2010高考化学第一轮复习讲与练二十七硅无机非金属材料旧人教

1、第 42 讲硅、无机非金属材料 Si+2Cl2 工 _ （提纯） SiCl4+H2 _ （还原） 2、 二氧化硅 （1 ）硅晶体的结构与主要物理性质 晶体的结构：晶体二氧化硅是硅原子和氧原子以 _ 键形成的 _ 状的 _ 晶体，因此 二氧化硅硬度 _ ，熔点 _ , _ 导电， _ 溶于水。 （2）二氧化硅的化学性质 二氧化硅中的硅处于硅元素的最高价 +4,反应中只能降低，得电子表现弱氧化性（与 焦炭、镁等反应）和酸性氧化物的通性，它是 H2SQ3和 H4SQ4的酸酐，能与碱性氧化物 反应，如：SiO2 + CaO = CaSiO 3 ;能与强碱反应，如： SiO2 + 2NaOH= Na 2

2、SQ3 + H2O, 所以盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，只能用橡皮塞；能与氢氟酸剧烈反应： SiO2 + 4HF = SiF4 f + 2H2O，故氢氟酸应保存在塑料瓶中。 3、 硅酸及硅酸盐的性质 原硅酸和硅酸均不溶于水，其酸性比碳酸弱（注意：不能用水和二氧化硅直接反 应制 H2SQ3 ） 。 原硅酸 （H4SQ4） 很不稳定， 在空气中易失水生成硅酸， 其反应式为： H4SiO4=H2SiO3+ H2O。硅酸加热后会发生分解生成 SiO2和 出 0。 Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，置于空气中会变持，其反应的化学方程式为： Na2SiO3 + CO2 +2H2O= H4SQ4J +N

3、a2CO3 （酸性比碳酸弱）。 4、硅和二氧化硅及硅酸的特殊性 硅的还原性比碳强，而碳在高温下却能从二氧化硅中还原出硅。 非金属单质一般不与弱氧化性酸反应， 而硅不但能与氢氟酸反应， 而且还有氢气生成。 、要点精讲 1 硅及其重要化合物 （1）硅元素的含量与存在 在地壳里，硅的含量在所有元素中居第 存在，是构成矿物和岩石的主要元素。 （2 ）硅晶体的结构与主要物理性质 _ 位，仅次于 _ ，全部以 _ 态形式 晶体，具有 _ 体的空间网状结构； _ 色，有金属光泽；硬度 _，熔沸 点_，但都低于金刚石，是良好的半导体材料。 （3）硅的化学性质 在常温下化学性质稳定，只能与氟气、氢氟酸和强碱溶液

4、反应： Si+2F2=SiF4 Si+4HF=SiF 4+2H2 Si + 2NaOH + H 2O = NazSiOs + 2H?f （该反应的氧化剂是 H2O,还原剂是 Si） （4） 高纯硅的制法 工业上，用碳在高温下还原二氧化硅制得含有少量杂质的粗硅, 反应的化学方程式 为 2C + SiO2 高温 （制粗硅） 非金属单质与强碱溶液反应一般不生成氢气，而硅却能与强碱溶液反应生成氢气。 虽然二氧化硅是硅酸的酸酐，但却不能用它与水直接反应制备硅酸， 而只能用可溶性 的硅酸盐与酸作用来制备。 酸性氧化物一般不与酸反应（除氧化还原反应外） ，而二氧化硅却能与氢氟酸反应。 非金属氧化物一般是分子

5、晶体，而二氧化硅却是原子晶体。 无机酸一般易溶于水，而硅酸和原硅酸却难溶于水。 5、硅酸盐工业 （1） 水泥 原料： _ 。 生产设备： _ 。 主要成分： _ 。 水泥是一种混合物，它的水硬过程是一个复杂的 _ 过程。 （2） 玻璃 原料： _ 。 生产设备： _ 。 反应原理： _ 。 主要成分： _ 。 （3） 陶瓷 主要原料： _ 。 主要生产过程： _ T T T _ 主要设备： _ 。 主要性质：抗氧化，抗酸碱腐蚀，耐高温，绝缘，易成型等。 6、无机非金属材料 （1） 分类：传统无机非金属材料：水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。 新型无机非金属材料：半导体材料、超硬耐高温材料、发光材料

6、等。 （2） 新型无机非金属材料的特性 耐高温、强度高；具有电学特性；具有光学特性；具有生物功能。 （3） 重要的新型无机非金属材料： 高温结构陶瓷（有氧化铝陶瓷 ：又称人造刚玉，具有熔点很高、硬度高的优点 。可 用于作坩埚、高温炉管、球磨机、高压钠灯的灯管等。、氮化硅陶瓷：具有硬度极高、 耐磨损、抗腐蚀和抗氧化能力等优点。可用于制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、 永久性模具、发动机部件等。、碳化硼陶瓷具有熔点高、硬度大的优点。广泛应用于 工农业生产、原子能工业、宇航工业等）；高温结构陶瓷的优点：能经受高温、不 怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等 。 光导纤维（光纤） 光导纤维的特点

7、：传导光的能力非常强，抗干扰性能好，不发 生电辐射等。光导纤维的应用：通讯、医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照 明等。 二、典例解析 【例 1】下列说法正确的是A.二氧化硅溶于水显酸性 B.二氧化碳通入水玻璃可以得到原硅酸 C .因为高温时 SiO2与 Na2CO3反应放出 CO?，所以硅酸的酸性比碳酸的酸性强 D .二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸 【例 2】随着科技的飞速发展，出现了许多新型无机非金属材料，如植入生物体内的生 物陶瓷材料 HAP化学式为 Cam(P04)n(0H) 2,已被医疗上用于修补人的骨和牙组织。 HAP 的化学式中 m 等于 2n -2 3 【例 3】据报导

8、我国科学家近年来研制出一种新型 连续纤维增韧”航空材料，其主要成 分是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成。下列相关叙述不正确的是 B .它比钢铁轻、硬，但质地较脆 D 它是一种新型无机非金属材料 三、当堂反馈 1. 过量的泥沙、纯碱和生石灰共熔后可生成 水泥 玻璃 瓷器 混凝土 一种硅酸盐产品 A.和 B. 和 C. D.:龙： 2. 下列各项叙述的解释原因相同的是 NaOH 溶液不能用带玻璃塞的试剂瓶保存； Na2SiO3溶液要密封保存；酸式滴定 管不能装 NaOH 溶液；氢氟酸不能盛放在玻璃瓶中。 A . B . C. D . 3. (2002 年全国理综，6)以下说法正确的是 A .纳米材料

9、是指一种称为“纳米”的新物质制成的材料 B .绿色食品是指不含任何化学物质的食品 C .生物固氮是指植物通过叶面直接吸收空气中的氮气 D .光导纤维是以二氧化硅为主要原料制成的 4. 化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程，化学键的键能是形成(或拆开) 1mol 化学键时释放(或吸收)的能量。现提供以下化学键的键能( KJ mol-1) Si O : 460、Si Si: 175、O=O: 498，则反应：Si + O2 = SiO2 的反应热厶 H 为 -1 -1 A. 992 KJ mol B. 247 KJ mol -1 -1 C. 236 KJ mol D.+236 KJ mol 5.

10、 根据下图中所表示的变化关系，写出各物质的 化学式 A 是 _ , B 是 _ , C 是 _ , D 是 _ , E 是 _ . 3n 2 2 D. n+1 A .它耐高温抗氧化 C 它没有固定熔点 第 42 讲硅、无机非金属材料 止中毒，不能长期盛放下列物质的是 A .食作植物油 B .酱油 C.食醋 D .酒 2 利用光导纤维能够传递光的性质，可以把光信号传到远方，构成光的“有线通信”系 统，这就是光纤通信。下列关于制光导纤维的原料及传递光信号的物理原理均正确的是 A . CaC03，光的折射 B . SiO2，光的全反应射 C. CaO，光的干涉 D. Na2CO3，光的衍射 3. 生

11、石灰中往往含有杂质 CaCO3和 Si02，检验它是否存在这两种杂质的最好试剂是 A .水 B .盐酸 C.硫酸 高温.烧碱溶液 4. 工业上制造金刚砂(SiC)的化学方程式为：SiO2 + 3C SiC +2CO f。在这个氧化 还原反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比是 A . 1:2 B . 2: 1 C . 1: 1 D . 3: 5 5. 为了延长食品的保质期，防止食品受潮及富脂食品氧化变质，在包装袋中应该放入的 化学物质是 A.硅胶、硫酸亚铁 B .食盐、硫酸亚铁 C.生石灰、食盐 D.无水硫酸铜、蔗糖 6. 现有下列五个转化，其中不可能通过一步反应实现的是 SiO2Na2SiO3

12、 CuSO4CuCI? SiO2H2SQ3 CuO 宀 Cu (OH) 2 Ca3(PO4)2 Ca(H 2PO4)2 9.向下列溶液中滴加稀硫酸，生成白色沉淀，继续滴加稀硫酸，沉淀溶解的是 A . Na2SiO3 B . BaC C . FeCh D . NaAlO 2 10 .工业上由粗硅制取纯硅有以下反应： 300 C Si (s) + 3HCl (g) SiHCl 3 (g) + H2 (g) ； H=-381kJ/mol SiHCl 3 (g) + H2 (g) =950CSi (s) + 3HCl (g)，对上述反应的说法中正确的是 A.均为置换反应和氧化还原反应 B .反应、实际

13、上互为可逆反应 C.由于反应放热，则反应一定吸热 D .提高 SiHCl 3产率，应采用加压和升温的办法 1 在搪瓷和陶瓷器具表面的釉质中含有极微量的 Pb、Cd 和 Sb 等有毒的金属盐类，为防 A. B. 7. 下列过程中，不发生化学变化的是 C . D . B .原硅酸变成硅酸 C .干冰变成二氧化碳气体 D .用石英坩埚熔化烧碱 &和空气接触可发生非氧化还原反应的物质组合是石灰水； Na2S 溶液；固体火碱； Na2O2 Sn Cl2溶液；水玻璃; A. B . C. D . 11.新型无机非金属材料碳化钛( TiC)、碳化硼(B4C)、氮化硅(Si3N4)等称为非氧化 物陶瓷，合成这

14、些物质需要在高温条件下进行，在合成工艺中必须注意 A.通入充足的氧气 B .避免与氧气接触 C .可在氮的气氛中合成 D .通入少量氧气 12 . ( 1)将下列硅酸盐改写成氧化物的形式(改写时注意金属氧化物在前，非金属氧化物 在后，低价在前，高价在后， H2O 般写在最后)。 镁橄榄石(Mg2SiO4) _ :高岭石Al 2Si2O5(OH) 4 _ 。 (2) 许多含氧酸及其盐类均可以类似地改写成氧化物形式，请继续改写下列物质： HNO3 _ ； HCOOH _ 。通过以上改写可知， HNO3的酸酐为 _ ，HCOOH 与浓 H2SO4反应可制 _ 气体。 (3) _ 已知在一定条件下，

15、铁在氯气中燃烧可以生成 Fe3Cl8 ,它可以看作是 _ (化 学式)。生成该物质的条件可能是 _ 。 13. 把河沙(主要成分是 SiO2)跟镁粉按一定质量比(质量比约大于 15:24)混合均匀， 装入试管中加热约 1 分钟后发生剧烈反应，生成一种白色固体化合物和一种硅化物。待生 成的混合物冷却后放入盛有稀硫酸的烧杯中，立即产生气泡并伴有爆炸声，产生的气体是 一种能在空气中自燃的气态氢化物。 (1) 写出河沙与镁粉在加热条件下的发生反应的化学方程式 _ ，该反应是 _ 反应(填放热”或吸热” ) (2) 生成的混合物放入稀硫酸中，产生的气体是(填化学式) _ 。 (3)写出产生爆炸声时发生反

16、应的化学方程式 _ 。 14如下图所示的物质的转化关系中， A 是一种固体单质，E 是一种白色沉淀。据图填写： (1) _ B 的化学式是 _ ，目前 B 已被用作 的主要原料。 (2) _ B 和 a 溶液反应的离子方程式是 _ 。 (3) _ A 和 a 溶液反应的化学方程式是 _ 。 (4) _ C 和过量盐酸反应的离子方程式是 _ 。 15本题中所有的气体体积均指标准状况下的体积。 A、B 为两种单质，常温下均是固体。 在元素周期表中，A、B 两元素同周期且原子半径 AB。分别取三份质量为 1.52g 的 A、 B 的混合物(粉末)进行如下实验： I 向第一份试样中加入过量的盐酸，充分

17、反应后放出 0.896 L 气体，还余 0.56 g 残渣； II.向第二份试样中加入过量的 10%的 NaOH 溶液，充分反应后放出 0.896 L 气体，还余 0.96 g 残渣； 将第三份试样隔绝空气加强热后， 恰好生成一种固体， 冷却后再加入足量的盐酸， 该 固体全部溶解，产生 x L 气体。 (1)单质 A 是 _ 。 (2)混合物中的 B 的质量分数为 _ 。 (3) 写出实验川中有关反应的化学方程式并计算 x 的值。 第 42 讲 典例解析 【例 1】SiO2不溶于水也不与水反应， A 项错误；C 项中反应进行的原因是因为 SiO2沸点 高，利用不挥发性酸酐能把挥发性酸酐从它的盐

18、中制取。而比较硅酸与碳酸的酸性强弱应 看它们在溶液中发生的复分解反应的规律： 较强酸制取弱酸，事实是：Na2SiO3 + CO2 + H2O =H2SQ3J + Na2CO3 ,贝 U B 项正确，C 项错误；一般情况下，酸性氧化物不与酸反应，但 也有特殊的，例：SiO2能与氢氟酸反应，则 D 项错误。故选 B。 【例 2】据化合价代数和为零可得： 2m- 3n-2=0，从而求出 m。本题答案选 A。 【例 3】B 当堂反馈：1. B 2. B 3. D 4. A 5. Si、Na2SiO3、H4SQ4、H2SQ3、SQ2 课后练习：1 . C 2. B 3. B 4. A 5. A 6. B 7. C 8. A 9. D 10. AC 11. BC 12 . （ 1 2MgO SiO2 Al 203 2SQ2 2 出 0 N2O5 出 0 CO H2O N2O5 CO FeCl2 2FeC