【学海导航】安徽省高中化学（第1轮）总复习 第4章第13课时 无机非金属材料的主角－硅课件 新人教版.ppt

1 第四章非金属及其化合物 第课时 13 无机非金属材料的主角 硅 2 二氧化硅与二氧化碳 sio2与co2的比较 3 续表 4 续表 5 下列说法正确的是 a sio2溶于水显酸性b 由na2sio3 co2 h2o na2co3 h2sio3 可知碳酸的酸性比硅酸强c 由na2co3 sio2na2sio co2 可知硅酸的酸性比碳酸的酸性强d sio2是酸性氧化物 它不溶于任何酸 b sio2不溶于水 也不与h2o反应 所以水溶液不显酸性 h2co3的酸性强于h2sio3 所以b项的反应可以发生 na2co3与sio2的反应之所以能发生是因为 反应是在高温无水条件下进行的 反应后生成的co2脱离反应体系 sio2虽为酸性氧化物 但是它可与hf反应 6 下列说法正确的是 a 硅的氧化物及硅酸盐是构成地壳的主要物质 硅是地壳中含量最多的非金属元素b 硅和碳都是不活泼非金属 在自然界中大多以游离态形式存在c 硅是一种亲氧元素 因此硅在自然界中都以氧化物形式存在d 硅是构成岩石及矿物的基本元素 d 7 1 传统无机非金属材料 1 玻璃原料 生产普通玻璃的主要原料是纯碱 na2co3 石灰石 caco3 和石英 sio2 主要设备 玻璃熔炉 无机非金属材料 8 反应原理 将粉碎混匀的原料加强热使之熔化 发生复杂的物理化学变化 冷却即成玻璃 其中主要化学反应是caco3 sio2casio3 co2 na2co3 sio2na2sio3 co 9 主要成分 制造玻璃的原料中 石英是过量的 所以 普通玻璃是casio3 na2sio3和sio2熔化在一起得到的物质 其物质的量之比为1 1 4 因此玻璃可表示为 na2o cao 6sio2 主要性质 硬而脆 受热时在一定温度范围内逐渐软化 没有一定的熔点 故称作玻璃态物质 耐酸腐蚀 hf除外 10 2 水泥 普通水泥的主要成分为硅酸三钙 3cao sio2 硅酸二钙 2cao sio2 和铝酸三钙 3cao al2o3 等 水泥的特点是水泥具有水硬性 与水掺和搅拌并静置后 很容易凝固变硬 混凝土是指水泥 沙子和碎石的混合物 混凝土常用钢筋作结构 这就是通常所说的钢筋混凝土 11 2 新型无机非金属材料 12 续表 13 物质a是一种高熔点化合物 不溶于硫酸 硝酸 却溶于氢氟酸 c是一种气体 d是白色胶状沉淀 a b c d之间的转化如图 试推断 a b c d sio2 na2sio3 co2 h2sio3 由a的性质可知a为sio2 结合转化关系知b为硅酸钠 c为co2 d为硅酸 14 硅单质及其化合物应用范围很广 请回答下列问题 1 制备硅半导体材料必须先得到高纯硅 三氯甲硅烷 sihcl3 还原法是当前制备高纯硅的主要方法 生产过程示意图如下 石英砂 粗硅 sihcl3 粗 sihcl3 纯 高纯硅 15 写出由纯sihcl3制备高纯硅的化学反应方程式 整个制备过程必须严格控制无水无氧 sihcl3遇水剧烈反应生成h2sio3 hcl和另一种物质 写出配平的化学反应方程式 h2还原sihcl3过程中若混有o2 可能引起的后果是 sihcl3 h2 si 3hcl sihcl3 3h2oh2sio3 h2 3hcl 高温下 h2遇o2发生爆炸 16 2 下列有关硅材料的说法正确的是 填字母 a 碳化硅化学性质稳定 可用于生产耐高温水泥b 氮化硅硬度大 熔点高 可用于制作高温陶瓷和轴承c 高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料 光导纤维d 普通玻璃是由纯碱 石灰石和石英砂制备的 其熔点很高e 盐酸可以与硅反应 故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅 bc 17 3 硅酸钠水溶液俗称水玻璃 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 写出实验现象并给予解释生成 白色胶状沉淀 有刺激性气味的气体生成 si与n发生双水解反应 si 2n 2h2o 2nh3 h2o h2sio3 18 2009 安徽 石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料 结构示意图如右 可由石墨剥离而成 具有极好的应用前景 下列说法正确的是 19 a 石墨烯与石墨互为同位素b 0 12g石墨烯中含有6 02 1022个碳原子c 石墨烯是一种有机物d 石墨烯中的碳原子间以共价键结合 d 20 一 选择题 每小题7分 共49分 1 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 21 c 光导纤维的成分是sio2 错 水晶的成分是sio2 而不属于硅酸盐 错 故c项正确 22 2 在制玻璃 制水泥两种工业生产中 都需要原料 a 纯碱b 石灰石c 石英d 黏土 b 23 3 下面关于sio2晶体网状结构的叙述正确的是 a 最小的环上 有3个si原子和3个o原子b 最小的环上 si和o原子数之比为1 2c 最小的环上 有6个si原子和6个o原子d 存在四面体结构单元 o处于中心 si处于4个顶角 c 24 4 下列说法正确的是 a 硅材料广泛应用于光纤通讯b 工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品c 水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品d 粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应 a 25 5 近来查明 二氧化三碳 c3o2 是金星大气层的一个组成部分 下列关于二氧化三碳的说法错误的是 a 二氧化三碳的电子式为b c3o2 co co2都是碳的氧化物c c3o2和co一样可以燃烧生成co2d c3o2和co2都是碳酸的酸酐 d 26 6 考古学家可以通过测定古生物化石中14c的含量确定古生物生活的年代 下列关于14c的说法正确的是 a 与12c化学性质不同b 与c60互为同素异形体c 与12c互为同位素d 与14n含有的中子数相同 c 27 7 用na表示阿伏加德罗常数 下列说法正确的是 36gd2o含有的电子数为20na 0 1molna2o2与水完全反应时转移电子数为0 2na 0 1molc10h22分子中共价键总数为3 1na 在标准状况下 22 4lch2cl2的物质的量为1mol 28 6 2g氧化钠和7 8g过氧化钠中各含有离子数约为0 3 6 02 1023 28g硅晶体 结构如图 中含有na个si si键a b c d b 29 二 非选择题 有4小题 共51分 8 2009 全国 已知周期表中 元素q r w y与元素x相邻 y的最高化合价氧化物的水化物是强酸 回答下列问题 1 w与q可以形成一种高温结构陶瓷材料 w的氯化物分子呈正四面体结构 w的氧化物的晶体类型是 2 q的具有相同化合价且可以相互转变的氧化物是 3 r和y形成的二元化合物中 r呈现最高化合价的化合物的化学式是 原子晶体 no2和n2o4 as2s5 30 4 这5个元素的氢化物分子中 立体结构类型相同的氢化物的沸点从高到低排列次序是 填化学式 其原因是 电子总数相同的氢化物的化学式和立体结构分别是 nh3 ash3 ph3 nh3分子间存在氢键 所以沸点最高 相对分子质量ash3大于ph3 分子间作用力ash3大于ph3 故ash3沸点高于ph3 sih4正四面体 ph3三角锥 h2s角形 v形 31 5 w和q所形成的结构陶瓷材料的一种合成方法如下 w的氯化物与q的氢化物加热反应 生成化合物w qh2 4和hcl气体 w qh2 4在高温下分解生成q的氢化物和该陶瓷材料 上述相关反应的化学方程式 各物质用化学式表示 是 32 本题可结合问题作答 w的氯化物为正四面体形 则应为sicl4或ccl4 又w与q形成高温结构陶瓷 故可推断w为si 1 sio2为原子晶体 2 高温结构陶瓷可联想到si3n4 q为n 则有no2与n2o4之间的相互转化关系 3 y的最高价氧化物的水化物为强酸 且与si n等相邻 则只能是s r为as 所以符合题意的化合物应为as2s5 33 4 显然x为p元素 氢化物沸点顺序为nh3 ash3 ph3 因为前者含有氢键后两者构型相同 分子间作用力不同 sih4 ph3和h2s的电子数均为18 结构分别为正四面体 三角锥和v形 5 由题中所给出的含字母的化学式可以写出具体的物质 然后配平即可 34 9 16分 某课外小组欲通过实验证明方铅矿分解所得白色粉末中含有氧元素 设计以下的实验装置 35 在实验或改进实验中 可能发生的化学反应如下 pbo cpb co 2pbo c2pb co2 ca oh 2 co2caco3 h2o cu nh3 2 ac co 2nh3 cu nh3 4 ac co h 0 请回答以下问题 36 1 在装置a中不断鼓入氮气的作用是 能否用空气代替氮气 其理由是 将实验装置内的空气排净 并作为动力源将pbo与c反应生成的气体 赶入b c两个实验装置处 不能 空气中的o2可与灼热的炭反应 且空气中还含有co2 h2o等含氧化合物 均可导致实验失败 37 2 在实验过程中 未见b装置中有白色沉淀生成 说明在装置a中发生反应的化学方程式是 证明氧化铅里含有氧元素的实验事实是 在装置c处可见一氧化碳燃烧产生的淡蓝色火焰 38 3 若使实验更具有说服力 通过增添设备和药品 设计一个更加严密的改进实验方案是 可在装置b后串联一个内盛 cu nh3 2 ac溶液的洗气装置 吸收一氧化碳 反应完毕 取出吸收液加热解吸 用排水取气法收集放出的气体 通过进一步实验证明该气体是一氧化碳 39 4 若没有木炭粉和氮气 改用氢气行吗 实验的装置和药品又将做怎样的调整 可用 用无水cuso4吸收生成的水 证明氧化铅中含有氧元素 装置b应改用内盛cuso4白色粉末的干燥管 40 10 9分 几种含硅元素的物质之间的相互转化关系如图所示 41 试判断 1 写出下列几种物质的化学式 a b c d e 2 写出下列反应的化学方程式 b a b e si sio2 h2sio3 na2sio3 casio3 42 3 写出下列溶液中反应的离子方程式 d c d e 43 11 12分 晶体硅是一种重要的非金属材料 制备纯硅的主要步骤如下 高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅 粗硅与干燥hcl气体反应制得sihcl3 si 3hclsihcl3 h2 sihcl3与过量h2在1000 1100 反应制得纯硅 已知sihcl3能与h2o强烈反应 在空气中易自燃 300 44 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 0 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 分馏 或蒸馏 45 3 用sihcl3与过量h2反应制备纯硅的装置如下 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 浓