新高考化学一轮复习-4.1-无机非金属材料的主角-硅课件

第四章非金属及其化合物,第一节无机非金属材料的主角硅,一、碳、硅比较1.单质的存在形态、物理性质及用途,【小题自测】判断下列叙述是否正确,在题后括号内用“”或“”表示。(1)(2014海南高考)Si和SiO2都用于制造光导纤维。()【解析】SiO2用于制造光导纤维,Si常用于做太阳能电池。(2)(2014江苏高考)晶体硅熔点高、硬度大,因此可用于制半导体材料。()【解析】晶体硅用于制造半导体材料是因为其特殊的导电性,与其熔点和硬度无关。(3)(2013广东高考)高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅。(),【小题自测】下列关于SiO2和CO2的叙述中不正确的是(C)A.都是共价化合物B.都是酸性氧化物,都能与强碱溶液反应C.都能溶于水且与水反应生成相应的酸D.SiO2可用于制光导纤维,干冰可用于人工降雨【解析】SiO2不溶于水也不与水反应。,三、硅酸和硅酸盐1.硅酸(1)物理性质:难溶于水。(2)化学性质:(3)用途:硅胶多孔,吸附能力强,可用作干燥剂和催化剂的载体等。2.硅酸盐(1)硅酸钠:其水溶液俗称水玻璃,是无色黏稠液体,常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料等。(2)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Na2OSiO2,石棉(CaMg3Si4O12)表示为CaO3MgO4SiO2。,【小题自测】1.判断下列叙述是否正确,在题后括号内用“”或“”表示。(1)(2015新课标全国卷)硅胶可用作食品干燥剂。()【解析】硅胶具有吸水性且无毒,可用作食品干燥剂。(2)(2014重庆高考)氢氟酸刻蚀玻璃不涉及化学变化。()【解析】氢氟酸能与玻璃中的二氧化硅反应,发生化学变化。(3)硅酸钠俗称水玻璃,为纯净物。()【解析】硅酸钠的水溶液称为水玻璃,为混合物。,2.(2016宁夏大学附属中学期末检测)工业上常用铝土矿(含SiO2等杂质)生产铝。从Na2SiO3和NaAlO2混合溶液中制得Al(OH)3,需要从下列试剂中选择两种,选用的试剂组合最好是(C)NaOH溶液氨水CO2盐酸A.B.C.D.【解析】向Na2SiO3和NaAlO2混合溶液中加入强酸盐酸,可得H2SiO3沉淀和AlCl3溶液,过滤后向AlCl3溶液中加入足量氨水可得Al(OH)3沉淀。,四、无机非金属材料1.常见硅酸盐材料2.特殊功能的含硅材料(1)SiC(俗称金刚砂)具有金刚石结构,硬度大,可用作砂纸、砂轮的磨料。(2)含硅4%的硅钢具有很高的导磁性,可用作变压器的铁芯。(3)硅橡胶具有耐高温、耐低温的性质。,【小题自测】判断下列叙述是否正确,在题后括号内用“”或“”表示。(1)(2012新课标全国卷)合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料。()【解析】光导纤维为二氧化硅,合成纤维为有机材料。(2)水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品。()【解析】水晶的主要成分为SiO2,不属于硅酸盐。,考点二,考点一,考点一硅及其化合物的特殊性1.硅单质的特性,考点二,考点一,考点二,考点一,典例1下列说法正确的是()A.SiO2既能与NaOH反应又能与HF反应,故SiO2是两性氧化物B.因为高温时SiO2与Na2CO3反应生成CO2,故硅酸的酸性比碳酸强D.用SiO2制取硅酸,应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应,然后再通入CO2【解题思路】本题考查硅及其化合物的结构、性质等。SiO2与HF反应生成的SiF4不属于盐,A项错误;高温时SiO2与Na2CO3反应生成CO2,是因为在该温度下CO2是气体,能从体系中逸出,不属于强酸制取弱酸,B项错误;粗硅的制取反应在高温下生成了气体,使平衡右移,致使反应能顺利进行,但不能说明C、Si的还原性强弱,C项错误。【参考答案】D,考点二,考点一,考点二,考点一,1.下列有关说法正确的是(A)A.氢氟酸能与二氧化硅反应,可用氢氟酸雕刻玻璃B.SiO2有导电性,可用SiO2制备光导纤维C.单质硅熔点高、硬度大,可用作耐火材料D.Na2SiO3水溶液具有强氧化性,可作防腐剂【解析】氢氟酸能与玻璃中的二氧化硅反应,可用来雕刻玻璃,A项正确;SiO2没有导电性,B项错误;单质硅在高温下能与氧气反应,C项错误;Na2SiO3水溶液不具有强氧化性,D项错误。,考点二,考点一,2.下列除杂试剂及方法均正确的是(括号中为杂质,已知氢氟酸酸性强于碳酸)(D)【解析】加热NaHCO3固体,分解后生成新杂质Na2CO3固体,A项错误;氢氟酸酸性强于碳酸,会与CaCO3反应,B项错误;SiO2和Si都能和NaOH溶液反应,C项错误。,考点二,考点一,考点二,考点一,写出SiCl4的电子式:;在上述由SiCl4制纯硅的反应中,测得每生成1.12kg纯硅需吸收akJ热量,写出该反应的热化学方程式:。,考点二,考点一,(2)方案2中粗硅与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。(3)整个制备高纯硅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,写出化学方程式:;H2还原SiHCl3的化学方程式为;过程中若混入O2,可能引起的后果是。,考点二,考点一,(4)如图是制取并收集SiCl4的部分装置,有甲、乙两种连接方案:甲方案:f接装置;乙方案:f接装置。但是装置、都有不足之处,请你评价后填写下表。基于上述的评价,请你设计一个合理方案并用文字表达:。,考点二,考点一,考点二,考点一,考点二,考点一,考点二,考点一,(2015开封二模)硅及其化合物的开发由来已久,在现代生活中有广泛应用,回答下列问题。(1)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线,其中一种工艺流程示意图及主要反应如下。,考点二,考点一,考点二,考点一,【解析】(1)由流程图看出H2和HCl为原料,由表中方程式看出,H2和HCl为生成物,故可参与循环利用。SiCl4与H2O反应生成硅酸和HCl。(2)根据原子守恒可写出反应方程式。Si3N4和H2O的反应为水解反应,生成硅酸和氨气。,1.(2013江苏高考)下列有关物质性质的应用正确的是(A)A.液氨汽化时要吸收大量的热,可用作制冷剂B.二氧化硅不与强酸反应,可用石英器皿盛放氢氟酸C.生石灰能与水反应,可用来干燥氯气D.氯化铝是一种电解质,可用于电解法制铝【解析】本题考查物质的性质与应用。NH3易液化,其汽化时吸收大量的热,可作制冷剂,A项正确;二氧化硅能与氢氟酸反应生成SiF4和H2O,B项错误;生石灰吸水后生成的Ca(OH)2能与氯气反应,C项错误;氯化铝是共价化合物,工业上用电解熔融的Al2O3制铝,D项错误。,2.(2015海南高考)单质Z是一种常见的半导体材料,可由X通过如图所示的路线制备。其中X为Z的氧化物;Y为氢化物,分子结构与甲烷相似。回答下列问题:,【解析】(1)Z为半导体单质,且其氢化物的分子结构与甲烷相似,则为Si;X是其氧化物,则为SiO2,能与SiO2反应的酸只能是氢氟酸;根据反应的流程图可知,SiO2与Mg在加热条件下反应生成Mg2Si和MgO。(2)Mg2Si与盐酸反应生成的Y为氢化物,故Y的化学式是SiH4。(3)SiH4加热分解可得到Si单质,Si中含有SiSi非极性键,SiO2中含有SiO极性键。,3.(2014广东高考)石墨在材料领域有重要应用。某初级石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质。设计的提纯与综合利用工艺如下:(注:SiCl4的沸点为57.6,金属氯化物的沸点均高于150),(1)向反应器中通入Cl2前,需通一段时间N2,主要目的是排出空气,减少C的损失。(