高考化学新一轮总复习（考点突破+题型透析+实验探究+学科方法）41 无机非金属材料的主角 硅课件.ppt

第四章常见非金属及其化合物 第1讲无机非金属材料的主角 硅 考点一碳 硅单质的存在与性质 1 单质的存在形态 物理性质和用途 游离态 化合态 化合态 良导体 小 灰黑 大 金刚石 大 石墨 半导体 高 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 1 碳单质的化学性质 还原性 与o2反应 o2不足 o2充足 2 碳和硅的化学性质 考点突破 考点一碳 硅单质的存在与性质 实验探究 高考演练 课时训练 与其他物质反应 a 与cuo反应 可用于某些金属的冶炼 b 与co2反应 c 与水蒸气应 d 与浓硫酸反应 考点突破 考点一碳 硅单质的存在与性质 实验探究 高考演练 课时训练 考点突破 考点一碳 硅单质的存在与性质 2 硅的化学性质 还原性 实验探究 高考演练 课时训练 1 正误判断 正确的划 错误的划 1 所有非金属单质的熔点都很低 2 所有非金属单质都是绝缘体 3 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 4 sio2 csi co2 答案 1 2 3 4 考点突破 考点一碳 硅单质的存在与性质 实验探究 高考演练 课时训练 2 从元素周期表的位置看 碳和硅均为 a元素 自然界中有碳的多种单质存在 自然界中有硅的单质吗 为什么 答 没有 因为硅有很强的亲氧性 在地壳形成时硅与氧易结合 难分离 因而硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐形式存在 3 写出工业上制备硅的化学方程式 考点突破 考点一碳 硅单质的存在与性质 实验探究 高考演练 课时训练 题组一一种时尚经济 低碳经济 1 2014 江苏省扬州中学高三3月月考 在全球气候变暖的背景下 以低能耗 低污染为基础的 低碳经济 成为发展趋向 下列不属于 促进低碳经济 宗旨的是 a 提高能源效率 寻找替代能源 保护森林以及生态友好型消费b 推广以液化石油气代替天然气作民用燃料c 推广利用二氧化碳与环氧丙烷和琥珀酸酐的三元共聚物的生物降解材料d 推广 绿色环保 计划 吸收空气中co2并利用廉价能源合成汽油 解析 用液化石油气代替天然气不会减少co2的排放 选b 考点突破 考点一碳 硅单质的存在与性质 实验探究 高考演练 课时训练 2 2014 上海市十二校高三下学期联考 在丹麦首都哥本哈根召开了世界气候大会 商讨 京都议定书 一期承诺到期后的后续方案 即2012年至2020年的全球减排协议 大会倡导 节能减排 和 低碳经济 的绿色环保主题 中国宣布了2020年二氧化碳排放量下降40 45 的减排目标 下列不符合这一主题的是 a 自备购物布袋 不用塑料方便袋b 开发新能源 如太阳能 风能等 减少对化石能源的依赖c 推广煤的气化 液化技术 提供清洁燃料和化工原料d 给汽车安装尾气处理器 解析 选d 给汽车安装尾气处理器能减少污染 但不会减少co2的排放 考点突破 考点一碳 硅单质的存在与性质 实验探究 高考演练 课时训练 3 石墨烯的结构示意图如图所示 下列关于石墨烯的叙述正确的是 a 石墨烯可导电 说明它是电解质b 石墨烯 金刚石 c60 碳纳米泡沫 四种物质都是碳的单质c 由c 石墨 s c 金刚石 s h 1 9kj mol 1知金刚石比石墨烯稳定d 尽量使用含c的产品 减少使用含c的产品 此举符合 促进低碳经济 的宗旨 考点突破 考点一碳 硅单质的存在与性质 题组二碳 硅性质与新技术新材料 实验探究 高考演练 课时训练 解析 选b 石墨烯可由石墨剥离而成 故石墨烯是可以导电的非金属单质 它既不是电解质 也不是非电解质 a项错 石墨烯 金刚石 c60 碳纳米泡沫 都是由碳元素形成的不同的单质 它们互为同素异形体 b项正确 c项中由于石墨转化为金刚石的 h 0 是吸热过程 即石墨的能量较金刚石低 因而石墨烯稳定 c项错 c和c都是碳元素 故d项错 考点突破 考点一碳 硅单质的存在与性质 实验探究 高考演练 课时训练 4 硅作为一种新型能源被广泛开发利用 关于其有利因素的下列说法中 你认为不正确的是 a 硅燃烧产物对环境产生的污染 容易得到有效控制b 从si s o2 g sio2 s h 858 6kj mol 1可知 硅燃烧放出的热量多c 自然界中硅的储量丰富 可以从自然界直接获得单质硅d 硅便于运输 贮存 从安全角度考虑 硅是最佳的燃料之一 解析 自然界中无游离态的硅 选c 考点突破 考点一碳 硅单质的存在与性质 实验探究 高考演练 课时训练 5 在工业中利用镁制取硅 2mg sio22mgo si 同时有副反应发生 2mg simg2si mg2si遇盐酸迅速反应生成sih4 硅烷 sih4在常温下是一种不稳定 易分解的气体 如图是进行mg与sio2反应的实验装置 题组三硅的制备实验探究 考点突破 考点一碳 硅单质的存在与性质 实验探究 高考演练 课时训练 1 由于氧气的存在对该实验有较大影响 实验中应通入气体x作为保护气 试管中的固体药品可选用 填序号 a 石灰石b 锌粒c 纯碱 2 实验开始时 必须先通入x气体 再加热反应物 其理由是 当反应开始后 移走酒精灯反应能继续进行 其原因是 3 反应结束后 待冷却至常温时 往反应后的混合物中加入稀盐酸 可观察到闪亮的火星 产生此现象的原因用化学方程式表示为 考点突破 考点一碳 硅单质的存在与性质 实验探究 高考演练 课时训练 解析 1 由于mg可在co2中燃烧 故不能用co2作为保护气而可用h2 那么试管中应选用的固体药品为锌粒 2 实验开始时应先通入氢气排尽装置内的空气 避免空气中的成分对实验的影响 然后才能点燃酒精灯 因反应放热 反应开始后移走酒精灯 可利用自身放出的热量维持反应继续进行 3 反应结束后 向反应后的混合物中加入稀盐酸会发生反应 mg2si 4hcl 2mgcl2 sih4 生成的sih4可自燃 sih4 2o2 sio2 2h2o 所以会观察到闪亮的火星 考点突破 考点一碳 硅单质的存在与性质 实验探究 高考演练 课时训练 答案 1 b 2 让氢气排尽装置内的空气 避免空气中的成分对实验的影响该反应为放热反应 可利用自身放出的热量维持反应进行 3 mg2si 4hcl 2mgcl2 sih4 sih4 2o2 sio2 2h2o 考点突破 考点一碳 硅单质的存在与性质 实验探究 高考演练 课时训练 考点二碳 硅的氧化物 1 一氧化碳 1 物理性质 无色气体 有毒 难溶于水 2 化学性质 可燃性 co燃烧的化学方程式为 燃烧时发出色的火焰 还原性 co还原cuo的化学方程式为 淡蓝 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 2 二氧化碳和二氧化硅的比较 空间立体网状 co2 h2o h2co3 sio2 4hf sif4 2h2o sio2 2naoh na2sio3 h2o co2 2naoh na2co3 h2o co2 naoh nahco3 na2sio3 co2 h2o h2sio3 na2co3 na2sio3 2h2o 2co2 足量 h2sio3 2nahco3 答案 用酒精灯点燃 1 怎样处理尾气co 2 以下溶液 必须贮存在带有橡皮塞的玻璃试剂瓶中的是 koh溶液 饱和na2co3溶液 碱性溶液 盐酸 水玻璃 na2sio3的水溶液 naoh溶液 氢氟酸 澄清石灰水 硝酸 答案 考点二碳 硅的氧化物 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 答案 c d b e a 3 指出下列反应中sio2所表现的化学性质或作用 在a e选项中选择正确答案填入括号内 sio2 2naoh na2sio3 h2o sio2 na2co3na2sio3 co2 sio2 2csi 2co sio2 3csic 2co sio2 4hf sif4 2h2o a 作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀b 强氧化性c 酸性氧化物的通性d 将挥发性的酸酐从其盐中置换出来e 未参加氧化还原反应 考点二碳 硅的氧化物 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 4 除去下列气体中混有的杂质 括号内为杂质 可采取的方法 1 co co2 2 co2 co 3 co2 o2 4 co2 so2 5 co2 hcl 6 co2 h2s 答案 1 通过盛有浓naoh溶液的洗气瓶 2 通过盛放灼热cuo的硬质玻璃管 3 通过盛放灼热铜网的硬玻璃管 4 通过饱和nahco3溶液或酸性kmno4溶液 5 通过饱和nahco3溶液 6 通过cuso4溶液 考点二碳 硅的氧化物 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 5 如何用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质 括号内为杂质 将所选答案的编号填入下表内相应的空格内 如果不需要外加试剂 则对应答案栏可空着 可供选择的试剂 a 盐酸b 氢氧化钠溶液c 氧气d 水e 二氧化碳可选用的操作 水洗 加热 高温灼烧 过滤 结晶 考点二碳 硅的氧化物 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 考点二碳 硅的氧化物 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 答案 1 b 2 d 3 a 4 a 5 6 解析 可根据二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物 它可跟强碱反应 不跟酸 氢氟酸除外 反应 它受热不分解等性质 而三氧化二铁 碳酸钙跟盐酸反应 硅酸 氯化铵能受热分解 通过一定操作 除去杂质 除杂过程中所发生反应的化学方程式如下 1 sio2 2naoh na2sio3 h2o 2 不发生 3 fe2o3 6hcl 2fecl3 3h2o 4 caco3 2hcl cacl2 co2 h2o 5 h2sio3sio2 h2o 6 nh4clnh3 hcl 考点二碳 硅的氧化物 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 1 正误判断 正确的划 错误的划 1 向c6h5ona溶液中通入co2气体 溶液变浑浊 2 向na2sio3溶液中通入co2 溶液变浑浊 继续通入co2至过量 浑浊消失 3 向ca clo 2溶液中通入co2气体 溶液变浑浊 继续通入co2至过量 浑浊消失 4 向cacl2溶液中通入co2 无明显现象 再通入nh3至呈碱性 变浑浊 5 向饱和na2co3溶液中通入过量的co2气体 有晶体析出 6 向naalo2溶液中通入co2气体 一开始有白色沉淀生成 co2过量 沉淀溶解 7 向饱和nacl的氨溶液中通入过量co2气体 有晶体析出 题组一二氧化碳与弱酸盐反应的规律 答案 1 2 3 4 5 6 7 考点二碳 硅的氧化物 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 熟记可用co2制取的弱酸 碳酸酸性比硅酸 次氯酸 苯酚 偏铝酸等强 将co2气体通入na2sio3 naclo naalo2盐溶液中 均能发生反应而生成相应的弱酸和碳酸 氢 盐 这是 强酸制弱酸 原理的应用 如 考点二碳 硅的氧化物 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 co2 na2sio3 h2o na2co3 h2sio3 或co2 na2sio3 2h2o h4sio4 na2co3 co2 ca clo 2 h2o caco3 2hcloco2 过量 naalo2 2h2o al oh 3 nahco3co2 少量 2naalo2 3h2o 2al oh 3 na2co3 co2通入cacl2或bacl2溶液不会产生白色沉淀 因为碳酸的酸性弱于盐酸 考点二碳 硅的氧化物 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 题组二co2与碱反应的定性判断和定量计算 2 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体积 v 的关系正确的是 考点二碳 硅的氧化物 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 解析 选d co2与koh和ca oh 2都会反应 但存在着竞争 如果先与koh反应 则反应后生成的k2co3立即会与ca oh 2反应生成caco3 因此 可以看成co2先与ca oh 2反应 所以通co2后立即有caco3生成 第二步还要判断co2是先跟koh反应还是先与生成的caco3反应 同样可以采用假设法判断 即如果先与caco3反应 则生成的ca hco3 2又会与koh反应 因此应是先与koh反应 此过程生成沉淀的物质的量不变 当koh反应完全 再与caco3反应 直至沉淀完全溶解 故选d 考点二碳 硅的氧化物 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 3 向300mlkoh溶液中缓慢通入一定量的co2气体 充分反应后 在减压低温下蒸发溶液得到白色固体 请回答下列问题 1 由于co2通入量不同 所得到的白色固体的量及组成也不同 试推断有几种可能的组成 并分别列出 2 若通入co2气体2 24l 标准状况 得到11 9g白色固体 请通过计算确定 此白色固体是由哪些物质组成的 其质量分别为多少 koh的物质的量浓度为多少 考点二碳 硅的氧化物 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 解析 1 可能发生的反应有 co2不足时 co2 2koh k2co3 h2o co2过量时 co2 koh khco3 其中n co2 n koh 分别为1 2 1 所以可确定1 2 1为临界点 画数轴 根据数轴 列表得出结果 考点二碳 硅的氧化物 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 2 根据题意 n co2 0 1mol 若生成的固体全部为k2co3 则其质量为0 1mol 138g mol 1 13 8g 若生成的固体全部为khco3 则其质量为0 1mol 101g mol 1 10g 现固体质量为11 9g 所以 此固体为k2co3和khco3的混合物 设k2co3和khco3的物质的量分别为amol bmol 则有 a b 0 1138a 100b 11 9解得a b 0 05 所以 白色固体中m k2co3 0 05mol 138g mol 1 6 9g m khco3 0 05mol 100g mol 1 5g 反应中消耗n koh 2amol bmol 0 15mol 故c koh 0 5mol l 1 考点二碳 硅的氧化物 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 答案 1 2 白色固体为k2co3和khco3的混合物 质量分别为k2co36 9g和khco35g c koh 0 5mol l 考点二碳 硅的氧化物 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 1 反应顺序的判断 当有多种组分与一种物质反应时 判断反应顺序的方法 先假设与其中的一种组分反应 若产物还能与另一种组分反应 则假设错误 如将co2通入koh ba oh 2混合溶液中 假设co2先与koh反应 则生成的k2co3会与ba oh 2继续反应生成baco3 故假设错误 应该是co2先与ba oh 2反应 考点二碳 硅的氧化物 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 2 数轴法分析co2与碱反应的计算 1 判断可能发生的反应 写出化学方程式 2 按恰好完全反应 确定相关物质的物质的量之比 好寻找临界点 3 画数轴 确定讨论范围 进行判断和计算 如co3与naoh溶液的反应 co2 2naoh na2co3 h2o co2 naoh nahco3当n oh n co2 的值不同时产物如下 考点二碳 硅的氧化物 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 考点三硅酸与硅酸盐 1 硅酸 硅酸溶于水 其酸性比碳酸 硅酸 填 能 或 不能 使紫色石蕊试液变红色 1 硅酸不稳定 受热易分解 2 硅酸能与碱溶液反应 如与naoh溶液反应的化学方程式为 3 硅酸在水中易聚合形成胶体 硅胶吸附水分能力强 常用作 不能 h2sio3 2naoh na2sio3 2h2o 干燥剂 考点突破 不 弱 实验探究 高考演练 课时训练 2 硅酸盐 1 概念 的总称 是构成地壳岩石的主要成分 2 表示方法 硅酸盐矿物的成分复杂 多用氧化物的形式表示它们的组成 如硅酸钠 na2sio3 写成 3 硅酸钠 na2sio3 白色 可溶于水的粉末状固体 其水溶液俗称水玻璃 有黏性 水溶液显碱性 它能与酸性较硅酸强的酸反应 化学方程式分别为与盐酸反应 与co2水溶液反应 用途 黏合剂 矿物胶 耐火阻燃材料 考点三硅酸与硅酸盐 由硅 氧和金属组成的化合物 na2o sio2 na2sio3 2hcl 2nacl h2sio3 na2sio3 co2 h2o h2sio3 na2co3 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 3 无机非金属材料 1 传统无机非金属材料 如水泥 玻璃 陶瓷等硅酸盐材料 常见硅酸盐材料 2 新型无机非金属材料 如 等 考点三硅酸与硅酸盐 高温结构陶瓷 光导纤维 生物陶瓷 压电陶瓷 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 用氧化物形式表示下列硅酸盐的组成 1 长石 kalsi3o8 2 石棉 camg3si4o12 3 三硅酸镁 mg2si3o8nh2o 4 钾云母kh2al3si3o12 5 青石棉na2fe5si8o22 oh 2 考点三硅酸与硅酸盐 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 反思归纳 硅酸盐改写成氧化物形式的方法技巧氧化物的顺序 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 注意事项 氧化物之间以 隔开 系数配置出现分数应化为整数 考点三硅酸与硅酸盐 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 题组一无机非金属材料的组成 性质及应用 1 世界著名的科技史专家 英国剑桥大学的李约瑟博士考证说 中国至少在距今3000年以前 就已经使用玻璃了 下列有关玻璃的说法不正确的是 a 制普通玻璃的原料主要是石灰石和黏土b 玻璃在加热熔化时没有固定的熔点c 普通玻璃的成分主要是硅酸钠 硅酸钙和二氧化硅d 盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞 是为了防止烧碱跟二氧化硅生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起 解析 选a 制普通玻璃的原料主要有石灰石 纯碱和石英 a项不正确 普通玻璃是混合物 没有固定的熔点 b项正确 c d项正确 考点三硅酸与硅酸盐 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 解析 选a c60是分子晶体 不是原子晶体 b项不正确 纤维素乙酸酯是人工合成的 不是天然高分子材料 c项错误 制造光导纤维的材料是sio2而不是si d项不正确 2 开发新材料是现代科技发展的方向之一 下列有关材料说法正确是 a 氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料b c60属于原子晶体 用于制造纳米材料c 纤维素乙酸酯属于天然高分子材料d 单晶硅常用于制造光导纤维 考点三硅酸与硅酸盐 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 3 2012年我国载人飞船再次升空 显示出我国航天技术已进入世界一流 飞船应用了许多尖端的合成材料 据报道我国科学家近年来研制出一种新型 连续纤维增韧 航空材料 其主要成分是由碳化硅 陶瓷和碳纤维复合而成的 下列相关叙述不正确的是 a 它耐高温抗氧化b 它比钢铁轻 硬 但质地较脆c 它没有固定熔点d 它是一种新型无机非金属材料 解析 选b 由题目信息中 连续纤维增韧 可知 该航天服的韧性很好 质地并不是很脆 b错误 考点三硅酸与硅酸盐 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 1 不要混淆二氧化硅和硅的用途 用于制作光导纤维的是sio2 用于制作半导体材料 计算机芯片的是晶体硅 2 水晶 石英 玛瑙的主要成分是sio2 珍珠的主要成分是caco3 钻石是金刚石 宝石的主要成分是al2o3 考点三硅酸与硅酸盐 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 4 二氧化硅 sio2 又称硅石 是制备硅及其化合物的重要原料 如图所示 下列说法正确的是 题组二碳 硅及其化合物的综合推断 a sio2既能与hf反应 又能与naoh反应 属于两性氧化物b 盛放na2co3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞c 硅胶吸水后不能重复使用d 图中所示转化反应都是氧化还原反应 考点三硅酸与硅酸盐 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 解析 选b 两性氧化物是指与酸和碱反应均生成盐和水的氧化物 sio2与hf反应生成的sif4不属于盐类 a项错误 硅胶加热失水后可以继续使用 c项错误 图中sio2与碳酸钠反应 硅酸的生成及硅酸分解均为非氧化还原反应 d项错误 考点三硅酸与硅酸盐 考点突破 实验探究 高考演练 课时训练 5 a b c d e五种物质中均含有同一种非金属元素 它们能发生如图所示的转化关系 该元素 用r表示 的单质能与naoh溶液反应生成盐 na2ro3 和氢气 考点三硅酸与