2013届高考化学一轮精品教学案 4.1 无机非金属材料的主角—硅课件

第一节无机非金属材料的主角 硅 解读考纲 基础回扣一 碳和硅 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 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 答案 A 解析 乙醇也是含碳化合物 燃烧产物中也有CO2 2 下列各组物质的性质关系比较中 正确的是 A 酸性 H2SiO3 H2CO3B 熔点 SiO2 CO2C 导电性 Si CuD 硬度 晶体硅 金刚石 答案 B 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 C6 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 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 答案 D 2 根据碳族元素的相似性与递变性 一般性与特殊性的知识 判断下列说法正确的是 A CO2 PbO2都是强氧化剂B CO2和PbO2都是弱氧化剂 CO和PbO都是还原剂C Sn OH 4可与NaOH反应 但不与盐酸反应D Ge单质的熔点介于Si Pb之间 是半导体材料 答案 D 解析 碳族元素中 C Si Ge Sn的 4价化合物稳定 而Pb的 2价化合物稳定 4价不稳定的元素表现强氧化性 2价不稳定的元素则表现强还原性 故A B都错 Sn是典型金属 所以其最高价氧化物对应的水化物Sn OH 4和HCl易反应 碳族元素单质的熔 沸点由上而下逐渐降低 故D正确 3 用来分离CO2和CO混合气体并干燥的装置如下图所示 图中a c d为活塞 b为分液漏斗活塞 通过Y形管和活塞分别接两球胆 现装置内空气已排尽 为使实验成功 甲 乙 丙分别盛放的试剂为 答案 C 解析 分离CO和CO2 应先将CO2吸收 干燥后用一个球胆收集CO 然后再利用酸制出CO2 干燥后用另一个球胆收集CO2 故丙装置中一定是浓H2SO4 吸收CO2时应选择碱液 NaHCO3溶液不能吸收CO2 用Na2CO3溶液吸收CO2 再制CO2时会改变CO2的量 故应选C项 一 比较 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 3 氧化物之间以 隔开 2 硅酸盐产品 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 答案 D 解析 硅元素在自然界中全部以化合态存在 不存在单质硅 5 某氧化物不溶于水 溶于熔化的NaOH中 生成易溶于水的化合物 向稀盐酸中滴加所生成化合物的水溶液 立即有白色沉淀产生 则原氧化物是 A Al2O3B MgOC SiO2D Fe2O3 答案 C 解析 能与NaOH反应的氧化物有Al2O3 SiO2 生成物分别为NaAlO2和Na2SiO3 但由于题目中是向稀盐酸中加所生成化合物的水溶液 即盐酸过量 NaAlO2与过量盐酸反应生成AlCl3 无沉淀 Na2SiO3与盐酸反应生成H2SiO3白色沉淀 故选C 6 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 请写出陶瓷与氢氟酸发生复分解反应的化学方程式 4 用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下 加强热使四氯化硅和氮气发生反应 可得较高纯度的氮化硅 则反应的化学方程式为 解析 1 性质决定用途 结合氮化硅的性质硬度大 熔点高 是一种重要的结构材料 可推测它的用途 结合选项 应选A C D 2 从原子稳定结构考虑和正负化合价代数和等于零的规则考虑 N显 3价 Si显 4价 由此可写出氮化硅的化学式为Si3N4 3 题目已告诉我们氮化硅与氢氟酸的反应属于复分解反应 可写出反应方程式为Si3N4 12HF 3SiF4 4NH3 4 注意理清该反应中的反应物和条件 另外正确地推测出除氮化硅外的另一种产物 完整地写出方程式 1 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 2 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 5 青花瓷 中所描绘的 瓶身描绘的牡丹一如你梳妆 色白花青的锦鲤跃然于碗底 等图案让人赏心悦目 但古瓷中所用颜料成分一直是个谜 近年来才知道大多为硅酸盐 如蓝紫色的硅酸铜钡 BaCuSi2Ox 铜为 2价 下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是 A 可用氧化物形式表示为BaO CuO 2SiO2B 性质稳定 不易脱色C 易溶解于强酸和强碱溶液D x等于6 答案 C 解析 由题意可知硅酸铜钡比较稳定 则C错误 由化合物中各元素的化合价代数和为零 有 2 2 2 4 x 2 0 解得x 6 D正确 6 下列关于硅及其化合物的说法正确的是 A 硅是光导纤维的主要成分B 硅钨酸H4SiW12O40中W的化合价为 6C 二氧化硅与水反应制得的硅酸溶胶有丁达尔效应D 硅是非金属元素 合金材料中不可能含有硅 答案 B 解析 光导纤维的主要成份是SiO2 A项错误 二氧化硅不能和水反应 C项错误 合金材料中也可能含有非金属元素 如生铁 含碳 硅钢等 D项错误 7 月球上的矿产资源极为丰富 仅其表层5cm厚的沙土中就含有上亿吨的铁单质 还有辉石 CaMgSi2O6 斜长石 KAlSi3O8 和镁铁橄榄石 Mg2Fe2SiO6 等多种矿物 下列说法中不正确的是 A 月球上有游离态的铁是因为月球上铁的活动性比地球上铁的活动性差B 辉石 斜长石 镁铁橄榄石均属于硅酸盐矿C 镁铁橄榄石中铁的化合价为 2价D 斜长石的氧化物形式可表示为K2O Al2O3 6SiO2 答案 A 解析 铁的活动性与其所处的环境无关 故A项错误 a 反应 中SiO2作为玻璃的成分被消耗 用于雕刻玻璃b 反应 中SiO2表现氧化性c 反应 中SiO2表现了酸性氧化物的通性d 反应 中SiO2将挥发性的酸酐从其盐中置换出来e 反应 中SiO2未参加氧化还原反应A aceB bdeC cdeD dab 答案 B 解析 通常用氢氟酸来雕刻玻璃 与之对应的反应是 因此a判断错误 c判断也错 因为酸性氧化物是指与碱反应生成盐和水的氧化物 这正好与反应 对应 反应 是一个置换反应 其中二氧化硅被还原 表现出氧化性 b判断正确 反应 是一个复分解反应 用难挥发的二氧化硅制取易挥发的二氧化碳 d判断正确 反应 中硅的化合价和氧的化合价都没有改变 因此二氧化硅没有参加氧化还原反应 e判断也正确 所以选B项 9 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 1 用化学方程式表示C在工业上的重要应用之一 制某半导体材料 D的化学式为 预测它的典型物理性质有 写两点即可 2 A B E中均含有一种元素 其名称为 3 硅烷在空气中易自燃 写出其反应的化学方程式 解析 可燃冰是甲烷结晶水合物 硅烷分子含18个电子 H2O2