非金属及其化合物-第1节-无机非金属材料的主角-硅课件

走向高考化学,路漫漫其修远兮吾将上下而求索,人教版高考总复习,非金属及其化合物,第四章,第一部分必考部分,第一节无机非金属材料的主角硅,第四章,【考纲要求】1.了解碳、硅的原子结构、认识硅在自然界的存在形式。2.了解碳、硅及其重要化合物的主要性质。3.了解硅酸盐产品及其在生产生活中的用途。,【命题趋势】高考对本节内容的考查点有三个：一是以新材料、新技术为背景考查C、Si及其重要化合物的性质及应用，二是以推断题考查C、Si及其化合物之间的转化关系，三是以硅、硅酸的制备为载体，考查实验探究能力。特别注意Si、SiO2在现代科技中的用途经常以选择题形式出现，已成为高考考查热点。,1碳单质的存在、性质和用途,碳、硅单质的存在与性质,【知识梳理】,C60或富勒烯,正四面体空间网状,大,软,2SO22H2O,4NO22H2O,2硅单质的存在、性质和制备(1)结构及物理性质,化合,正四面体,原子,高,大,半导体,(2)化学性质硅的化学性质不活泼，常温下不能被浓硫酸、浓硝酸等强氧化剂氧化，只能与F2、氢氟酸、强碱溶液反应；在加热条件下，能与O2、Cl2等少数非金属单质化合。写出下列相关反应的化学方程式：,Si4HF=SiF42H2,Si2NaOHH2O=,Na2SiO32H2,【易错警示】,答案：没有，因为硅有很强的亲氧性，在地壳形成时硅与氧易结合，因而硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐形式存在。,【互动思考】,答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6),【典例透析】,解析考查硅和二氧化硅的性质与应用。半导体硅晶体制造计算机芯片，选项A正确；焦炭和二氧化硅在高温下反应制得粗硅，其中二氧化硅作氧化剂被还原，选项B正确；常温时硅不与水、氧气及酸反应，但可与氢氟酸反应，选项C正确；硅元素在自然界的主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在，选项D不正确。答案D,【跟踪演练】,答案：C,请回答：(1)第一步制取粗硅的化学方程式为_。(2)粗硅与HCl气体反应完全后，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)实验室用SiHCl3与过量的H2反应制取纯硅装置如图所示(加热和夹持装置略去)：装置B中的试剂是_，装置C中的烧杯需要加热，目的是_。,反应一段时间后，装置D中观察到的现象是_，装置D不能采用普通玻璃管的原因是_，装置D中发生反应的化学方程式是_。为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及_。解析：(3)因SiHCl3与水强烈反应，故A中产生的H2必须干燥，因此B中的试剂为浓H2SO4，且C烧瓶需加热，其目的是使SiHCl3汽化，加快其与H2的反应速率。石英管中产生的物质应为硅，故D中有固体产生，由题给信息，制纯硅的反应条件为11001200，此温度下普通的玻璃容易软化。因高温下H2与O2反应容易爆炸，故还应排尽装置中的空气。,【总结提升】,1一氧化碳CO是无色无味的有毒气体，_溶于水，可用作气体燃料和冶金工业的_。(1)燃烧的化学方程式为：_。(2)还原CuO的化学方程式为：_。,碳和硅的氧化物,【知识梳理】,不,还原剂,2二氧化碳和二氧化硅,酸性,立体网状,高,SiO24HF=SiF4,2H2,CO22OH=,CO2OH=,SiO22NaOH=,Na2SiO3H2O,CO2Na2SiO3H2O,=H2SiO3Na2CO3,Na2SiO3CO2,CO2Na2O=,Na2CO3,CaSiO3,【易错警示】,【互动思考】,【典例透析】,解析考查SiO2的性质。A.SiO2不溶于水，不能和水化合生成硅酸，A项错误；B.SiO2可以与氢氟酸反应生成SiF4无色气体，B项错误；C.Na2SiO3的水溶液叫水玻璃，不是SiO2，C项错误；D.SiO2又叫水晶，能溶于NaOH溶液中，D项正确；答案选D。答案D,方法技巧含硅化合物的特殊性1SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接与水作用制备H2SiO3；2酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能跟HF作用：SiO24HF=SiF42H2O；3不要混淆二氧化硅和硅的用途用于制作光导纤维的是SiO2，用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅。4水晶、石英、玛瑙的主要成分是SiO2；珍珠的主要成分是CaCO3；钻石是金刚石；红、蓝宝石的主要成分是Al2O3。,答案B,方法技巧CO2与碱反应产物的定量判断CO2通入NaOH、Ca(OH)2等强碱溶液时，生成物与CO2气体的通入量有关。当CO2通入少量时，生成碳酸盐；当CO2通入过量时，生成碳酸氢盐；当CO2的通入量介于两者之间时，既有正盐又有酸式盐生成。因此推断时一定要注意CO2与碱之间量的关系。以CO2与NaOH溶液反应为例：CO22NaOH=Na2CO3H2OCO2NaOH=NaHCO3,当n(OH)n(CO2)的值不同时产物如下：,【跟踪演练】,解析：本题考查二氧化硅的性质及混合物分离的知识。A.SiO2为酸性氧化物，不能与硫酸反应，碳酸钙与稀硫酸反应生成的硫酸钙是微溶物，不能过滤分离，错误；B.用酒精灯加热，CaCO3不能发生分解反应，错误；C.SiO2和CaCO3都不溶于水，因此不能用溶解、过滤法除去，错误；D.碳酸钙能与盐酸反应生成可溶性氯化钙、水和CO2，而SiO2不能溶解，可以除去杂质，正确。答案：D,解析：SiO2不溶于水且与水不反应，C项错误。答案：C,答案：C,【总结提升】,硅酸、硅酸盐、无机非金属材料,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，硅胶有很强的吸水能力，常用作_。,【知识梳理】,难,弱,不能,H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O,干燥剂,2硅酸盐(1)概念：_的总称，是构成地壳岩石的主要成分。(2)硅酸钠(Na2SiO3)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。它能与较强的酸反应，如与盐酸反应：_；与CO2水溶液反应：_。用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。,由硅、氧和金属元素组成的化合物,水玻璃,Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3,Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3,(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Na2OSiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为_。,K2OAl2O36SiO2,3无机非金属材料(1)传统无机非金属材料三种硅酸盐工业生产的比较：主要用途：陶瓷、玻璃、水泥是主要建材，也广泛应用于生活中。,石灰石、黏土,纯碱、石灰,石和石英,黏土,水泥回转窑,玻璃窑,(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电绝缘性等。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。(3)特殊功能的含硅物质碳化硅具有金刚石结构，可用作磨料。含硅元素4%的硅钢具有导磁性。硅橡胶具有既耐高温又耐低温的性质。,【易错警示】,【互动思考】,(4)玻璃是一种晶体，有较高的熔点。()(5)生产水泥和玻璃的共同原料是石英。()(6)新型无机非金属材料具有光学特性、生物功能、电学特性、耐高温、强度高。()(7)玛瑙手镯、水晶镜片、玻璃所用材料均为硅酸盐。()(8)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。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8),【典例透析】,解析考查硅及其化合物的性质，硅酸盐等知识。A.根据辉石CaMgSi2O6、斜长石KAlSi3O8和橄榄石(Mg或Fe)2SiO4的元素组成，可知它们均属于硅酸盐矿，A项正确；B.橄榄石(Mg或Fe)2SiO4中根据化合价的代数和等于0可得42x8，解得x2，B项正确；C.铁属于活泼金属，由于月球表面没有氧气，所以月球上有游离态的铁，C项正确；D.斜长石的氧化物形式可表示为：K2OAl2O36SiO2，D项错误，答案选D。答案D,【跟踪演练】,解析：考查汉代器物上的颜料“汉紫”的组成、表示、性质的知识。硅酸铜钡的化学式是BaCuSi2Ox，Cu为2价，根据化合物中正负化合价的代数和为0，可确定x6。A项，用盐的形式表示硅酸铜钡BaCuSi2O6为BaSiO3CuSiO3，正确；B项，若用氧化物形式表示则为：BaOCuO2SiO2，正确；C项，该物质属于硅酸盐，难溶于强酸、强碱，错误；D.硅酸盐性质稳定，因此其颜色不易褪去，正确。答案：C,解析：本题主要考查新型无机非金属材料的性质。难度较小。高温结构陶瓷的硬度很大，硬度比金属材料要大，A项错误；氮化硅能与氢氟酸反应，B项错误；光导纤维的成分是SiO2，可与HF、NaOH溶液反应，C项错误。答案：D,请回答下列问题：(1)写出各物质的化学式：A_；B_；C_；D_；E_。(2)写出反应的化学方程式_，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。(3)写出反应的离子方程式_。(4)写出反应的离子方程式_。(5)H2CO3的酸性强于E的，请用离子方程式予以证明_。,解析：解答本题的“突破口(1)”是非金属元素R的单质能