sio2与h2o在高温下反应制h2sio3答案b解析高纯度的硅单质主要用于制造半导体芯片 制作光导纤维的是sio2 a项错误 制造玻璃包含复杂的物理变化和化学变化 c项错误 sio2与h2o不反应 d项错误 1 2 2014江西赣州于都一模 下列是中学化学中常见物质间的反应转化关系图 其中部分产物已略去 已知 a d是单质 且c e g中均含有a单质中的元素 b f h中均含有d单质中的元素 常温下 除c e外其他物质均为固体 试回答下列问题 1 写出下列物质的化学式 a h e a 3 b的用途 至少说出一种 答案 1 ch2sio3 2 2na2o2 2co22na2co3 o2si 2naoh h2ona2sio3 2h2 2mg co2c 2mgo 3 制造光导纤维解析单质a与b高温下反应生成单质d与气态化合物c c可与氧气反应生成e 推测e一定为非金属氧化物 而e又能与mg反应生成单质a 推测e为co2 则a为单质碳 co2与na2o2反应生成na2co3 因为单质d能与naoh反应 而固态单质能与naoh反应的在中学阶段只有al与si al不能由碳单质 2 写出下列反应的化学方程式 e g d f 与化合物反应制得 所以推断d为si 则b为sio2 f为na2sio3 而na2sio3能与e co2 h2o反应生成na2co3与h2sio3 h2sio3受热分解生成b sio2 硅及其化合物的特性 2 二氧化碳与二氧化硅的比较 重难二co2与碱 盐的反应典例2如下图所示 将足量co2通入koh和ca oh 2的混合稀溶液中 生成沉淀的物质的量 n 和通入co2气体的体积 v 的关系正确的是 考查内容co2与碱反应的有关图像 解题关键解答本题的关键是判断各物质与co2反应的先后顺序 解析从化学原理分析 反应可分为三个阶段 第一阶段是co2 ca2 2oh caco3 h2o 第二阶段是co2 oh hc 第三阶段是碳酸钙的溶解过程 发生的反应是caco3 h2o co2ca2 2hc 可以看出使ca2 完全变为caco3沉淀所需co2的量与使全部的caco3溶解所需co2的量相 等 因此只有选项d符合 答案d 2 1 2014宁夏银川贺兰一中期末 下列物质的反应过程符合图示过程的是 a 向cacl2溶液中通入过量co2b 向水玻璃溶液中通入过量co2c 向澄清石灰水中通入过量co2d 向水玻璃溶液中加入过量盐酸答案c解析a项不反应 b d项中沉淀不溶解 c项先生成caco3 然后caco3与co2 h2o反应生成ca hco3 2 符合题意 2 2将一定体积的co2通入到一定浓度的naoh溶液中 为了测定所得溶液的成分 向该溶液中逐滴加入1mol l 1盐酸 所加入盐酸的体积与产生co2气体体积 标准状况 的关系如下图所示 1 写出oa段所发生反应的离子方程式 2 当加入35ml盐酸时 所产生的co2的体积 标准状况 是ml 3 co2与naoh溶液反应所得溶液中所含的溶质有 其物质的量之比为 答案 1 h oh h2o c h hc 2 224 3 naoh na2co31 4解析由图像可知 此溶液中的溶质是naoh na2co3 1 oa段 h 先与oh 反应生成h2o 再与c反应生成hc 相关反应的离子方程式为h oh h2o h chc 2 ab段 发生反应h hcco2 h2o 当加入35ml盐酸时 产生的n co2 n h 35 25 10 3l 1mol l 1 0 01mol 则v co2 224ml 3 h chc hc h h2o co2 则n c nab h 45 25 10 3l 1mol l 1 0 02mol n oh 25 45 25 10 3l 1mol l 1 0 005mol 所以n naoh n na2co3 n oh n c 0 005mol 0 02mol 1 4 1 co2与碱溶液的反应 1 反应原理naohna2co3nahco3 2 反应后溶质成分的判断 也可用数轴来表示 2 co2与盐溶液的反应 1 往naalo2溶液中不断通入co2气体至过量时 反应为 2al co2 少量 3h2o2al oh 3 cal co2 过量 2h2oal oh 3 hc 2 往na2sio3溶液中不断通入co2气体至过量时 反应为 si co2 h2oh2sio3 胶体 csi