高考化学一轮复习 第四章 非金属及其化合物 1 无机非金属材料的主角硅课件.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 考点一碳 硅单质及其化合物 核心知识通关 1 c si的存在形态 物理性质和用途 化合态 高 大 小 高 金刚石 石墨 半导体 2 硅的还原性 si o2sio2 si 2cl2sicl4 3 硅的工业制法及提纯 sio2 2csi 2co sicl4 2h2si 4hcl 4 二氧化碳与二氧化硅的比较 co2 h2oh2co3 sio2 4hf sif4 2h2o na2sio3 h2o na2co3 h2o nahco3 na2sio3 co2 casio3 co2 caco3 2hclo 2nahco3 casio3 na2co3 co2 c2co sio2 2csi 2co 光导纤维 制冷剂 5 硅酸 难 弱 na2co3 h2sio3 h2sio3sio2 h2o na2sio3 2hcl h2sio3 2nacl 特别提醒 1 自然界中有碳的单质存在 但不存在硅的单质 2 si的还原性强于c 但c能还原sio2生成si 且氧化产物为co 2c sio2si 2co 其原因是产物co为气体 它的放出降低了生成物浓度 促使反应向正反应方向进行 典题技法归纳 2015 海南高考 单质z是一种常见的半导体材料 可由x通过如下图所示的路线制备 其中x为z的氧化物 y为氢化物 分子结构与甲烷相似 回答下列问题 1 能与x发生化学反应的酸 是 由x制备mg2z的化学方程式 为 2 由mg2z生成y的化学方程式 为 y分子的电子式为 3 z x中共价键的类型分别是 典题剖析 解析 z为半导体单质 则z是si 其氧化物为二氧化硅 即x为sio2 可与氢氟酸反应 根据反应的流程图可知 二氧化硅与mg反应生成mg2si mg2si与盐酸反应生成的y为氢化物 则y的分子式是sih4 其电子式为加热分解sih4可得到硅单质 答案 1 氢氟酸sio2 4mg2mgo mg2si 2 mg2si 4hcl 2mgcl2 sih4 3 非极性键极性键 归纳总结 硅及其化合物的特性 高考模拟精练 1 2016 广州模拟 下列有关硅材料的说法正确的是 a 光纤的主要成分是高纯度的单质硅b 玛瑙的主要成分是硅酸盐c 28g硅含有6 02 1023个电子d 28si 29si 30si是不同的核素 解析 选d 光纤的主要成分为高纯度的二氧化硅 a错 玛瑙的主要成分为二氧化硅 b错 1个硅原子中含有14个电子 因此28g硅含有电子的数目为 14 6 02 1023mol 1 8 428 1024 c错 2 2016 福州模拟 下列有关说法正确的是 a 硅相对于氢气便于运输 贮存 从安全角度考虑 硅是有开发价值的燃料b 硅在地壳中含量居第二位 在地球上有丰富的硅资源 如石英 水晶 玛瑙的主要成分都是单质硅c 存放naoh溶液的试剂瓶应用玻璃塞d 二氧化硅是一种良好的半导体材料 解析 选a 硅常温下为固体 性质较稳定 便于贮存 较为安全 硅是有开发价值的燃料 故a正确 硅在地壳中含量居第二位 在地球上有丰富的硅资源 如石英 水晶 玛瑙的主要成分都是二氧化硅 故b错误 二氧化硅能够与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水 硅酸钠具有黏性 所以碱性物质不能用磨口玻璃塞盛放 故c错误 二氧化硅不导电 是绝缘体 故d错误 3 1 2014 天津高考 晶体硅 熔点1410 是良好的半导体材料 由粗硅制纯硅过程如下 写出sicl4的电子式 在上述由sicl4制纯硅的反应中 测得每生成1 12kg纯硅需吸收akj热量 写出该反应的热化学方程式 2 2013 安徽高考 一种核素w的质量数为28 中子数为14且w的单质与氢氟酸反应生成两种无色气体 该反应的化学方程式是 解析 1 每生成1 12kg纯硅需吸收akj热量 则生成28gsi需吸收的热量为0 025akj 可知热化学方程式为sicl4 g 2h2 g si s 4hcl g h 0 025akj mol 1 2 核素w的质量数为28 中子数为14 则该元素为si 答案 1 sicl4 g 2h2 g si s 4hcl g h 0 025akj mol 1 2 si 4hf sif4 2h2 加固训练 1 2016 焦作模拟 下列说法正确的是 a 单质氧化物酸或碱盐 碳或硅单质可以按上述关系进行转化 b 若a b c分别为si sio2 h2sio3 则可以通过一步反应实现转化 b c ac 太阳能电池板中的硅在元素周期表中处于金属元素与非金属元素的交界位置d 单质硅常用于制造光导纤维 解析 选c a项 sio2不与h2o反应 即 氧化物酸或碱 不能实现转化 b项 b c c a均不能通过一步反应实现转化 d项 sio2用于制造光导纤维 2 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 硅燃烧放出的热量较多 c 自然界中硅的贮存量丰富 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 选c 硅燃烧可以放出较多热量 生成二氧化硅 二氧化硅不是气体 其污染容易得到有效控制 硅为固体燃料 化学性质不活泼 运输 贮存比较容易 硅在自然界中无单质形式 只有化合物 c项错误 3 2016 宜昌模拟 氯气用途十分广泛 可用于生产半导体材料硅 其生产的流程如下 下列说法不正确的是 a 是置换反应 是化合反应b 高温下 焦炭与氢气的还原性均强于硅c 流程的任一反应中 每消耗或生成28g硅 均转移4mol电子d 高温下将石英砂 焦炭 氯气 氢气按一定比例混合可得高纯硅 解析 选d 在高温下将石英砂 焦炭 氯气 氢气按一定比例混合 则石英砂与焦炭反应 氯气与氢气反应 就不再按照题干的流程进行反应 也就不会得到高纯硅 考点二硅酸盐及无机非金属材料 核心知识通关 1 硅酸盐 1 概念 由硅 氧和金属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 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 na2o sio2 k2o 3al2o3 6sio2 2h2o 3 硅酸钠 na2sio3 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 如与盐酸反应的化学方程式为 与co2水溶液反应的化学方程式为 用途 黏合剂 矿物胶 耐火阻燃材料 水玻璃 碱 na2sio3 2hcl 2nacl h2sio3 na2sio3 co2 h2o h2sio3 na2co3 2 常见无机非金属材料 1 传统无机非金属材料 纯碱 石灰石和 石英砂 水泥回 转窑 2 玻璃的生产 na2co3 sio2na2sio3 co2 caco3 sio2casio3 co2 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 4 新型无机非金属材料 如高温陶瓷 压电陶瓷 生物陶瓷 光导纤维等 特别提醒 1 氧化物形式只表示硅酸盐的组成而不表示其结构 切不可认为硅酸盐是由氧化物混合而成的 2 玻璃中含有二氧化硅 因此氢氟酸可用于雕刻玻璃 盛放氢氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶 3 naoh溶液可以用玻璃瓶盛放 但不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶 高考模拟精练 1 2016 济南模拟 下列有关硅及硅酸盐材料的说法正确的是 a 硅酸钠属于盐 不属于碱 所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中b 反应 na2sio3 h2o co2 na2co3 h2sio3 反应 na2co3 sio2na2sio3 co2 两反应是相互矛盾的 不可能都能发生 c 普通玻璃 石英玻璃 水泥等均属于硅酸盐材料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 选d a项 硅酸钠本身是一种黏合剂 易造成磨口玻璃塞与瓶口黏结 b项 两反应条件不同 反应 是在溶液中进行 相对强的酸可以制相对弱的酸 而高温条件下 co2是气体 逸出反应体系 能促使反应发生 c项 石英玻璃的成分为sio2 sio2是氧化物不是盐 2 2016 荆州模拟 青石棉是世界卫生组织确认的一种致癌物质 是 鹿特丹公约 中受限制的46种化学品之一 青石棉的化学式为na2fe5si8o22 oh 2 青石棉用稀硝酸处理时 还原产物只有no 下列说法中正确的是 a 青石棉是一种易燃品且易溶于水b 青石棉的化学组成用氧化物的形式可表示为na2o feo 2fe2o3 8sio2 h2o c 1molna2fe5si8o22 oh 2与足量的硝酸作用 至少需消耗6l3mol l 1hno3溶液d 1molna2fe5si8o22 oh 2与足量氢氟酸作用 至少需消耗5 5l2mol l 1hf溶液 解析 选c 根据青石棉的组成可知 该物质属于硅酸盐 不是一种易燃品且难溶于水 a不正确 根据氧原子守恒可知应该是na2o 3feo fe2o3 8sio2 h2o b不正确 根据组成可知和硝酸作用生成2mol硝酸钠 5mol硝酸铁和1molno 因此需要硝酸的物质的量是18mol 选项c正确 和氢氟酸反应生成sif4 naf 物质的量分别是8mol和2mol 所以需要hf的物质的量是34mol d不正确 加固训练 1 下列关于无机非金属材料的说法中不正确的是 a 传统无机非金属材料是指玻璃 水泥 陶瓷等硅酸盐材料b 新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的许多缺点 c 高温结构材料具有耐高温 耐酸碱腐蚀 硬度大 耐磨损 密度小等优点d 传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐 解析 选d 无机非金属材料分为传统无机非金属材料和新型无机非金属材料两大类 传统无机非金属材料是指我们常说的硅酸盐材料 包括玻璃 水泥 砖瓦 陶瓷等 新型无机非金属材料是指一些新型的具有特殊结构和特殊功能的非硅酸盐型材料 新型无机非金属材料与传统无机非金属材料相比 具有许多优良性能 如耐高温 耐磨损 耐酸碱腐蚀 具有压电效应 具有生物功能等 2 2016 咸阳模拟 x是一种新型无机非金属材料 具有耐磨 耐腐蚀 抗冷热冲击性 有关生产过程如下 为了确定c的组成 某同学进行了以下的探究过程 已知f g都是难溶于水和稀硝酸的白色沉淀 i可作光导纤维 按要求回答下列问题 1 c的化学式为 x的化学式为 2 写出下列方程式 反应 的化学方程式 反应 的离子方程式 解析 由i可作光导纤维知 i为sio2 根据题给第二个框图中的转化关系和 f g都是难溶于水和稀硝酸的白色沉淀 知f为硅酸 h为硅酸钠 由e g是加入了硝酸银和稀硝酸 生成了难溶于水和稀硝酸的白色沉淀 知e中含有氯离子 则化合物c中含硅 氯两种元素 故c为sicl4 d为si nh2 4 x为si3n4 答案 1 sicl4si3n4 2 sicl4 4nh3 si nh2 4 4hcl 2h2o 2co2 h2sio3 2 课时小结构建