201x届高考化学一轮课时详解无机非金属材料的主角硅

1、无机非金属材料无机非金属材料硅硅 绚丽光纤绚丽光纤 地球与地图地球与地图 栏目索引栏目索引 请请 点点 击击 相相 关关 栏栏 目目 2 4 1 3 考点考点 梯级落实梯级落实 微课微课 通法悟道通法悟道 真题真题 重组集训重组集训 课时课时 规范训练规范训练 精选课件精选课件3 3 考点一碳、硅单质考点一碳、硅单质 2 2碳、硅单质的物理性质和用途碳、硅单质的物理性质和用途( (用短线连接用短线连接) ) 【知识梳理知识梳理】 1 1碳、硅元素在自然界中的存在形态碳、硅元素在自然界中的存在形态 (1)(1)碳：碳：既有游离态又有化合态既有游离态又有化合态。 (2)(2)硅：只有硅：只有化合态

2、化合态。硅在地壳中的含量占第。硅在地壳中的含量占第二二位。位。 精选课件精选课件4 4 3 3化学性质化学性质 精选课件精选课件5 5 精选课件精选课件6 6 2.2.硅可用作半导体材料，是否可用于解释元素周期性变化硅可用作半导体材料，是否可用于解释元素周期性变化 的规律？的规律？ 3.3.用化学方程式表示工业上获取纯硅的过程。用化学方程式表示工业上获取纯硅的过程。 可以，硅位于金属和非金属的分界线附近，性质上由金属可以，硅位于金属和非金属的分界线附近，性质上由金属 性逐渐过渡到非金属性，即有金属的性质又有非金属的性质。性逐渐过渡到非金属性，即有金属的性质又有非金属的性质。 精选课件精选课件7

3、 7 【题组训练题组训练】 题型一题型一 碳、硅单质与材料碳、硅单质与材料 1 1硅被誉为无机非金属材料的主角。有科学家提出硅是硅被誉为无机非金属材料的主角。有科学家提出硅是“2121 世纪的能源世纪的能源”、“未来的石油未来的石油”。下列有关说法正确的是。下列有关说法正确的是( ( ) ) A A硅的含量居第二位，在地球上有丰富的单质硅资源，如石硅的含量居第二位，在地球上有丰富的单质硅资源，如石 英、水晶、玛瑙的主要成分都是单质硅英、水晶、玛瑙的主要成分都是单质硅 B B硅相对于氢气便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是有硅相对于氢气便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是有 开发价值的燃料开发价

4、值的燃料 C C存放存放NaOHNaOH溶液的试剂瓶应用细口玻璃瓶并配磨口玻璃塞溶液的试剂瓶应用细口玻璃瓶并配磨口玻璃塞 D D硅是一种良好的半导体材料，所以是制造光导纤维的基本硅是一种良好的半导体材料，所以是制造光导纤维的基本 原料原料 解析：解析： 硅在自然界中全部以化合物的形式存在，石英、硅在自然界中全部以化合物的形式存在，石英、 水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅，水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅，A A不正确；不正确；C C不正确，不正确， 应该用橡皮塞；应该用橡皮塞；D D不正确，制造光导纤维的是二氧化硅。不正确，制造光导纤维的是二氧化硅。 B B 精选课件精选课件8 8 2 2石墨

5、烯的结构示意图如下图所示，下列关于石墨烯的叙述石墨烯的结构示意图如下图所示，下列关于石墨烯的叙述 正确的是正确的是( () ) A A石墨烯可导电，说明它是电解质石墨烯可导电，说明它是电解质 B B石墨烯、金刚石、石墨烯、金刚石、C C60 60、 、“碳纳米碳纳米 泡沫泡沫”四种物质都是碳的单质四种物质都是碳的单质 C C由于由于C(C(石墨，石墨，s)=C(s)=C(金刚石，金刚石，s)s) HH1.9 kJ/mol1.9 kJ/mol知金刚石比石墨烯稳定知金刚石比石墨烯稳定 D D尽量使用含尽量使用含12 126 6C C的产品，减少使用含 的产品，减少使用含13 136 6C C的产品

6、，此举符合 的产品，此举符合 “促进低碳经济促进低碳经济”的宗旨的宗旨 解析：解析：“石墨烯可由石墨剥离而成石墨烯可由石墨剥离而成”故石墨烯是可以导电故石墨烯是可以导电 的非金属单质，它既不是电解质，也不是非电解质，的非金属单质，它既不是电解质，也不是非电解质，A A项错；项错； 石墨烯、金刚石、石墨烯、金刚石、C C60 60、 、“碳纳米泡沫碳纳米泡沫”都是由碳元素形成的不都是由碳元素形成的不 同的单质，它们互为同素异形体，同的单质，它们互为同素异形体，B B项正确；项正确；C C项中由于石墨转项中由于石墨转 化为金刚石的化为金刚石的H0H0，是吸热过程，即石墨的能量较金刚石低，是吸热过程

7、，即石墨的能量较金刚石低， 因而石墨烯稳定，因而石墨烯稳定，C C项错；项错；12 126 6C C和 和13 136 6C C都是碳元素，故 都是碳元素，故D D项错。项错。 B B 精选课件精选课件9 9 精选课件精选课件1010 题型二题型二 工业上高纯硅的制取工业上高纯硅的制取 4 420132013年年6 6月，欧洲对我国光伏产品实行高额征税措施，严月，欧洲对我国光伏产品实行高额征税措施，严 重影响世界清洁能源的发展。多晶硅、导电玻璃重影响世界清洁能源的发展。多晶硅、导电玻璃( (玻璃上镀金玻璃上镀金 属属) )是太阳能光伏产业的重要物质。制备多晶硅必须先得到高是太阳能光伏产业的重要

8、物质。制备多晶硅必须先得到高 纯度硅。三氯甲硅烷纯度硅。三氯甲硅烷(SiHCl(SiHCl3 3，可燃，可燃) )还原法是当前制高纯硅的还原法是当前制高纯硅的 主要方法，其生产流程如图所示：主要方法，其生产流程如图所示： (1)(1)下列判断正确的是下列判断正确的是_(_(填序号填序号) )。 A A高纯度石英砂能用作制造高纯度石英砂能用作制造CPUCPU的半导体材料的半导体材料 B B石英砂在高温下与焦炭反应生成粗硅和二氧化碳石英砂在高温下与焦炭反应生成粗硅和二氧化碳 C C利用石英砂可制备光伏产业所需的玻璃利用石英砂可制备光伏产业所需的玻璃 D D硅性质稳定，不能溶解在任何酸或碱溶液中硅性

9、质稳定，不能溶解在任何酸或碱溶液中 选项选项D D，SiSi性质稳定，但它能溶解在氢氟酸和性质稳定，但它能溶解在氢氟酸和NaOHNaOH溶液中。溶液中。 选项选项B B：由于：由于SiOSiO2 2与与C C在高温下反应时，在高温下反应时，C C是过量的，所以其产是过量的，所以其产 物为物为COCO。 解析：解析：(1)(1)选项选项A A，石英砂的主要成分是，石英砂的主要成分是SiOSiO2 2，SiOSiO2 2能制造光能制造光 导纤维等，但它不是半导体，不能用于制造导纤维等，但它不是半导体，不能用于制造CPUCPU。 选项选项C C，SiOSiO2 2在高温下与在高温下与CaCOCaCO

10、3 3、NaNa2 2COCO3 3反应可制得玻璃。反应可制得玻璃。 C C (2)(2)整个制备过程中必须严格控制无水无氧。整个制备过程中必须严格控制无水无氧。SiHClSiHCl3 3遇遇H H2 2O O剧剧 烈反应生成烈反应生成H H2 2SiOSiO3 3、HClHCl和另一种物质，写出该反应的化学方程和另一种物质，写出该反应的化学方程 式：式：_。 H H2 2还原还原SiHClSiHCl3 3过程中若混入过程中若混入O O2 2，可能引起的后果是，可能引起的后果是 _。 (3)(3)该工艺流程可循环利用的物质是该工艺流程可循环利用的物质是_。 SiHClSiHCl3 33H3H2

11、 2O=HO=H2 2SiOSiO3 33HCl3HClH H2 2 O O2 2与与SiHClSiHCl3 3、H H2 2混合可能引起爆炸混合可能引起爆炸 H H2 2和和HClHCl 精选课件精选课件1111 考点二碳、硅的氧化物考点二碳、硅的氧化物 【知识梳理知识梳理】 精选课件精选课件1212 (2)(2)二氧化碳与二氧化硅化学性质比较二氧化碳与二氧化硅化学性质比较 物质物质二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅 与水反应与水反应COCO2 2H H2 2O HO H2 2COCO3 3不反应不反应 与酸反应与酸反应不反应不反应SiOSiO2 24HF=SiF4HF=SiF4 42H2H2

12、 2O O 与碱反应与碱反应 ( (如如NaOH)NaOH) COCO2 22NaOH=Na2NaOH=Na2 2COCO3 3H H2 2O O 或或COCO2 2NaOH=NaHCONaOH=NaHCO3 3 SiOSiO2 22NaOH=Na2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3 H H2 2O O 与盐反应与盐反应 ( (如如NaNa2 2COCO3 3) ) COCO2 2NaNa2 2COCO3 3H H2 2O= O= 2NaHCO2NaHCO3 3 SiOSiO2 2NaNa2 2COCO3 3 NaNa2 2SiOSiO3 3COCO2 2 与碱性氧与碱性氧 化物反应化物反

13、应 COCO2 2NaNa2 2O=NaO=Na2 2COCO3 3SiOSiO2 2CaO CaSiOCaO CaSiO3 3 与碳反应与碳反应C CCOCO2 2 2CO 2CO2C2CSiOSiO2 2 Si Si2CO2CO 精选课件精选课件1313 (3)(3)主要用途主要用途 COCO2 2：化工原料、灭火剂。干冰用作制冷剂，人工降雨。：化工原料、灭火剂。干冰用作制冷剂，人工降雨。 SiOSiO2 2：制光学仪器、石英玻璃。水晶可制作饰品，常用来制：制光学仪器、石英玻璃。水晶可制作饰品，常用来制 造通讯材料造通讯材料光导纤维光导纤维 精选课件精选课件1414 B B D D C C

14、 E E A A 精选课件精选课件1515 提示：提示： 精选课件精选课件1616 【题组训练题组训练】 题组一题组一 二氧化硅的结构、性质与用途二氧化硅的结构、性质与用途 A A C C 2 2下列说法正确的是下列说法正确的是( () ) 二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应，但不能与任何二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应，但不能与任何 酸反应根据反应酸反应根据反应SiOSiO2 2CaCOCaCO3 3 CaSiO CaSiO3 3COCO2 2可推知硅可推知硅 酸酸性比碳酸强二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸酸酸性比碳酸强二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸 二氧化硅常被用来制造光导

15、纤维二氧化硅常被用来制造光导纤维 A AB B C C D D 精选课件精选课件1717 3 3在下图所示的物质相互转化关系中，在下图所示的物质相互转化关系中，A A是一种固体单质，是一种固体单质，E E 是一种白色不溶于水的物质，是一种白色不溶于水的物质，a a溶液焰色为黄色。据此填空：溶液焰色为黄色。据此填空： (1)B(1)B的化学式是的化学式是_，目前在现代通讯方面，目前在现代通讯方面B B已被用作已被用作 _的主要原料。的主要原料。 (2)B(2)B和和a a溶液反应的离子方程式是溶液反应的离子方程式是_。 (3)A(3)A和和a a溶液反应的离子方程式是溶液反应的离子方程式是_。

16、(4)C(4)C和过量盐酸反应的离子方程式和过量盐酸反应的离子方程式_。 SiOSiO2 2 光导纤维光导纤维( (或光纤或光纤) ) SiOSiO2 2+2OH+2OH- -=SiO=SiO3 32- 2-+H +H2 2O O SiOSiO3 32- 2-+2H +2H+ + =H =H2 2SiOSiO3 3 Si+2OHSi+2OH- -+2H+2H2 2O=SiOO=SiO3 32- 2-+2H +2H2 2 精选课件精选课件1818 题组二题组二 二氧化碳与盐或碱溶液反应的规律二氧化碳与盐或碱溶液反应的规律 B B 精选课件精选课件1919 B B 精选课件精选课件2020 (2)

17、(2)反应后溶质成分的判断反应后溶质成分的判断 精选课件精选课件2121 考点三硅酸、硅酸盐及无机非金属材料考点三硅酸、硅酸盐及无机非金属材料 【知识梳理知识梳理】 2 2硅酸盐硅酸盐 (1)(1)由由硅、氧和金属元素硅、氧和金属元素组成化合物的总称，是构成地壳岩组成化合物的总称，是构成地壳岩 石的主要成分。石的主要成分。 (2)(2)硅酸钠硅酸钠 NaNa2 2SiOSiO3 3COCO2 2H H2 2O=O=NaNa2 2COCO3 3H H2 2SiOSiO3 3 硅酸钠水溶液俗称硅酸钠水溶液俗称水玻璃水玻璃，是无色黏稠液体，常用于制备，是无色黏稠液体，常用于制备 黏合剂黏合剂、防腐剂

18、、耐火材料。、防腐剂、耐火材料。 精选课件精选课件2222 (3)(3)硅酸盐组成的表示硅酸盐组成的表示 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 成成 如硅酸钠如硅酸钠(Na(Na2 2SiOSiO3 3) )可表示为可表示为NaNa2 2OSiOOSiO2 2， 钾长石钾长石(KAlSi(KAlSi3 3O O8 8) )可表示为可表示为 ( (或或K K2 2OAlOAl2 2O O3 36SiO6SiO2 2) )。 3 3无机非金属材料无机非金属材料 (1)(1)传统无机非金属材料传统无机非金属材料 水泥水泥玻璃玻璃陶瓷陶瓷

19、 生产原料生产原料黏土、石灰石黏土、石灰石纯碱、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炉玻璃熔炉陶瓷窑陶瓷窑 生产条件生产条件高温高温 (2)(2)新型无机非金属材料新型无机非金属材料 如高温结构陶瓷、如高温结构陶瓷、生物陶瓷生物陶瓷、压电陶瓷压电陶瓷、光导纤维等。、光导纤维等。 精选课件精选课件2323 精选课件精选课件2424 2.(1)2.(1)探究由探究由SiOSiO2 2制取制取H H2 2SiOSiO3 3的最佳方案的最佳方案( (用流程图表示用流程图表示) )。 (2)(2)实验室里熔融实验室里熔融NaOHNaOH固体时，能否选用瓷坩埚

20、？为什么？固体时，能否选用瓷坩埚？为什么？ (3)(3)想一下为什么可将陶瓷、玻璃、水泥归纳在一起，然后想一下为什么可将陶瓷、玻璃、水泥归纳在一起，然后 从所给的从所给的4 4个词中选出个词中选出1 1个与它们同类的物质个与它们同类的物质_。 ( (填代码填代码) ) 光导纤维有机陶瓷人造纤维砖瓦光导纤维有机陶瓷人造纤维砖瓦 精选课件精选课件2525 D D 精选课件精选课件2626 解析：根据青石棉的组成可知，该解析：根据青石棉的组成可知，该 物质属于硅酸盐，不是一种易燃品且物质属于硅酸盐，不是一种易燃品且 难溶于水，难溶于水，A A不正确。不正确。 根据氧原子守恒可知应该是根据氧原子守恒可

21、知应该是NaNa2 2O3FeOFeO3FeOFe2 2O O3 38SiO8SiO2 2HH2 2O O，B B 不正确。不正确。 根据组成可知和硝酸作用生成根据组成可知和硝酸作用生成2 mol2 mol硝酸钠、硝酸钠、5 mol5 mol硝硝 酸铁和酸铁和1 mol NO1 mol NO，因此需要硝酸的物质的量是，因此需要硝酸的物质的量是18 mol18 mol，选项，选项C C正正 确。和氢氟酸反应生成确。和氢氟酸反应生成SiFSiF4 4、NaFNaF，物质的量分别是，物质的量分别是8 mol8 mol和和2 2 molmol，所以需要，所以需要HFHF的物质的量是的物质的量是34 mol34 mol，D D不正确。不正确。 C C 精选课件精选课件2727 精选课件精选课件2828 题组二题组二 无机非金属材料无机非金属材料 3 3开发新材料是现代科技发展的方向之一。下列有关材料的开发新材料是现代科技发展的方向之一。下列有关材料的 说法正确的是说法正确的是( () ) 硅是构成一些岩石和矿物的基本元素水泥、玻璃、水硅是构成一些岩石和矿物的基本元素水泥、玻璃、水 晶饰物都是硅酸盐制品高纯度的硅单质广泛用于制作光导晶饰物都是硅酸盐制品高纯度的硅单质广泛