化学人教版高三一轮常见非金属碳硅PPT课件

1、第第1 1讲碳、硅及无机非金属材料讲碳、硅及无机非金属材料 重难点：重难点： C、Si元元素单质及其重要化合物的化学性质。素单质及其重要化合物的化学性质。 【考纲要求考纲要求】 1.了解C、Si元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。 2.了解C、Si元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。 3.以新材料、新技术为背景考查C、Si元素及其重要化合物 的性质及应用。 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 碳、硅及无机非金属材料碳、硅及无机非金属材料 考点二碳、硅的氧化物考点二碳、硅的氧化物 考点一碳、硅单质的存在与考点一碳、硅单质的存在与 性质性质 考点三硅酸及硅酸盐考点三硅酸及硅酸盐 知识梳理知识

2、梳理题型构建题型构建 考点一考点一 I 碳、硅单质的存在与性质 1C、Si单质的存在形态、物理性质及用途 (1)自然界中碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素因有亲氧性，所以仅有 态。碳单质主要有 金刚石、石墨、C60等同素异形体，硅单质主要有 和 两大类。 (2)单质的结构、物理性质与用途比较 碳碳硅硅 结构结构 金刚石：金刚石： 结构结构 石墨：层状结构石墨：层状结构 晶体硅：与金刚石类似的空间网状晶体硅：与金刚石类似的空间网状 结构结构 物理性质物理性质 金刚石熔点高、硬度大金刚石熔点高、硬度大 石墨熔点高、质石墨熔点高、质 ，有滑腻感，有滑腻感 晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、晶体硅为

3、灰黑色固体，有金属光泽、 硬度大、熔点硬度大、熔点 用途用途 金刚石用作切割刀具，金刚石用作切割刀具， 用作电极、用作电极、 铅笔芯铅笔芯 晶体硅用作晶体硅用作 材料、硅芯片材料、硅芯片 和硅太阳能电池和硅太阳能电池 化合 晶体硅无定形硅 空间网状 软 高 石墨半导体 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 考点一考点一 I 碳、硅单质的存在与性质 2.碳、硅单质的化学性质碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。 深度思考深度思考 深深 度度 思思 考考 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 1 1从元素周期表的位置看，碳和硅均为从元素周期表的位置看，碳和硅均为AA元素，自然界中有碳的多种单质存在，自然

4、界中有硅的单质吗？为什元素，自然界中有碳的多种单质存在，自然界中有硅的单质吗？为什 么？么？ 2硅单质有广泛的用途，用化学方程式表示工业上获取硅单质的过程。硅单质有广泛的用途，用化学方程式表示工业上获取硅单质的过程。 答案答案没有，因为硅有很强的亲氧性，在地壳形成时硅与氧易结合，难分离，因没有，因为硅有很强的亲氧性，在地壳形成时硅与氧易结合，难分离，因 而硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐形式存在。而硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐形式存在。 【递进题组递进题组】 题组一题组二 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 123 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 1下列关于硅的说法中，不正确的是() A硅

5、是人类将太阳能转换为电能的常用材料 B硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是 良好的半导体材料 C硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物 质反应 D加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等 非金属反应 C 解析解析硅在常温下能与硅在常温下能与F2、氢氟酸等、氢氟酸等 发生反应。发生反应。 题组一新材料、新技术下C、Si的考查 题组一题组二123 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 B 题组一新材料、新技术下C、Si的考查 题组一题组二123 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 题组二工业制取高纯硅 分馏(或蒸馏) 题组一题组二123 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 题组二工业制取高纯硅 浓硫酸 使滴入烧

6、瓶中的SiHCl3气化 在反应温度下，普通玻璃会软化 有固体物质生成 题组一题组二123 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 题组二工业制取高纯硅 排尽装置中的空气 bd 题组一题组二123 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 题组二工业制取高纯硅 题组一题组二123 (3)因因SiHCl3与水强烈反应，故与水强烈反应，故A中产生的中产生的H2必须干燥，故必须干燥，故B中的液体一定为浓中的液体一定为浓H2SO4，且，且C中烧瓶需加热，其目的中烧瓶需加热，其目的 是使是使SiHCl3气化，加快与气化，加快与H2的反应。根据题给信息石英管中产生的物质应为硅，故的反应。根据题给信息石英管中产生的物质应为

7、硅，故D中现象应有固体产生，由题中现象应有固体产生，由题 给信息，制纯硅的反应条件为给信息，制纯硅的反应条件为1 0001 100 ，此温度下普通玻璃容易软化。因高温下，此温度下普通玻璃容易软化。因高温下H2与与O2容易反应而爆炸，容易反应而爆炸， 故还应排尽装置中的空气。铁与盐酸反应产生故还应排尽装置中的空气。铁与盐酸反应产生Fe2 ，其检验方法常常采用先将 ，其检验方法常常采用先将Fe2 氧化为 氧化为Fe3 然后再加入 然后再加入KSCN 溶液溶液 看是否变血红色来检验。看是否变血红色来检验。 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 考点二考点二 I 碳、硅的氧化物 1一氧化碳 (1)物理性质

8、： 色气体， 毒， 溶于水。 (2)化学性质 燃烧： 还原CuO： 。 ， 火焰； 2二氧化碳和二氧化硅的比较 物质物质 二氧化硅二氧化硅 二氧化碳二氧化碳 结构结构 空间立体网状结构，不存在单个分空间立体网状结构，不存在单个分 子子 存在单个存在单个CO2分子分子 主要物理性质主要物理性质 硬度大，熔、沸点高，常温下为固硬度大，熔、沸点高，常温下为固 体，不溶于水体，不溶于水 熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水 无有难 淡蓝色 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 考点二考点二 I 物质物质二氧化硅二氧化硅二氧化碳二氧化碳 化化 学学 性性 质质 与水反应与水反

9、应不反应不反应CO2H2O H2CO3 与酸反应与酸反应 只与氢氟酸反应：只与氢氟酸反应：SiO24HF=SiF4 2H2O 不反应不反应 与碱反应与碱反应 SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(盛碱液的盛碱液的 试剂瓶用橡胶塞试剂瓶用橡胶塞) CO2少量：少量：CO22NaOH=Na2CO3H2O、 CO2过量：过量：CO2NaOH=NaHCO3 与盐反应与盐反应 如与如与Na2CO3反应：反应：SiO2Na2CO3 Na2SiO3CO2 如与如与Na2SiO3反应：反应：Na2SiO3H2OCO2(不不 足足)=H2SiO3Na2CO3或或Na2SiO3 2H2O2CO2(足量足量)=

10、H2SiO3 2NaHCO3 与碱性氧化物反与碱性氧化物反 应应 如与如与CaO反应：反应：SiO2CaO CaSiO3 如与如与Na2O反应：反应：Na2O CO2=Na2CO3 用途用途光导纤维、光学仪器、电子部件光导纤维、光学仪器、电子部件制饮料、制碳酸盐制饮料、制碳酸盐 碳、硅的氧化物 深度思考深度思考 深深 度度 思思 考考 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 1除去下列气体中混有的杂质除去下列气体中混有的杂质(括号内为杂质括号内为杂质)可采取的方法：可采取的方法： (1)CO(CO2)：_。 (2)CO2(CO) ：_。 (3)CO2(O2) ：_。 (4)CO2(SO2)：_。 (

11、5)CO2(HCl)：_。 (6)CO2(H2S)：_。 通过CuSO4溶液 通过盛有浓NaOH溶液的洗气瓶 通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管 通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管 通过饱和NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液 通过饱和NaHCO3溶液 深度思考深度思考 深深 度度 思思 考考 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 2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(括号内为杂括号内为杂 质质)。将所选答案的编号填入下表内相应的空格内。将所选答案的编号填入下表内相应的空格内(如果不需要外加试剂，则如果不需要外加试剂，则 对应答案栏可空着对应

12、答案栏可空着)。 可供选择的试剂：可供选择的试剂：A.盐酸盐酸 B氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液 C氧气氧气 D水水E二氧化碳二氧化碳 可选用的操作：水洗；加热；高温灼烧；过滤；结晶。可选用的操作：水洗；加热；高温灼烧；过滤；结晶。 粉末状混合物粉末状混合物选择的试剂选择的试剂选用的操作选用的操作 (1)CaCO3(SiO2) (2)NaCl(SiO2) (3)SiO2(Fe2O3) (4)SiO2(CaCO3) (5)SiO2(H2SiO3) (6)SiO2(NH4Cl) B D A A 解析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，不跟酸可根据二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物；它可

13、跟强碱反应，不跟酸(氢氟酸除外氢氟酸除外)反应；它受热不分反应；它受热不分 解等性质。而三氧化二铁、碳酸钙跟盐酸反应；硅酸、氯化铵能受热分解。通过一定操作，除去杂质。解等性质。而三氧化二铁、碳酸钙跟盐酸反应；硅酸、氯化铵能受热分解。通过一定操作，除去杂质。 反应方程式反应方程式 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 【递进题组递进题组】 题组一12题组二 3456题组三 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 题组一二氧化硅的结构与性质 题组一12题组二 3456题组三 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 题组一二氧化硅的结构与性质 A C D B E 题组一12题组二 3456题组三 知识梳理知识梳理题

14、型构建题型构建 题组一二氧化硅的结构与性质 题组一12题组二 3456题组三 3用四种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误 的是 () 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 题组二二氧化碳与弱酸盐溶液反应的规律 选项选项操作及现象操作及现象溶液溶液 A通入通入CO2，溶液变浑浊，再升温至，溶液变浑浊，再升温至65 以上，溶液变澄清以上，溶液变澄清 C6H5ONa 溶液溶液 B 通入通入CO2，溶液变浑浊，继续通，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊至过量，浑浊 消失消失 Na2SiO3溶液溶液 C 通入通入CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红

15、色 褪去褪去 Ca(ClO)2 溶液溶液 D 通入通入CO2，溶液变浑浊，继续通，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失，再加入足量至过量，浑浊消失，再加入足量 NaOH溶液，又变浑浊溶液，又变浑浊 Ca(OH)2 溶液溶液 题组一12题组二 3456题组三 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 题组二二氧化碳与弱酸盐溶液反应的规律 题组一12题组二 3456题组三 答案 B 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 题组二二氧化碳与弱酸盐溶液反应的规律 4下列实验过程中，始终无明显现象的是() ANH3通入FeSO4溶液中 BCO2通入CaCl2溶液中 CAlCl3溶液中滴入NaHCO3溶液 D向饱和

16、碳酸钠溶液中通入过量的CO2 B 题组一12题组二 3456题组三 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 熟记可用熟记可用CO2制取的弱酸制取的弱酸 NaAl(OH)4 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 NaAl(OH)4 +H2O 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 题组三CO2与碱溶液反应产物的定量判断 B 题组一12题组二 3456题组三 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 题组三CO2与碱溶液反应产物的定量判断 6向含有0.2 mol NaOH和0.1 mol Ba(OH)2的溶液中持续稳定地通入CO2气体，当通入气体为8.96 L(0 ， 1.01105 Pa)时立即停止，则这一过程中，溶液

17、中离子的物质的量与通入CO2气体的体积关系图像正确的是(气体 的溶解和离子的水解忽略不计)() 题组一12题组二 3456题组三 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 题组三CO2与碱溶液反应产物的定量判断 题组一12题组二 3456题组三 答案 C 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 1 1反应顺序的判断反应顺序的判断 当有多种组分与一种物质反应时，判断反应顺序的方法：先假设与其中的一种组分反应，若产物还能与另一当有多种组分与一种物质反应时，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。种组分反应，则假设错误。 如将如将CO2通入通入KOH、Ba(OH)

18、2混合溶液中，假设混合溶液中，假设CO2先与先与KOH反应，则生成的反应，则生成的K2CO3会与会与Ba(OH)2继续反应生继续反应生 成成BaCO3，故假设错误，应该是，故假设错误，应该是CO2先与先与Ba(OH)2反应。反应。 2CO2与碱反应产物的定量判断与碱反应产物的定量判断 CO2通入通入NaOH、Ca(OH)2等强碱溶液的反应与等强碱溶液的反应与CO2气体的通入量有关，当气体的通入量有关，当CO2通入少量时生成碳酸盐，当通入少量时生成碳酸盐，当CO2 通入过量时生成碳酸氢盐；当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的通入量

19、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 意意CO2与碱之间量的关系。与碱之间量的关系。 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 考点三考点三 I 硅酸及硅酸盐 1硅酸 (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 。 硅胶吸附水分能力强，常用作 。(3)硅酸在水中易聚合形成胶体。 2硅酸盐 (1)概念： 的总称，是构成地壳岩石的主要成分。 (2)表示方法：硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式表示它们的组成，如硅酸钠(Na2SiO3)写 成 ，钾云母(KH2Al3Si3O12)写成 。 H2S

20、iO32NaOH=Na2SiO32H2O 干燥剂 由硅、氧和金属组成的化合物 Na2OSiO2 K2O3Al2O36SiO22H2O 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 考点三考点三 I 硅酸及硅酸盐 (3)硅酸钠(Na2SiO3) 它能与酸性较硅酸强的酸反应，化学方程式分别为 与盐酸反应： 。 与CO2水溶液反应： 。 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。 用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。 水玻璃 Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3 Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 考点三考点三 I 硅酸及硅

21、酸盐 3无机非金属材料 (1)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。 常见硅酸盐材料 水泥水泥玻璃玻璃陶瓷陶瓷 生产原料生产原料石灰石、黏土石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英纯碱、石灰石、石英黏土黏土 主要设备主要设备水泥回转窑水泥回转窑玻璃熔窑玻璃熔窑陶瓷窑陶瓷窑 (2)新型无机非金属材料，如 、 、 、 等。 高温结构陶瓷高温结构陶瓷光导纤维光导纤维生物陶瓷生物陶瓷 压电陶瓷压电陶瓷 【递进题组递进题组】 题组一12题组二34 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 题组一无机非金属材料的组成和性质 解析解析制普通玻璃的原料主要有石灰制普通玻璃的原料主

22、要有石灰 石、纯碱和石英，石、纯碱和石英，A项不正确；项不正确； 普通玻璃是混合物，没有固定的熔点，普通玻璃是混合物，没有固定的熔点， B正确。正确。 A 题组一12题组二34 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 题组一无机非金属材料的组成和性质 B 题组一12题组二34 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 题组一无机非金属材料的组成和性质 A 题组一12题组二34 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 (1)不要混淆二氧化硅和硅的用途不要混淆二氧化硅和硅的用途 用于制作光导纤维的是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。，用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅。 (

23、2)水晶、石英、玛瑙的主要成分是水晶、石英、玛瑙的主要成分是SiO2；珍珠的主要成分是；珍珠的主要成分是CaCO3； 钻石是金刚石；宝石的主要成分是钻石是金刚石；宝石的主要成分是Al2O3。 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 题组二碳、硅及其化合物的综合推断 SiO2 CaSiO3 Na2SiO3 Si H2SiO3 1 2 题组一12题组二34 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 题组二碳、硅及其化合物的综合推断 题组一12题组二34 知识梳理知识梳理题型构建题型构建 (1)解答无机推断题的思维模型解答无机推断题的思维模型 (2)解答硅及其化合物的推断题，高温反应条件、特征反应、单质与碱反应、

24、盐溶液与过量盐酸反应产生白色解答硅及其化合物的推断题，高温反应条件、特征反应、单质与碱反应、盐溶液与过量盐酸反应产生白色 沉淀等往往是推断题的沉淀等往往是推断题的“突破口突破口”。 探究高考探究高考明确考向明确考向 123 【考题训练考题训练】 探究高考探究高考明确考向明确考向 解析解析SiO2不能导电。不能导电。 解析解析合成纤维不是无机非金属材料而是有机物。合成纤维不是无机非金属材料而是有机物。 解析解析应用橡胶塞。应用橡胶塞。 123 (2012广东理综，12B) (2012新课标全国卷，8B) (2012新课标全国卷，8D) (2011浙江理综，8A) (2012海南，4B) 探究高考

25、探究高考明确考向明确考向 (6)SiO2与酸、碱均不反应 ( ) (2012天津理综，天津理综，2B) (7)向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体，出现白色沉淀，则 H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强 ( ) (2012江苏，江苏，13C) (8)水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂 ( ) (2010江苏，江苏，4B) 解析解析SiO2与氢氟酸、与氢氟酸、NaOH均反应。均反应。 解析解析酸性酸性H2CO3H2SiO3。 123 (2012天津理综，2B) (2012江苏，13C) (2010江苏，4B) 探究高考探究高考明确考向明确考向 123 探究高考探究高考明确考向明确考向

26、 123 答案 D 探究高考探究高考明确考向明确考向 123 探究高考探究高考明确考向明确考向 SiCl4沸点较低，用冷却液可得到液态SiCl4 平衡气压 浓H2SO4 Al、B、P 123 探究高考探究高考明确考向明确考向 123 本讲内容结束 请完成练出高分 练出高分练出高分 123456789101112131415 练出高分练出高分 D 解析解析自然界中不存在单质硅。自然界中不存在单质硅。 123456789101112131415 练出高分练出高分 B 123456789101112131415 练出高分练出高分 D 123456789101112131415 练出高分练出高分 A

27、123456789101112131415 练出高分练出高分 C 123456789101112131415 练出高分练出高分 C解析解析二氧化硅不溶于水，硅酸是二氧化硅不溶于水，硅酸是 利用可溶性硅酸盐与酸反应制得的。利用可溶性硅酸盐与酸反应制得的。 123456789101112131415 练出高分练出高分 A 123456789101112131415 练出高分练出高分 C 123456789101112131415 练出高分练出高分 D 123456789101112131415 练出高分练出高分 D 123456789101112131415 练出高分练出高分 审题分析审题分析 本

28、题应抓住框图中的转化关系，本题应抓住框图中的转化关系， 以题设条件以题设条件C过量盐酸过量盐酸 E(白色沉淀白色沉淀)为突破口进行为突破口进行 推断，并结合已有知识进行设推断，并结合已有知识进行设 定与推测。定与推测。 SiO2 光导纤维 123456789101112131415 练出高分练出高分 123456789101112131415 练出高分练出高分 不是 SiO2 塑料 CaCO3 123456789101112131415 练出高分练出高分 CuSO4溶液或酸性KMnO4溶液 abc HCl气体或酸性气体 123456789101112131415 练出高分练出高分 CaCO3 无水CaCl2 偏低 bd 石蜡 两次称量的结果相差不超过(或小于)0.001 g 123456789101112131415 练出高分练出高分 123456789101112131415 练出高分练出高分 123456789101112131415 练出高分练出高分 H2SiO3(或H4SiO4)和HCl 爆炸 4 123456789101112131415 练出高分练出高分 b 123456789101112131415 练出高分练出高分 反应，可利用自身放出的热量维持反应进行 排尽装置内的空气，避免空气中的成分对实验的影响 让氢气 该反应为放热 12345678910111213