高考化学总复习 第4章 第1节 无机非金属材料的主角 硅精品课件 新人教版.ppt

抓住2个基础知识点 掌握2个核心考点 高效训练6道题 误区警示 课时限时检测 第四章非金属及其化合物 考纲定位 1 了解碳 硅单质及其重要化合物的主要性质及应用 2 了解碳 硅单质及其重要化合物对环境质量的影响 第一节无机非金属材料的主角 硅 知识点一碳 硅单质1 原子结构 存在形态 物理性质及用途 抓住2个基础知识点 化合态 游离态 化合态 大 不 小 导 大 金刚石 半导体 高 高 2 化学性质 一般表现为还原性 写出下列反应的化学方程式 小贴示 碳制取粗硅的原理 1 c既表现氧化性又表现还原性 2 sio2是氧化剂 c为还原剂 3 被氧化的物质与被还原的物质的质量比为2 1 4 1molc完全反应转移的电子数为2na 答案 1 2 3 4 2 将碳 硅单质的物理性质和用途用短线连接起来 答案 c a e b d 知识点二碳 硅的重要化合物的主要性质及用途1 co的性质 1 物理性质 无色无味的气体 难溶于水 能使人中毒的原因是 与人体内 相结合 因缺氧而中毒 2 化学性质 可燃性 还原性 co还原fe2o3的反应为 血红蛋白 2 二氧化碳与二氧化硅 空间立体网状 橡皮塞 sio2 4hf sif4 2h2o 3 硅酸及硅酸盐 1 硅酸 弱酸性 比碳酸 填 强 或 弱 与naoh溶液反应的化学方程式为 向na2sio3溶液中通入少量co2的反应方程式为 h2sio3 2naoh na2sio3 2h2o na2sio3 co2 h2o na2co3 h2sio3 弱 不稳定性受热分解 化学方程式为 用途 硅胶可用作 的载体等 制备 na2sio3与盐酸反应 离子方程式为 2 硅酸盐 由硅 氧和金属元素组成的化合物的总称 硅酸盐的表示 氧化物组合表示法如na2sio3 camg3si4o12 硅酸钠硅酸钠水溶液俗称 是无色黏稠液体 常用于制备黏合剂 防腐剂 耐火材料 干燥剂 催化剂 sio 2h h2sio3 胶体 na2o sio2 cao 3mgo 4sio2 水玻璃 小提醒 通入过量co2能产生沉淀四溶液 na2sio3溶液 naalo2溶液 饱和的na2co3溶液 饱和nacl的氨溶液 侯氏制碱原理 巩固练习 3 下列说法是否正确 填 或 1 sio2是沙子 石英 玛瑙的主要成分 2 玻璃 石英玻璃 水泥均是硅酸盐材料 3 sio2是酸性氧化物 不能与任何酸反应 4 sio2与co2是同族元素的氧化物 化学性质相同 5 co2通入硅酸钠溶液中 有白色沉淀生成 说明酸性h2co3 h2sio3 6 sio2既能与强碱反应又能与氢氟酸反应 故sio2为两性氧化物 答案 1 2 3 4 5 6 4 写出下列反应的离子方程式 1 sio2与naoh溶液反应 2 水玻璃中通入过量co2 3 水玻璃中加入盐酸 考点一 023 硅及其化合物的特性 掌握2个核心考点 2012 高考组合题 下列有关叙述正确的是 填字母 a 新课标全国卷 单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料b 天津高考 sio2与酸碱均不反应c 广东高考 sio2有导电性 故sio2可用于制备光导纤维d 江苏高考 向一定浓度的na2sio3溶液中通入适量co2气体 出现白色沉淀 说明h2sio3的酸性比h2co3的酸性强 1个示范例 e 海南高考 co2属于大气污染物 co2含量的增加会导致温室效应加剧f 海南高考 硅酸钠溶液应保存在带玻璃塞的试剂瓶中 解析 sio2与氢氟酸 强碱均反应 b错 sio2无导电性 c错 因较强酸可生成较弱酸 故h2sio3酸性比h2co3的弱 d错 co2不属于大气污染物 e错 na2sio3溶液具有粘性能将玻璃塞与瓶口粘结 f错 答案 a 归纳总结 si sio2的几点重要应用 si可作半导体材料 si可作硅芯片 硅太阳能电池的材料 sio2可作光导纤维 sio2可制备硅 石英玻璃等 2个预测练 c sio2既能与氢氟酸反应又能与naoh溶液反应 故sio2属于两性氧化物d 祖母绿的主要成分为be3al2si6o18用氧化物形式表示为3beo al2o3 6sio2 解析 a项 硅酸钠本身是一种粘合剂 易造成磨口玻璃塞与瓶口粘结 b项 两反应条件不同 反应 是溶液中反应 强酸可制弱酸 而高温条件下 co2是气体 逸出促使反应发生 c项 sio2只与氢氟酸这一种酸反应且生成的不是盐 d项正确 答案 d 考向预测2硅及其化合物用途2 下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是 硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 水泥 玻璃 水晶饰物都是硅酸盐制品 高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料a b c d 解析 水晶的主要成分是sio2 不属于硅酸盐 错 光导纤维的主要成分是sio2 错 c项正确 答案 c 考点二 024 硅酸盐与无机非金属材料及硅的制备 一 硅酸盐的表示方法硅酸盐的种类很多 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 此法一般用于表示组成较简单的硅酸盐 2 氧化物法如 黏土 al2o3 2sio2 2h2o石棉 cao 2mgo 4sio2云母 k2o 3al2o3 6sio2 2h2o滑石 3mgo 4sio2 h2o钾长石 k2o al2o3 6sio2 二 无机非金属材料分类 无机非金属材料 单晶硅是信息产业中重要的基础材料 通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅 含铁 铝 硼 磷等杂质 粗硅与氯气反应生成四氯化硅 反应温度450 500 四氯化硅经提纯后用氢气还原可得到高纯硅 以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图 1个示范例 相关信息如下 a 四氯化硅遇水极易水解 b 硼 铝 铁 磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物 c 有关物质的物理常数见下表 请回答下列问题 1 写出装置a中发生反应的离子方程式 2 装置a中g管的作用是 装置c中的试剂是 装置e中的h瓶需要冷却的理由是 3 装置e中h瓶收集到的粗产物可通过精馏 类似多次蒸馏 得到高纯度四氯化硅 精馏后的残留物中 除铁元素外可能还含有的杂质元素是 填写元素符号 解析 四氯化硅是由粗硅与cl2反应得到的 所以必须先制得cl2 因sicl4极易水解 所以cl2须干燥 再根据表格数据分析提纯sicl4的方法 1 书写的是离子方程式 b装置中盛放饱和食盐水除去hcl c装置用浓h2so4除水以制得干燥纯净的cl2 2 a中用恒压滴液漏斗以平衡压强 使液体顺利流下 h瓶用冷却液冷却主要目的是得到液态sicl4 3 精馏粗产物得到sicl4 温度应控制在57 7 此时bcl3变为气体 但alcl3 fecl3 pcl5均残留在h瓶中 所以残留杂质元素是fe al p cl 考向预测1硅酸盐3 青石棉是一种致癌物质 是 鹿特丹公约 中受限制的46种化学品之一 其化学式为na2fe5si8o22 oh 2 青石棉用稀硝酸溶液处理时 还原产物只有no 下列说法不正确的是 a 青石棉是一种硅酸盐材料b 青石棉中含有一定量的石英晶体c 青石棉的化学组成可表示为na2o 3feo fe2o3 8sio2 h2od 1mol青石棉能使1molhno3被还原 2个预测练 解析 硅酸盐指的是硅 氧与其他化学元素 主要是铝 铁 钙 镁 钾 钠等 结合而成的化合物的总称 故青石棉是一种硅酸盐产品 青石棉是一种纯净物 不可能含有一定量的石英晶体 1molna2o 3feo fe2o3 8sio2 h2o跟硝酸反应时 失去3mol电子 故能使1molhno3被还原 答案 b 请回答下列问题 1 第 步制备粗硅的化学反应方程式为 2 粗硅与hcl反应完全后 经冷凝得到的sihcl3 沸点33 中含有少量sicl4 沸点57 6 和hcl 沸点 84 7 提纯sihcl3采用的方法为 3 用sihcl3与过量h2反应制备纯硅的装置如下图 热源及夹持装置略去 装置b中的试剂是 装置c中的烧瓶需要加热 其目的是 反应一段时间后 装置d中观察到的现象是 装置d不能采用普通玻璃管的原因是 装置d中发生反应的化学方程式为 为保证制备纯硅实验的成功 操作的关键是检查实验装置的气密性 控制好反应温度以及 为鉴定产品硅中是否含微量铁单质 将试样用稀盐酸溶解 取上层清液后需再加入的试剂 填写字母代号 是 a 碘水b 氯水c naoh溶液d kscn溶液e na2so3溶液 3 因sihcl3与水强烈反应 故a中产生的h2必须干燥 故b中的液体一定为浓h2so4 且c中烧瓶需加热 其目的是使sihcl3汽化 加快与h2的反应 根据题给信息石英管中产生的物质应为硅 故d中现象应有固体产生 由题给信息 制纯硅的反应条件为1000 1100 此温度下普通玻璃容易软化 因高温下h2与o2容易反应而爆炸 故还应排尽装置中的空气 铁与盐酸反应产生fe2 其检验方法常常采用先将fe2 氧化为fe3 然后再加入kscn溶液看是否变血红色来检验 误区警示 碳 硅及其化合物的性质认识误区1 非金属单质一般不导电 但石墨导电 晶体硅为半导体 2 co2是温室气体 但co2不是污染气体 3 酸性氧化物一般和水反应生成相应的酸 但sio2不与h2o反应 4 酸一般溶于水 但h2sio3难溶于水 5 酸性氧化物一般与酸不反应 但sio2与氢氟酸可以反应 6 sio2与强碱或氢氟酸均反应 但sio2不是两性氧化物 1 必修1p81t5改编 坩埚是实验室用于灼烧或熔融固体物质的常用仪器 材质种类很多 实验时应根据物质的性质加以选择 熔融烧碱时 应选用下列哪种材质的坩埚 a 玻璃坩埚b 石英坩埚c 陶瓷坩埚d 铁坩埚 解析 a b c项物质中均含sio2 高温下均与naoh反应 答案 d 高效训练6道题 a 反应为置换反应 c作还原剂b 反应分别为化合反应和置换反应c 在半导体行业上充分体现了 从沙滩到用户 d 在 反应中 sicl4作氧化剂发生氧化反应 解析 反应 sicl4作氧化剂 发生还原反应 答案 d 3 某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半 该元素 a 在自然界中只以化合态的形式存在b 单质常用作半导体材料和光导纤维c 最高价氧化物不与酸反应d 气态氢化物比甲烷稳定 解析 该短周期非金属元素为si 硅在自然界中只以化合态形式存在 a项正确 单质硅可用作半导体材料 而光导纤维的主要成分是sio2 b项错误 si的最高价氧化物为sio2 其可以与氢氟酸反应 c项错误 由于非金属性si c 因此气态氢化物稳定性 sih4 ch4 d项错误 答案 a 4 2014 威海模拟 硅及其化合物在材料领域中应用广泛 下列叙述错误的是 a 硅单质可用来制造太阳能电池b 氮化硅陶瓷属于新型的无机非金属材料c 为防止naoh溶液变质 常将其保存在磨口玻璃瓶中d 高温下 二氧化硅能分别与c caco3 na2co3发生反应 答案 c 5 下列有关硅材料的说法正确的是 a 氮化硅硬度大 熔点高 可用于制作高温陶瓷和轴承b 高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料 光导纤维c 普通玻璃是由纯碱 石灰石和石英砂制成的 其熔点很高d 盐酸可以与硅反应 故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅 解析 a b选项回忆课本硅的化合物的用途可知 两项说法都正确 c项玻璃是混合物没有固定熔点 d项盐酸和硅不反应 答案 ab 6 2014 北京海淀区期末练习 氮化硅可用作高温陶瓷复合材料 在航空航天 汽车发动机 机械等领域有着广泛的应用 由石英砂合成氮化硅粉末的路线如下图所示 1 石英砂不能与碱性物质共同存放 以naoh为例 用化学反应方程式表示其原因 2 图示 的变化中 属于氧化还原反应的是 3 sicl4在潮湿的空气中剧烈水解 产生白雾 军事工业中用于制造烟雾剂 sicl4水解的化学反应方程式为 4 在反应 中 3molsi nh2 4 在高温下加热可得1mol氮化硅粉末和8mola气体 则氮化硅的化学式为 5 在高温下将sicl4在b