高考化学总复习 第4章 课时1 硅、无机非金属材料课件 鲁科版.ppt

最新考纲1 了解硅元素单质及其化合物的主要性质及其应用 2 了解硅元素单质及其化合物对环境质量的影响 课时1硅无机非金属材料 1 单质硅单质硅有和 非晶体硅 两种同素异形体 晶体硅的结构与金刚石类似 1 物理性质晶体硅是的固体 有金属光泽 硬度 熔 沸点 导电性介于和之间 考点一硅的单质及其氧化物 晶体硅 无定形硅 灰黑色 大 导体 绝缘体 高 si 2f2 sif4 si 4hf sif4 2h2 si 2naoh h2o na2sio3 2h2 3 工业制法 4 用途 作为半导体材料 生产硅合金 制造太阳能电池 很高 很大 不 sio2 2naoh na2sio3 h2o 3 主要用途 信息高速公路的骨架 制造石英坩埚 石英玻璃 石英钟表等 制造电子工业的重要部件 光学仪器 用作工艺饰品如水晶 玛瑙等 光导纤维 探究思考1 盛放碱液的试剂瓶 为什么不能用玻璃塞 答案玻璃中含有sio2 sio2能够与碱液缓慢反应 带玻璃塞的玻璃试剂瓶一般都是磨砂口的 接触非常严密 接触碱液时间长了会生成具有黏合性的na2sio3水溶液 从而使瓶塞与瓶颈黏在一起 不易分开 2 判断正误 1 硅是非金属元素 晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体 2 硅的导电性介于导体和绝缘体之间 是良好的半导体 3 硅的化学性质不活泼 常温下不与任何物质反应 4 加热到一定温度时 硅能与氯气 氧气等非金属反应 5 粗硅制备单晶硅不涉及到氧化还原反应 6 二氧化硅不与任何酸反应 可用石英制造耐酸容器 答案 1 2 3 4 5 6 示例1 高考题组合 下列说法不正确的是 a 高温下用焦炭还原sio2制取粗硅 2013 广东 11c b 单晶硅是将太阳能转变为电能的常用材料 2012 新课标 8b c 单质硅常用作半导体材料和光导纤维 2011 山东理综 10b d 硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 2009 广东理基 22 思维启迪硅是现在应用最为广泛的半导体材料 而光导纤维的主要成分为sio2 光导纤维不导电 解析光导纤维的主要成分为二氧化硅而不是硅单质 答案c 示例2 2012 重庆理综 改编 金刚石 sic具有优良的耐磨 耐腐蚀特性 应用广泛 1 碳与短周期元素q的单质化合仅能生成两种常见气态化合物 其中一种化合物r为常见的能产生温室效应的气体 碳元素在周期表中的位置是 q是 r的结构式为 2 一定条件下 na还原ccl4可制备金刚石 反应结束冷却至室温后 回收其中的ccl4的实验操作名称为 除去粗产品中少量钠的试剂为 3 碳还原sio2制sic 其粗产品中杂质为si和sio2 现将20 0gsic粗产品加入到过量的naoh溶液中充分反应 收集到0 1mol氢气 过滤得sic固体11 4g 滤液稀释到1l 生成氢气的离子方程式为 硅酸盐的物质的量浓度为 解析硅燃烧生成二氧化硅 二氧化硅是固体 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 贮存比较容易且又安全 硅在自然界中无单质形式 只有化合物 所以c是错误的 答案c 2 高考题组合 下列说法正确的是 a 二氧化硅不与强酸反应 可用石英器皿盛放氢氟酸 2013 江苏 4b b sio2有导电性 所以sio2可用于制备光导纤维 2012 广东理综 12b c sio2与酸 碱均不反应 2012 天津理综 2b d sio2是酸性氧化物 能与naoh溶液反应 2010 山东 13a 解析sio2能与氢氟酸反应 所以不可用石英器皿盛放氢氟酸 a错误 sio2没有导电性 b错误 sio2为酸性氧化物能与强碱反应 c错误 答案d 3 2013年6月 欧洲对我国光伏产品实行高额征税措施 严重影响世界清洁能源的发展 多晶硅 导电玻璃 玻璃上镀金属 是太阳能光伏产业的重要物质 制备多晶硅必须先得到高纯度硅 三氯甲硅烷 sihcl3 可燃 还原法是当前制备高纯硅的主要方法 其生产流程如图所示 1 下列判断正确的是 填序号 a 高纯度石英砂能用作制造cpu的半导体材料b 石英砂在高温下与焦炭反应生成粗硅和二氧化碳c 利用石英砂可制备光伏产业所需的玻璃d 硅性质稳定 不能溶解在任何酸或碱溶液中 2 整个制备过程中必须严格控制无水无氧 sihcl3遇h2o剧烈反应生成h2sio3 hcl和另一种物质 写出该反应的化学方程式 h2还原sihcl3过程中若混入o2 可能引起的后果是 3 该工艺流程可循环利用的物质是 4 硅酸钠的水溶液俗称水玻璃 用水玻璃可制得高纯度二氧化硅 取少量硅酸钠溶液于试管中 逐滴加入饱和氯化铵溶液 振荡 写出实验现象 5 工业上常用纯净的石英砂与c在高温下发生反应制造粗硅 粗硅中含有sic 其中si和sic的物质的量之比为1 1 制造粗硅时的反应为 该反应中 若生成5 6gsi 转移电子的物质的量为 mol 解析 1 选项a 石英砂的主要成分是sio2 sio2能制造光导纤维等 但它不能导电 a项错误 石英砂 sio2 在高温下可与焦炭反应 但产物除粗硅外还有co而不是co2 b项错误 制备玻璃的原料有sio2 c项正确 硅能与hf及naoh溶液反应 d错误 2 sihcl3中h为 1价 h2o中的h为 1价 二者发生氧化还原反应生成h2 sihcl3 3h2o h2sio3 3hcl h2 因sihcl3 h2在o2中都能燃烧 所以混有o2时易引起爆炸 硅及其化合物的特殊性 考点二硅酸 硅酸盐 无机非金属材料 干燥剂 难 不能 弱 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 钾云母 kh2al3si3o12 写成 由硅 氧和金属元素组成的化合物 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 水溶液显碱性 它能与较强的酸反应 如与盐酸反应 与co2水溶液反应 用途 黏合剂 矿物胶 耐火阻燃材料 na2sio3 2hcl 2nacl h2sio3 na2sio3 co2 h2o h2sio3 na2co3 水玻璃 3 无机非金属材料 1 传统无机非金属材料 三种硅酸盐工业生产的比较 石灰石 黏土 纯碱 石灰石和石英 黏土 水泥回转窑 玻璃窑 主要用途 陶瓷 玻璃 水泥是主要建材 也广泛应用于生活中 2 新型无机非金属材料 高温结构陶瓷 如氮化硅陶瓷具有较高的硬度和耐磨性 较强的抗化学侵蚀性和电绝缘性等 生物陶瓷 对机体无排异反应 不会引起代谢作用异常 压电陶瓷 具有压电效应 2 判断正误 1 玻璃是一种晶体 有较高的熔点 2 水玻璃是一种特殊的玻璃 泡花碱属于碱 3 向一定浓度的na2sio3溶液中通入适量co2出现白色沉淀 证明h2sio3的酸性比h2co3的酸性强 4 传统无机非金属材料是指玻璃 水泥 陶瓷等硅酸盐材料 5 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 6 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 7 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 答案 1 2 3 4 5 6 7 示例3 高考题组合 下列说法正确的是 a 石英只能用于生产光导纤维 2013 福建 6a b 合成纤维与光导纤维都是新型无机非金属材料 2012 新课标 8d c 陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料 2009 广东理基 22 d 水泥 玻璃 水晶饰物都是硅酸盐制品 2009 广东理基 22 思维启迪 合成纤维属于有机物 填 有机物 无机物 水晶的主要成分是sio2 解析石英除用于生产光导纤维外 还可用于制备si 玻璃等 a错误 合成纤维属于有机物不属于无机非金属材料 b错误 水晶的主要成分为sio2不属于硅酸盐制品 d错误 答案c 答案b 2 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 请回答下列问题 1 写出各物质的化学式 a b c d e 2 写出反应 的化学方程式 该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 3 写出反应 的离子方程式 4 写出反应 的离子方程式 5 h2co3的酸性强于e的 请用离子方程式予以证明 解析解答本题的 突破口 1 是非金属元素r的单质能与naoh溶液反应生成盐 na2ro3 和氢气 说明是硅及其化合物之间的转化 突破口 2 是反应条件 高温 a在高温条件下 能与焦炭 caco3发生反应 则a为sio2 从而推知b为casio3 c为na2sio3 d为si e为h2sio3 3 a元素的一种单质是一种重要的半导体材料 含a元素的一种化合物c可用于制造高性能的现代通讯材料 光导纤维 c与烧碱反应生成含a元素的化合物d 1 在元素周期表中 a位于 族 与a同族但相对原子质量比a小的元素b的原子结构示意图为 a与b原子在电子层结构上的相同点是 2 易与c发生化学反应的酸是 填名称 反应的化学方程式是 3 将c与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成d 同时还生成b的最高价氧化物e 将全部的e与全部的d在足量的水中混合后 又发生化学反应生成含a的化合物f 写出生成d和f的化学反应方程式 要将naoh高温熔化 下列坩埚中不可选用的是 a 普通玻璃坩埚b 石英玻璃坩埚c 氧化铝坩埚d 铁坩埚 问题探究 材料科学是近年来与化学有关的科学研究的热点 材料工业和新材料技术是现代经济支柱之一 也是近年来高考的一个命题热点 有关新型无机非金属材料的题型主要有以下两种情况 新型无机非金属材料题型探秘 当场指导 一 信息挖掘型 例1 氮化硅是一种高温陶瓷材料 它的硬度大 熔点高 化学性质稳定 工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300 反应制得 1 根据性质 推测氮化硅陶瓷的用途是 填序号 a 制汽轮机叶片b 制有色玻璃c 制永久性模具d 制造柴油机 2 写出n si的原子结构示意图 根据元素周期律知识 请写出氮化硅的化学式 3 氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强 除氢氟酸外 它不与其他无机酸反应 试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式 解析 1 氮化硅是一种高温结构陶瓷 属于新型无机非金属材料 将高温结构陶瓷的特性 用途等知识进行迁移 可知氮化硅硬度 强度高 耐磨 耐腐蚀 可以制汽轮机叶片 轴承 制造永久性模具等 选a c d 2 n原子结构示意图 si原子结构示意图 依据原子结构和元素周期律的知识 可以判断出氮元素的非金属性比硅强 故n显 3价 si显 4价 再根据化合物中各元素化合价代数和为零的原则 推出氮化硅的化学式为 si3n4 二 性质对比型1 四种新型无机非金属材料的对比 例2 有关高温结构陶瓷和光导纤维说法不正确的是 a 高温结构陶瓷弥补了金属材料的弱点 但是硬度却远远低于金属材料b 氮化硅陶瓷是一种重要的结构材料 具有超硬性 它能与氢氟酸反应c 光导纤维是一种能高质量传导光的玻璃纤维d 光导纤维的抗干扰性能好 不发生电辐射 通讯质量高 能防窃听 解析高温结构陶瓷克服了金属材料的弱点 本身具有很多优点 如硬度 强度高 不怕氧化等 a项错