高考化学一轮复习 第四章 非金属及化合物 4.1 无机非金属材料的主角——硅课件.ppt

第一节无机非金属材料的主角 硅 考点一碳 硅单质及其氧化物 基础回顾 1 碳 硅单质的存在形式 结构 物理性质和用途 化合态 立体网状 很高 很大 较小 良 高 大 金刚石 石墨 半导 体 2 化学性质 碳 硅在化学反应中 一般表现还原性 2c o22co fe2o3 3c2fe 3co 2c sio2si 2co c 2h2so4 浓 2so2 co2 2h2o c 4hno3 浓 4no2 co2 2h2o si o2sio2 si 2cl2sicl4 si 4hf sif4 2h2 si 2naoh h2o na2sio3 2h2 3 硅的制备 对应化学方程式为 sio2 2csi 粗 2co si 粗 2cl2sicl4 sicl4 2h2si 纯 4hcl 4 碳和硅的氧化物 1 一氧化碳 co是无色无味的有毒气体 溶于水 可用作气体燃料和冶金工业的 不 还原剂 2 二氧化碳和二氧化硅 酸性 二氧化碳分子 立体网状 低 大 高 co2 2oh h2o co2 oh sio2 4hf sif4 2h2o sio2 2naoh na2sio3 h2o 橡胶 co2 na2sio3 h2o h2sio3 na2co3 sio2 na2co3 na2sio3 co2 co2 na2o na2co3 sio2 cao casio3 题组过关 1 rj必修1 p81改编题 si sio2广泛用于制造晶体管 光导纤维等 下列有关说法正确的是 a 附着油污的晶体管可用碱液浸泡b 光导纤维遇碱会影响光信号传输c 工业上用sio2热分解法冶炼硅d 自然界中硅以游离态形式存在 解析 选b 晶体管中的硅可以和碱液反应 a错误 sio2用于制造光导纤维 而sio2会和碱液反应 故会影响光信号传输 b正确 sio2受热不分解 c错误 硅是亲氧元素 在自然界中硅以化合态形式存在 d错误 2 2018 怀化模拟 单质z是一种常见的半导体材料 可由x通过如图所示的路线制备 其中x为z的氧化物 y为氢化物 分子结构与甲烷相似 下列说法正确的是导学号79100045 a x为酸性氧化物 能与碱反应不能与酸反应b y的化学式为sih4c 光纤主要成分是x 具有导电性d x与mg在加热条件下反应的化学方程式为sio2 2mg2mgo si 解析 选b z是半导体材料 即z为si x为sio2 sio2是酸性氧化物 能与碱反应 能和hf反应 a错误 根据元素守恒 y是sih4 b正确 sio2无导电性 c错误 根据反应过程 反应方程式为sio2 4mgmg2si 2mgo d错误 加固训练 1 四氯化硅还原法是当前制备较高纯度硅的一种方法 有关反应的化学方程式为sicl4 2h24hcl si 下列说法不合理的是 a 硅为亲氧元素 在自然界中以化合态形式存在b 增大压强有利于加快上述反应的化学反应速率c 四氯化硅可以由粗硅与氯气通过化合反应制得d 混入少量空气对上述反应无影响 解析 选d 硅为亲氧元素 在自然界中以硅的氧化物和硅酸盐的形式存在 a正确 制备较高纯度硅的反应有气体参加 所以增大压强能加快化学反应速率 b正确 粗硅与氯气通过化合反应制得四氯化硅 c正确 混入少量空气后 空气中的氧气会与生成的硅反应 影响硅的质量 d不合理 2 下列说法正确的是 a 红宝石 玛瑙 水晶 钻石等装饰品的主要成分都是二氧化硅b sio2是碱性氧化物 能溶于酸 故可用氢氟酸蚀刻玻璃 c 向na2sio3溶液中通入过量co2制备硅酸凝胶 2co2 2h2o h2sio3 2hcd 高纯度的sio2对光有很好的折射和全反射作用 可以制成光电池 将光能直接转化为电能 解析 选c 红宝石的主要成分是al2o3 钻石的主要成分是单质碳 玛瑙和水晶的主要成分是sio2 a错误 sio2是酸性氧化物 b错误 酸性 h2co3 h2sio3 故可用na2sio3溶液与co2反应制h2sio3凝胶 c正确 高纯度的sio2对光有很好的折射和全反射作用 可用作光导纤维 而光电池由单质硅制成 d错误 3 下列除杂方法正确的是 a sio2中含al2o3杂质 可以加入足量naoh溶液然后过滤除去b co2中含有co杂质 可以通入盛有cuo的玻璃管且加热 c co2中含有hcl杂质 可以通过盛有na2co3溶液的洗气瓶d na2co3溶液中含有na2sio3杂质 可以通入足量的co2 然后过滤 解析 选b sio2 al2o3均与naoh溶液反应 a错误 co2中含有hcl杂质 应通过盛有饱和nahco3溶液的洗气瓶 c错误 na2co3溶液与co2反应 引入nahco3 d错误 考点二硅酸 硅酸盐及无机非金属材料 基础回顾 1 硅酸的性质 制备与应用 难 弱 na2co3 h2sio3 h2sio3sio2 h2o na2sio3 2hcl h2sio3 胶体 2nacl 2 硅酸盐 1 概念 由 和金属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 常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 na2o sio2 k2o 3al2o3 6sio2 2h2o 3 硅酸钠 na2sio3 又称泡花碱 白色 可溶于水的粉末状固体 其水溶液俗称 有黏性 水溶液显 性 与较强的酸反应生成硅酸 如na2sio3溶液与稀硫酸反应 与co2水溶液反应 用途 黏合剂 耐火阻燃材料 水玻 璃 碱 na2sio3 h2so4 h2sio3 na2so4 na2sio3 co2 h2o h2sio3 na2co3 3 无机非金属材料 1 传统无机非金属材料 纯碱 石灰石 和石英砂 水泥回 转窑 玻璃的生产 na2co3 sio2na2sio3 co2 caco3 sio2casio3 co2 2 新型无机非金属材料 如高温结构陶瓷 光导纤维 生物陶瓷 压电陶瓷等 3 特殊功能的含硅物质 碳化硅具有金刚石结构 可用作磨料 含硅元素4 的硅钢具有导磁性 硅橡胶具有既耐高温又耐低温的性质 方法点拨 硅酸盐用氧化物形式书写的原则 1 氧化物的书写顺序 活泼金属氧化物 较活泼金属氧化物 二氧化硅 水 2 硅酸盐用氧化物的形式表示时 遵循各元素化合价不变的原则 3 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 4 氧化物之间以 隔开 系数配置出现分数应化为整数 例如 长石 kalsi3o8不能写成k2o al2o3 3sio2 应写成k2o al2o3 6sio2 题组过关 1 rj必修1 p80改编题 能证明碳酸比硅酸酸性强的实验事实是 a h2co3比h2sio3受热易分解b 高温下能发生反应na2co3 sio2na2sio3 co2 c co2能溶于水生成碳酸 而sio2却不溶于水d co2通入na2sio3溶液中有胶状沉淀生成 解析 选d a项说明的是热稳定性的相对强弱 b项是由于sio2的熔 沸点高于co2 不能据此说明碳酸与硅酸酸性的相对强弱 c项只能说明co2和sio2的溶解性的相对大小 也不能说明碳酸与硅酸酸性的相对强弱 d项说明碳酸能制硅酸 据此可确定碳酸的酸性比硅酸强 2 2018 合肥模拟 天工开物 记载 凡埏泥造瓦 掘地二尺余 择取无沙粘土而为之 凡坯既成 干燥之后 则堆积窑中燃薪举火 浇水转釉 主要为青色 与造砖同法 下列说法错误的是 导学号79100046 a 沙子和黏土主要成分为硅酸盐b 燃薪举火 使黏土发生复杂的物理化学变化c 烧制后自然冷却成红瓦 浇水冷却成青瓦d 黏土是制作砖瓦和陶瓷等的主要原料 解析 选a 沙子的主要成分为sio2 不属于硅酸盐 a错误 燃薪举火 是使成型的黏土器皿发生复杂的物理化学变化而制成陶器 b正确 烧制过程中铁的化合物被氧化为氧化铁 得到红瓦 若浇水则发生还原反应得到氧化亚铁而成为青瓦 c正确 砖瓦 陶瓷的主要原料是黏土 d正确 3 2018 安庆模拟 水玻璃 na2sio3溶液 广泛应用于耐火材料 洗涤剂生产等领域 是一种重要的工业原料 如图是用稻壳灰 sio2 65 70 c 30 35 制取水玻璃的工艺流程 下列说法正确的是导学号79100047 a 原材料稻壳灰价格低廉 且副产品活性炭有较高的经济价值b 操作a与操作b完全相同 c 该流程中硅元素的化合价发生改变d 反应器中发生的复分解反应为sio2 2naoh na2sio3 h2o 解析 选a 稻壳灰来源广泛价格低廉 活性炭具有吸附性 有较高的经济价值 a正确 操作a为过滤 操作b为蒸发浓缩 是两种不同的操作 b错误 二氧化硅中 硅元素的化合价是 4价 硅酸钠中 硅元素的化合价是 4价 所以该流程中硅元素的化合价没有发生改变 c错误 由复分解反应的概念可知 sio2 2naoh na2sio3 h2o不属于复分解反应 d错误 加固训练 1 昆仑玉的主要成分是ca2mg5si8o22 oh 2 则其用氧化物的形式可表示为 a cao mgo sio2 h2ob 2cao 5mgo 8sio2 h2oc 2cao mgo sio2 2h2od 5cao 2mgo 8sio2 h2o 解析 选b 根据硅酸盐改写成氧化物的形式要遵循原子守恒 ca2mg5si8o22 oh 2可表示为2cao 5mgo 8sio2 h2o 选b 2 将足量co2气体通入水玻璃 na2sio3溶液 中 然后加热蒸干 再在高温下充分灼烧 最后得到的固体物质是 a na2sio3b na2co3 na2sio3c na2co3 sio2d sio2 解析 选a 足量co2与水玻璃反应生成nahco3和h2sio3 在高温条件下h2sio3变为sio2 nahco3变为na2co3 na2co3与sio2反应又生成na2sio3和co2 所以最后得到的固体物质是na2sio3 a正确 3 蛇纹石由mgo al2o3 sio2 fe2o3组成 现取一份蛇纹石试样进行实验 首先将其溶于过量的盐酸中 过滤后 在所得的沉淀x和溶液y中分别加入naoh溶液至过量 下列叙述不正确的是 a 沉淀x的成分是sio2b 将蛇纹石试样直接溶于过量的naoh溶液后过滤 可得到红色颜料fe2o3c 在溶液y中加入过量的naoh溶液 过滤得到的沉淀的主