高考复习方案（全国卷）2020版高考化学一轮复习 第4单元 非金属及其化合物 第14讲 无机非金属材料的主角-硅教学案（无答案）新人教版

第14讲 无机非金属材料的主角硅考纲要求 1.了解碳元素、硅元素的单质及其重要化合物的主要性质、应用及对环境质量的影响。2了解常见无机非金属材料的性质和用途。考点一 碳、硅单质的性质 知识归纳 1单质的结构、存在形态、物理性质和用途 碳硅存在形态_和化合态化合态结构金刚石：_结构；石墨：层状结构晶体硅：与金刚石类似的空间结构同素异形体金刚石、石墨、C60晶体硅、无定形硅物理性质金刚石：熔点_、硬度_；石墨：硬度_、电的良导体、有滑腻感晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、硬度大、熔点_用途金刚石用作切割刀具，_用作电极、铅笔芯、高温润滑剂_材料、硅芯片和硅太阳能电池2.碳和硅的化学性质 碳硅与单质反应氧气不足生成_，氧气足量生成_与氧气、氟气、氯气反应生成_、_、SiCl4与氧化物反应与CuO反应：_ (可用于金属的冶炼)；与CO2反应：_；与水蒸气反应： _(制水煤气)与FeO反应：Si2FeOSiO22Fe(炼钢中的反应，了解)与酸反应与浓硫酸、浓硝酸反应_C4HNO3(浓)CO24NO22H2O不能被浓硫酸、浓硝酸氧化，但可与氢氟酸反应：_ 3硅的工业制法_和_ _ 判断思考1判断下列描述的正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)金刚石和石墨物理性质有较大差别的原因是碳原子的排列不同( )(2)Si和SiO2都可用于制造光导纤维( )(3)碳燃烧可生成CO或CO2，但硅与氧气反应只能生成SiO2( )(4)非金属性：CSi，则稳定性CH4SiH4( )(5)晶体硅熔点高硬度大，故可用于制作半导体材料( )(6)12C、13C、14C是碳的三种同素异形体( )2将碳、硅的单质和其物理性质或用途用短线连接起来。 典型例题 1 下列说法不正确的是( )A2020江苏卷 下列转化均能一步实现：粗硅Cl2SiCl4H2SiB2020江苏卷 元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体C2020上海卷 硬度：晶体硅r(Mg)C在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性D该反应中化学能全部转化为热能考点二 碳、硅的氧化物 知识归纳 1一氧化碳(1)物理性质：_色气体，_毒，_溶于水。(2)化学性质燃烧：2COO22CO2，_火焰；还原CuO：_(冶炼金属)。2二氧化碳和二氧化硅的比较 物质二氧化硅二氧化碳结构_结构，不存在单个分子存在单个CO2分子 (续表) (续表) 温馨提示 CO2与碱或碱性盐溶液反应时，当有少量CO2参与反应时一般生成碳酸盐，足量CO2参与反应时生成碳酸氢盐。但将二氧化碳气体通入苯酚钠溶液或NaClO溶液中时，无论二氧化碳的量多少只能生成碳酸氢盐。 判断思考1判断下列描述的正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)将足量CO2通入含K、SiO、Cl、NO的溶液中，离子将不能大量共存( )(2)常温下，SiO2既能与KOH溶液反应又能与稀盐酸反应( )(3)SiO2分子是由一个硅原子和两个氧原子构成( )(4)SiSiO2H2SiO3均能一步转化( )(5)不能用瓷坩埚来加热烧碱或纯碱使其熔化( )(6)SiO2有导电性，所以SiO2可用于制备光导纤维( )2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)。将所选编号填入下表相应的空格内(如果不需要外加试剂，则对应答案栏可不填写)。可供选择的试剂：A.盐酸 B氢氧化钠溶液 C氧气D水 E二氧化碳可选用的操作：高温灼烧；过滤；结晶。 粉末状混合物选择的试剂选用的操作(1)CaCO3(SiO2)(2)SiO2(NaHCO3)(3)SiO2(Fe2O3)(4)SiO2(H2SiO3) 典型例题 3 下列关于SiO2和CO2的叙述中不正确的是( )A都是共价化合物BSiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨C都能溶于水且与水反应生成相应的酸D都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应二氧化硅性质的特殊性多数酸性氧化物的共性二氧化硅的特性非金属氧化物的熔、沸点一般较低SiO2的熔、沸点很高酸性氧化物一般与水反应生成相应酸SiO2不溶于水，不与水反应 酸性氧化物一般不与酸发生反应SiO24HF=SiF42H2O“较强酸制较弱酸”是复分解反应的一般规律，如H2CO3酸性强于H2SiO3：Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3以下反应不能说明酸性的强弱：Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2；CaCO3SiO2CaSiO3CO24 将CO2气体缓缓地通入到含KOH、Ba(OH)2和KAlO2的混合溶液中直至过量，生成沉淀的物质的量与所通CO2的体积关系如图4142所示。下列关于整个反应进程中的各种描述不正确的是( )图4142AOA段反应的化学方程式是Ba(OH)2CO2=BaCO3H2OBAB段反应的离子方程式是2OHCO2=COH2OCAB段与CD段所发生的反应相同DDE段沉淀的减少是由于碳酸钡固体的溶解所致多组分物质与一种物质反应时反应顺序的判断当有多种组分的混合物与一种物质反应时，判断反应顺序的方法：先假设与其中的一种组分反应，若产物还能与另一种组分反应，则假设错误。如将CO2通入KOH、Ba(OH)2混合溶液中，假设CO2先与KOH反应，则生成的K2CO3会与Ba(OH)2继续反应生成BaCO3，故假设错误，应该是CO2先与Ba(OH)2反应。 变式训练1下列各组物质中，不满足组内任意两种物质在一定条件下均能发生反应的是( ) 物质选项 甲乙丙AAlCl3NH3H2ONaAlO2BNaOH(NH4)2SO3H2SO4CSiO2NaOHHFDCO2Ca(OH)2Na2CO3(aq)2.二氧化硅(SiO2)又称硅石，是制备硅及其化合物的重要原料，其转化关系如图4143，下列说法正确的是( )图4143ASiO2属于两性氧化物B盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞C硅胶吸水后不能重复再生D图中所示转化反应都是氧化还原反应考点三 硅酸、硅酸盐、无机非金属材料 知识归纳 1硅酸硅酸_溶于水，其酸性比碳酸_，硅酸_(填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红色。(1)硅酸不稳定，受热易分解：_。(2)硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为_。(3)硅酸在水中易聚合形成胶体，硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅胶，有很强的吸水能力，常用作_。2硅酸盐(1)硅酸盐：是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。(2)硅酸盐改写成氧化物形式的方法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，氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水。如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2OSiO2，云母(KAl3Si3O11H2O)可表示为_。(3)硅酸钠：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。它能与酸性比硅酸强的酸反应，写出相应的化学方程式。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。3无机非金属材料(1)传统无机非金属材料：水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。常见硅酸盐材料如下表。 水泥玻璃陶瓷生产原料石灰石、黏土_、_、石英砂黏土主要设备水泥回转窑玻璃窑陶瓷窑(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。 判断思考1判断下列描述的正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)NaAlSi3O8写成氧化物的形式是Na2OAl2O36SiO2 ( )(2)氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料( )(3)合成纤维与光导纤维都是新型无机非金属材料( )(4)Mg2、H、SiO、SO在水溶液中能大量共存( )(5)水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂( )(6)硅橡胶和陶瓷都是新型无机非金属材料( )(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( )2填写下列材料主要化学成分的化学式。(1)刚玉_；(2)大理石、石灰石_；(3)普通玻璃_；(4)石英、水晶_。 典型例题 5 下列说法正确的是( )A2020海南卷 可用磨口玻璃瓶保存NaOH溶液B2020山东卷 向Na2SiO3溶液中通入过量SO2：SiOSO2H2O=H2SiO3SOC2020四川卷 硅胶可作袋装食品的干燥剂D2020海南卷 玻璃容器可长期盛放各种酸硅单质及其化合物在常用物质中的易错点(1)用作半导体材料的是晶体硅而不是SiO2，用于制作光导纤维的是SiO2而不是硅，计算机芯片的成分是晶体硅而不是SiO2。(2)水晶、石英、玛瑙、硅石、沙子等主要成分是SiO2，而不是硅酸盐。(3)传统无机非金属材料(陶瓷、水泥、普通玻璃)的主要成分是硅酸盐。6 2020年1月14日晚21时45分，我国“玉兔号”月球车展开机械臂，对月球成功实施首次月面科学探测。月球的矿产资源极为丰富，仅月球表面5 cm厚的沙土就含有铁单质上亿吨，月球上的主要矿物有辉石(CaMgSi2O6)、斜长石(KAlSi3O8)等，下列说法或分析错误的是( )ACaMgSi2O6、KAlSi3O8是化学式，表示矿物的组成元素及其原子个数比B月球上有大量游离态铁是因为月球上铁的活动性比地球上弱C从辉石的组成来看，它可被看作含有CaSiO3和MgSiO3两种盐D斜长石的氧化物形式可表示为K2OAl2O36SiO2 变式训练1下列有关硅及其化合物的说法中正确的是( )A硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠溶液可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中B反应Na2SiO3H2OCO2=Na2CO3H2SiO3，反应Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，两反应是相互矛盾的，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3BeOAl2O36SiO22下列说法正确的是( )A水泥、玻璃、青花瓷、水晶、玛瑙都属于硅酸盐工业产品B二氧化碳通入水玻璃可以得到原硅酸C因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以硅酸酸性比碳酸强D2MgOSiO2中的酸根阴离子为SiO1光导纤维传输信息容量大，而且抗干扰、防窃听、不腐蚀，制光导纤维的材料是( ) A晶体硅 B二氧化硅C硅酸盐 D铝硅合金2我国科学家制得了SiO2超分子纳米管，微观结构如图4145。下列叙述正确的是( )图4145ASiO2与干冰均为直线型分子BSiO2耐腐蚀，不与任何酸反应C工业上用SiO2制备粗硅D光纤主要成分是SiO2，具有导电性3下列除杂方法正确的是( )ASiO2中含Al2O3杂质，可以加入足量NaOH溶液然后过滤除去BCO2中含有CO杂质，可以通入盛有CuO的玻璃管且加热CCO2中含有HCl杂质，可以通过盛有Na2