高考化学一轮复习 第4章 第1讲 无机非金属材料的主角 硅课件.ppt

必考部分 第四章 非金属及其化合物 导航高考 考点突破 随堂演练 自我诊断 课时作业 1 了解碳元素的单质及某些氧化物 氢化物 碳酸盐的性质 2 了解碳的氧化物对大气的污染及其防治 初步了解粉尘对环境及人类健康的影响 3 了解si和sio2的主要性质 了解co2和sio2物理性质差异的主要原因 4 了解硅酸及常见硅酸盐的性质 5 了解硅酸盐工业及新型无机非金属材料的性质与应用 考纲解读 1 本讲内容重点考查 1 c si元素的单质及其化合物间的转化 2 c si元素的单质及化合物性质及应用 3 c si新型材料 试题形式不固定 以了解和综合应用为主 试题较易 2 高考时非选择题的考查形式有两种 一种是与元素及其化合物性质及其转化相结合 一种是以工业生产流程图为载体考查综合应用 考向分析 考点图析 2 硅及其重要化合物间的网络关系 一 碳和硅 基础知识梳理 二 co2和sio2 三 硅酸和硅酸盐1 硅酸 1 溶解性 溶解度很小 2 化学性质 弱酸性 酸性比 还弱 na2sio3 co2 h2o na2co3 h2sio3 3 制备 可用硅酸钠与盐酸反应制得 4 用途 硅胶可用作 的载体和袋装食品 瓶装药品等的干燥剂 2 硅酸盐 1 硅酸盐 是由 元素组成的化合物的总称 是构成地壳岩石的重要成分 2 硅酸钠 硅酸钠的水溶液俗称水玻璃 是制备硅胶和木材防火剂等的原料 3 硅酸盐组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成 如硅酸钠 na2sio3 可表示为na2o sio2 长石 kalsi3o8 可表示为 4 硅酸盐的用途 土壤保肥 土壤胶粒带 电 能吸附nh k 等 硅酸盐产品 陶瓷 玻璃 水泥等无机非金属材料 硅酸盐制品性质稳定 耐压强度高 硬度大 熔点较高 大都难溶于水 思考 有人认为sio2既能与酸反应又能与碱反应 所以认为它是一种两性氧化物 你同意这种看法吗 四 无机非金属材料1 硅酸盐材料 2 特殊功能的含硅物质 1 碳化硅具有金刚石结构 可用作磨料 2 含硅元素4 的硅钢具有 性 3 硅橡胶具有既耐高温又耐低温的性质 三 1 2 碳酸 3 na2sio3 2hcl h2sio3 2nacl 4 催化剂2 1 硅 氧和金属 3 k2o al2o3 6sio2 4 负思考 不同意 因为sio2只与酸中的氢氟酸反应 而与其他酸都不反应 sio2是一种酸性氧化物 四 1 黏土 石灰石纯碱 石灰石 石英2 2 导磁 1 下列物品或设备 水泥路桥 门窗玻璃 水晶镜片 石英钟表 玛瑙手镯 硅太阳能电池 光导纤维 计算机芯片 所用材料为sio2或要用到sio2的是 a b c d 全部 自主检查 答案 c 解析 物品或设备的所用材料为sio2 生产水泥的原料黏土中含有sio2 生产玻璃用到的主要原料为纯碱 石灰石和sio2 和 所用材料为硅 故c项正确 2 常温下 下列不发生反应的一组物质是 硅与naoh溶液 硅与盐酸 硅与氢氟酸 二氧化硅与碳酸钠 二氧化硅与naoh溶液 二氧化硅与浓硝酸a b c d 答案 d 解析 硅的化学性质稳定 常温下除了与氟气 氢氟酸和强酸反应外 它不易与其他物质如氢气 氧气 氯气等反应 3 下列说法正确的是 a 硅是人类将太阳能转变为电能的常用材料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 答案 a 4 下列关于sio2和co2的叙述中不正确的是 a co2的熔沸点较低 sio2的熔沸点较高b 都能与水反应生成相应的酸c 与naoh溶液反应生成盐溶液均显碱性d sio2与氢氟酸可以反应 但co2不能与任何酸反应 答案 b 5 下列试剂可用带玻璃塞的玻璃瓶存放的是 a naoh溶液b na2sio3溶液c 盐酸d 氢氟酸 答案 c 6 生产水泥和玻璃共同的原料是 a 纯碱b 黏土c 石灰石d 石英 答案 c 1 除杂质 1 co中混有co2 通过盛有naoh溶液的洗气瓶 2 co2中混有co 通过盛有灼热cuo的硬质玻璃管 3 co2中混有so2 hcl 通过盛有饱和nahco3溶液的洗气瓶 考点一 碳及其化合物的知识总结 2 碳酸的酸式盐和正盐的规律比较 1 在水中的溶解性规律一般地 在相同温度下 难溶性正盐溶解度小于其酸式盐溶解度 如溶解度ca hco3 2 caco3 可溶性正盐溶解度大于其酸式盐溶解度 如溶解度na2co3 nahco3 2 热稳定性 一般地 热稳定性顺序为 正盐 酸式盐 碳酸 如na2co3 nahco3 h2co3 可溶性正盐 难溶性正盐 如caco3高温分解 而k2co3不易分解 例1 向四只盛有一定量naoh溶液的烧杯中通入不同量的co2气体后 在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量 并将溶液加热 产生的co2气体与hcl物质的量的关系如图 忽略co2的溶解和hcl的挥发 则下列分析都正确的组合是 答案 b 特别提醒 变式训练 d nahco3溶液和na2co3溶液可以用cacl2溶液鉴别 答案 d 一 比较 考点二 硅及其化合物的特性 二 硅酸盐的表示方法及应用1 硅酸盐的表示方法 氧化物法 1 氧化物的顺序 活泼金属氧化物 较活泼金属氧化物 二氧化硅 水 2 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 2 硅酸盐产品硅酸盐工业 3 新型无机非金属材料的种类和用途 例2 下图是中学化学中常见的几种物质之间的转化关系 氧化物a是光导纤维的基本原料 为非金属单质 为主族元素金属单质 1 写出下列物质的化学式 单质 盐乙 氧化物a 写出氧化物a与naoh溶液反应的化学方程式 2 向盐甲的水溶液中通入过量co2 观察到的现象是 发生反应的离子方程式为 3 单质 的用途非常广泛 如用做 只需写一种 工业上制备单质 的化学方程式为 规律方法 常见的与强碱反应生成h2的固体单质有al和si 能够置换出h2o中氢的非金属单质为碳 这些特征反应常做为推断题的突破口 特别提醒 2 下列物质间的转化不能通过一步反应完成的是 a sio2 sib co2 cc sio2 h2sio3d si na2sio3 答案 c 变式训练 答案 b 典例1 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 常见错误 选c 易错剖析 错因剖析 1 常见错误分析错选c的原因主要是没有意识到高温下充分灼烧时 na2co3和sio2还能够继续反应生成na2sio3 从而造成错选 2 其他错误分析本题还容易错选b 原因主要是没有理清各物质量的关系 若只注意到题干 足量co2气体 误以为sio2和na2co3反应时na2co3有剩余 从而错选b 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过程中若混入o2 可能引起的后果是 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 石灰石和石英砂制成的 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 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 问题记录 错因剖析 1 不知道利用氧化还原知识解答 sihcl3中si为 2价 已知产物h2sio3中为 4价 化合价升高 必有化合价降低的元素 在反应物sihcl3中cl为 1价 属于氯元素的最低价 化合价不能降低 故只能是h元素由 1价 0价 即生成h2 然后配平即可 h2和o2的混合气体在高温下可能引起爆炸 且反应物sihcl3中si呈 2价易被o2氧化为 4价 故应可能生成sio2 2 误填d项 忽视了玻璃态物质无固定熔点的特征 误填e项 忽视了si只与酸中氢氟酸反应的特征 3 不能从互相促进水解且彼此水解均完全的角度认识问题更不能从加少量na2sio3溶液及nh4cl溶液为饱和溶液的角度出发 错误的认为生成nh3 h2o 故漏填放出nh3的实验现象 正确解析 1 根据原子守恒即质量守恒可以写出sihcl3与h2反应的化学方程式 sihcl3和h2o剧烈反应生成h2sio3 hcl和另一种物质 分析它们化合价的变化可知 而cl的化合价未发生变化 因此另一种元素即h元素的化合价必定降低 即另一种物质是h2 2 sic和si3n4为高熔点物质 a b和c都正确 玻璃是一种玻璃态物质 无固定的熔点 盐酸不能与硅反应 而hcl在573k以上的温度下可与硅发生反应 因此d e都不正确 1 2011 山东 10 某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半 该元素 a 在自然界中以化合态的形式存在b 单质常用作半导体材料和光导纤维c 最高价氧化物不与酸反应d 气态氢化物比甲烷稳定 答案 a 解析 本题是利用元素周期律和元素周期表来考查非金属硅及其化合物的性质和应用 硅及其化合物的性质有非金属及化合物的共性 又有其特殊性 对考生的要求是很全面的 此题对一部分考生来说有一定难度 要求考生对知识的掌握不仅要全面更要细致入微 短周期最外层电子数是次外层电子数一半的元素是si或li 故该元素是si si是非金属而li是金属 si在自然界中只以化合态存在 si常用作半导体材料 而光导纤维的主要成分为sio2 si的最高价氧化物sio2不与一般酸反应 但可以与氢氟酸反应 sio2 4hf sif4 2h2o 稳定性 sih4 ch4 2 目前 一项名为 ccs 二氧化碳捕集封存 的技术正在全球许多国家试运行 ccs 就是在co2排放之前就将其捕集 然后通过管线或船舶运到封存地 最后压缩注入地下 达到彻底减排的目的 下列有关二氧化碳的叙述中正确的是 a co2属于酸性氧化物b co2会导致温室效应 是一种大气污染物c co2和co都是碳的氧化物 它们互为同素异形体 d 实验室常用大理石与稀盐酸或稀硫酸反应制取二氧化碳 答案 a 解析 co2虽然会导致温室效应 但它不是大气污染物 b项错误 co2和co不是同素异形体的关系 c项错误 实验室不可用大理石与稀硫酸反应制取co2 因为反应生成的caso4微溶于水 会附着在大理石的表面 阻止反应进行 d项错误 3 光纤通信是一种现代化的通信手段 它可以提供大容量 高速度 高质量的通信服务 目前 我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络 即信息高速公路 光纤通信所使用的光缆 其主要部件为光导纤维 下列说法正确的是 制造光导纤维的主要原料是caco3 制造光导纤维的主要原料是sio2 光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的全反射 光导纤维是一种半导体 a b c d 答案 b 解析 光导纤维的主要原料是sio2 错 对 硅才是半导体 错 答案 a 解析 标出选项a反应前后元素的化合价 分析反应前后化合价的变化 可知a说法正确 光纤是光导纤维的简称 其主要成分是二氧化硅 b说法错误 制造光电池的材料是晶体硅 c说法错误 金刚砂的主要成分是碳化硅 石英玻璃的主要成分是二氧化硅 都不是硅酸盐产品 故d说法错误 选a 答案 a 6 如何用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质 括号内为杂质 将所选答案的编号填入表内相应的空格内 如果不需要外加试剂 则对应答案栏可不填 可供选择的试剂 a 盐酸b 氢氧化钠溶液c 氧气d 水e 二氧化碳可供选用的操作 水洗 加热 高温灼烧 过滤 结晶 答案 1 b 2 d 3 a 4 a 5 6 或d 解析 可根据二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物 它可跟强碱反应 不跟酸 氢氟酸除外 反应 受热不分解等性质 而三氧化二铁 碳酸钙跟盐酸反应 硅酸 氯化铵受热分解 通过一定操作 即可除去杂质 除杂过程中所发生的化学方程式如下 7 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氮气在1300 反应制得 1 根据性质推测氮化硅陶瓷的用途是 选填代号 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 画出n的原子结构示意图 试判断氮元素的最低负价为 请从原子结构和化合价两个角度分析推断氮化硅的化学式 3 氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强 除氢氟酸外 不与其他无机酸反应 请写出氮化硅陶瓷与氢氟酸发生复分解反应的化学方程式 4 用四氯