2012高考化学复习基础提高课件：第四章 第一节 无机非金属材料的主角——硅.ppt

第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角 硅 一 碳和硅1 单质的存在形态 物理性质和用途 游离态和化合态化合态 高 灰黑 大 小 良导体 高 大 金刚石 石墨 半导体 2 化学性质碳 硅在参与化学反应时 一般表现还原性 二 碳 硅的氧化物1 一氧化碳 1 物理性质 色气体 毒 溶于水 2 化学性质 燃烧 还原CuO 无 有 不 2 二氧化碳和二氧化硅的比较 空间网状立体 大 高 固 低 SiO2 4HF SiF4 2H2O SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O CO2 2NaOH Na2CO3 H2O或CO2 NaOH NaHCO3 Ca ClO 2 CO2 H2O CaCO3 2HClO Na2SiO3 CO2 橡胶 SiO2既能和酸 氢氟酸 反应 又能和碱反应 它是两性氧化物吗 提示 不是 与酸 氢氟酸 反应时 生成的SiF4不属于盐 三 硅酸和硅酸盐1 硅酸 1 物理性质硅酸溶于水 其酸性比碳酸 硅酸 填 能 或 不能 使紫色石蕊试液变红色 不 弱 不能 2 化学性质 硅酸不稳定 受热易分解 硅酸能与碱溶液反应 如与NaOH溶液反应的化学方程式为 硅酸在水中易聚合形成胶体 硅胶吸附水分能力强 常用作 H2SiO3 2NaOH Na2SiO3 2H2O 干燥剂 2 硅酸钠 1 物理性质白色 可溶于水的粉末状固体 其水溶液俗称 有黏性 2 化学性质 水解显性 水玻璃 碱 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 3 用途 黏合剂 矿物胶 耐火阻燃材料 Na2SiO3 2HCl H2SiO3 2NaCl Na2SiO3 CO2 H2O H2SiO3 Na2CO3 3 硅酸盐 1 概念 由元素组成的化合物的总称 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 钾云母 KH2Al3Si3O12 写成 硅 氧和金属 Na2O SiO2 K2O 3Al2O3 6SiO2 2H2O 4 传统无机非金属材料 1 普通玻璃 主要原料 主要成分 2 普通硅酸盐水泥 主要原料 主要设备 石灰石 纯碱 石英 CaSiO3 Na2SiO3 SiO2 石灰石 黏土 水泥回转窑 1 2009 广东理基 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 光导纤维的主要成分均是SiO2 并不是硅酸盐或硅单质 答案 C 2 开发新材料是现代科技发展的方向之一 下列有关材料的说法正确的是 A 氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料B C60的硬度很大 与金刚石相似C 玻璃是一种纯净物D 陶瓷 玻璃 水泥都用到石灰石作原料 解析 B项 因C60是一个分子 它的结构与金刚石的结构不相同 故硬度要远小于金刚石 C项 玻璃的成分主要是SiO2和硅酸盐 它是混合物 无固定的熔 沸点 D项 玻璃 水泥都用石灰石作原料 而陶瓷主要原料为黏土 答案 A 3 2011 莆田四中月考 下列关于水玻璃的性质和用途的叙述中正确的是 A 它是一种纯净物 既不燃烧也不受腐蚀B 水玻璃生产玻璃的主要原料之一C 木材 织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧D 水玻璃的化学性质稳定 在空气中不易变质 解析 水玻璃是硅酸钠的水溶液 A错误 水玻璃易与空气中的二氧化碳反应 D错误 答案 C 4 下列试剂的保存方法正确的是 A 氢氟酸存放在玻璃瓶中B 烧碱溶液存放在带橡胶塞的玻璃瓶中C 水玻璃存放在滴瓶中D 液溴直接存放在棕色滴瓶中 解析 因为氢氟酸易与玻璃中的SiO2反应 故不能保存在玻璃瓶中 A不正确 盛放烧碱溶液的试剂瓶若使用玻璃塞封口 玻璃塞中的SiO2跟碱液反应生成Na2SiO3 而使瓶口和瓶塞黏结在一起 B正确 滴瓶是瓶口带有磨口胶头滴管的玻璃试剂瓶 而水玻璃是Na2SiO3的水溶液 其本身就能把玻璃滴管与瓶口粘在一起 C不正确 液溴很容易挥发 若把液溴存放在棕色滴瓶中 会腐蚀胶头中的橡胶 D不正确 答案 B 1 将上述复杂硅酸盐改写成氧化物的形式 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的形式时 需要将除O以外所有的元素写成其氧化物形式 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 抓住了由强酸可以制得弱酸这一规律 问题就会迎刃而解 答案 1 K2O Al2O3 6SiO2 Al2O3 2SiO2 2H2O 2 因为碳酸酸性比硅酸强 由强酸可制得弱酸 1 一般情况 非金属元素单质熔沸点低 硬度小 但硅 金刚石熔沸点高 硬度大 其中金刚石为硬度最大的物质 2 一般情况 非金属元素单质为绝缘体 但硅为半导体 石墨为电的良导体 例1 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 反应 Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2 中 Si为还原剂 NaOH和H2O为氧化剂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 1 下列关于硅的说法中 不正确的是 A 硅是非金属元素 晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体B 硅的导电性能介于金属和绝缘体之间 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 晶体硅虽然外形像金属 有金属光泽 但实际上属于非金属 硅既有金属性 又有非金属性 其导电性也介于金属导体和非金属绝缘体之间 是良好的半导体材料 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 氢氟酸和NaOH溶液等发生反应 加热至一定温度时 硅能与氯气 氧气等发生反应 答案 C 解析 SiO2能与氢氟酸反应 高温条件下反应并不能说明硅酸的酸性比碳酸的酸性强 答案 C 2 反应后溶质成分的判断 也可用数轴表示 2 与盐溶液的反应 1 CO2 Na2CO3 H2O 2NaHCO3 2 CO2 少量 Ca ClO 2 H2O CaCO3 2HClO 3 CO2 Na2SiO3 H2O H2SiO3 Na2CO3 例2 往含0 2molKOH和0 1molCa OH 2的溶液中持续地通入CO2气体 当通入气体的体积为6 72L 标准状况 时立即停止 则在这一过程中 溶液中离子的物质的量n和通入CO2的体积V的关系示意图正确的是 气体的溶解忽略不计 答案 D 把多元弱酸的酸酐 或弱酸 通入其正盐溶液中 可以继续发生反应 生成相应的酸式盐 如 CO2 Na2CO3 H2O 2NaHCO3SO2 Na2SO3 H2O 2NaHSO3H2S Na2S 2NaHS 3 将足量的CO2不断通入NaOH Ba OH 2 NaAlO2的混合溶液中 生成沉淀的物质的量与通入CO2的体积之间的关系可表示为 答案 C 4 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 解析 A项不反应 B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 D项中生成的沉淀不溶解 答案 C Mg与CO2反应是中学教材中涉及的内容 SO2 SiO2都为酸性氧化物 与金属Mg也应发生类似的反应 此类探究实验主要考查学生的信息迁移能力 例 已知Mg与CO2可反应生成MgO与C SiO2 SO2和CO2都是酸性氧化物 化学性质具有一定的相似性 镁和钠的化学性质也有一定的相似性 两个研究性学习小组分别根据不同的微型课题进行研究 其方案如下 实验方案 第一个研究性学习小组用如图所示的装置进行镁与二氧化硫反应的实验 实验药品 实验室制取二氧化硫类似于制取二氧化碳 在下列物质中选择合适的试剂制取二氧化硫 A 80 的硫酸B 浓盐酸C 稀硝酸D 亚硫酸钠固体E 亚硫酸钙固体F 饱和亚硫酸钠溶液 实验现象 反应后 发现B管壁有淡黄色粉末产生 取反应后B中固体溶于稀盐酸中产生具有臭鸡蛋气味的气体 写出B管中发生的有关反应的化学方程式 实验改进 你认为该装置是否有不足之处 如果有 请写出改进方法 实验方案 第二个研究性学习小组进行了 实验室制硅 的研究 他们以课本为基础 查阅资料得到以下可供参考的信息 镁在点燃条件下即可与二氧化硅反应制取硅 金属硅化物与稀硫酸反应生成硫酸盐与硅烷 硅烷在空气中能自燃 他们在研究报告中记载着 用Mg和SiO2在适宜的条件下充分反应 再用足量稀硫酸溶解固体产物 然后过滤 洗涤 干燥 最后称量 在用稀硫酸溶解固体产物时 发现有爆鸣声和火花 其产率也只有预期值的63 左右 实验探究 1 该小组 实验室制硅 的化学方程式是 2 你估计 用稀硫酸溶解固体产物时 发现有爆鸣声和火花 的原因是 解析 实验方案 实验室制取CO2气体的反应原理为 CaCO3 2