无机非金属材料的主角---硅学案

1、无机非金属材料的主角-硅学案考点1碳、硅单质 一、知识梳理1 .单质的结构、存在形态、物理性质和用途碳硅存在形态和化合态化合态结构金刚石:结构；石墨:层状结构晶体硅:与金刚石类似的空间 结构同素异形体金刚石、石墨、C60晶体硅、无定形硅物理 性质金刚石:熔点、硬度;石墨:硬度、电的良导体、有滑腻感晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、硬度大、熔点用途金刚石用作切割刀具,用作电极、铅笔芯、高温润滑 剂材料、硅芯片和硅太阳能电池一、碳和硅的化学性质一一还原性写出玄那化学方程式：;。3.硅的工业制法及提纯：s氯气 豆勺一城-盈工石英砂一鬲褊一粗硅加热 SiCl4高温 高纯硅反应：;反应：;反应:;二、知识

2、自主诊断1 .判断下列描述的正误(正确的打，错误的打“X” )(1)硅太阳能电池工作时，光能转化成电能，与氧化还原反应无关()(2)加热到一定温度，硅能与氧气、氯气等非金属单质反应()(3)金刚石和石墨物理性质有较大差别的原因是碳原子的排列不同()(4)Si和SiO2都可用于制造光导纤维()(5)碳燃烧可生成CO或CO2,但硅与氧气反应只能生成SiO2()(6)非金属性C>Si,则稳定性CH4>SiH4()(7)以下转化均能实现:SiO2sc'二 Si()高温(8)12C、13C、14C是碳的三种同素异形体()2 .(1)下列物质能与单质硅起化学反应的是OM HNO3tK

3、o H2SO4M氟酸 NaOH溶液 0W气 g气 下列事实能说明非金属性C>Si的是®度:金刚石 >晶体硅 容沸点:SiO2>CO2 0W性:H2CO3>H2SiO31 急定性:CH4>SiH4CQ通入Na2SiO3溶液中产生白色沉淀<温下,SiO2与Na2CO3反应 同条件下，碱性:Na2SiO3(aq)>NaCO3(aq)三.知识互助探究题组一 碳、硅的性质与用途1.4G网络让手机“飞”起来，手机芯片的核心是硅板，具成分是A. SiO2B. Si C. H2SQ3D. Na2SiO32 .硅及其化合物的应用范围很广，下列说法正确的是A.粗

4、硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应B.硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料C.反应 Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 T 中,Si 为还原剂，NaOH 和 H2O 为氧化剂D.硅能与氢氟酸反应，则硅可以与盐酸反应3 .近年来科学家制造出很多新物质，对下列物质的相关说法错误的是婚之三亡石墨烯：从石墨中分离出来，是最薄、最坚硬的 纳米材料石墨焕：平面网状 结构的全碳分子， 具有优良的化学 稳定性纳米碳管：具有 优良的场发射性 能，制作阴极显 像管、储氢材料A.石墨烯具有良好的导电性B.上述物质与金刚石互为同素异形体C.石墨烯孔径略大于H2分子的直径，可作H2的提纯薄膜D.上述三种物质都

5、能与浓硫酸反应，但反应产物不同题组二硅的制备1.从石英砂制取并获得高纯硅的主要生产流程如图所示，下列说法不正确的是（）石英砂焦炭.粗硅型冷四氯化硅匚纯硅 高温加热 I局温A.O置换反应,Q是化合反应B.高温下，焦炭与氢气的还原性均强于硅的C.任一反应中，每消耗或生成28 g硅,均转移4 mol电子D.高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合可得高纯硅拓展（1）石英砂主要成分的分子式为SiO2,正确吗？（2）反应SiO2+2C高温Si（粗）+2COT能否说明碳的非金属性比硅强？考点2碳、硅的氧化物一、知识梳理1.一氧化碳 物理性质： 色气体，毒， 溶于水化学性质：燃烧：CO+O2=CO2

6、火焰还原CuO: （冶炼金属）2.二氧化碳和二氧化硅的比较物质二氧化硅二氧化碳结构结构,不存在单个存在单个CO2分子分子主要物 理性质硬度，熔、沸点，常温下为 一体，不溶于水熔、沸点，常温卜为气体，可溶于水物质二氧化硅二氧化碳化学性质1与水反应不反应2与碱性氧化物反应如与CaO反应：如与Na2O反应：与碱(NaOH)反应CO2少量：；(盛碱液的试剂瓶用塞)CO2过量：物质二氧化硅二氧化碳化学性质与酸反应只与氢氟酸反应：不反应与盐反应如与Na2CO3反应：如与Na2SiO3反应：或用途光导纤维、光学仪器、电子部件制饮料、制碳酸盐二、知识自主诊断1 .判断下列描述的正误(正确的打，错误的打“X”

7、)将足量CO2通入含K+、SiO32-、Cl-、NO3-的溶液中,离子将不能大量共存 ()(2)常温下,SiO2既能与KOH溶液反应又能与稀盐酸反应()(3)二氧化硅结构式为。=Si=O()(4)SiO2是酸性氧化物，但不能与水反应生成H2SiO3()(5)不能用瓷地竭来加热烧碱或纯碱使其熔化()(6)SiO2有导电性，所以SiO2可用于制备光导纤维()(7)Si - Si3H 2SQ3一 SiO2一 SiO32-均能一步转化()2 .写出除去下列气体中混有的杂质(括号内为杂质)可采取的方法。(1)CO(CO2): 。 (2)CO2(CO): (3)CO2(O2): 。(4)CO2(SO2):

8、 (5)CO2(HCl): 。三.知识互助探究题组一二氧化硅和二氧化碳性质及应用1 .A、B、C、D、E五种物质中均含有同一种短周期主族元素R,它们能发生如所示的转化关系，已知A、加热NaOH溶液B、D、E四种物质均难溶于水，单质R能与NaOH溶液反应生成盐和氢气。下列说法正确的是()A.反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 11B.A既能溶于NaOH溶液又能溶于氢氟酸C.反应CW勺离子方程式为2R+2OH-+2H2O=2RO2-+3H2 TD.化合物C的溶液与反应产生的气体能够发生化学反应考点三 硅酸和硅酸盐无机非金属材料、知识梳理1.硅酸溶于水溶解性可溶性徒酸盐与盐酸等反应制得:注意酸性比

9、族酸NajSiOj +C 02+Ha0弱酸性稳定制备用途降胶可用作催化剂的载体和袋装食品、瓶装 药品等的干燥剂硅酸在水中易聚合形成硅酸凝胶，经干燥脱 水后得到多孔的 硅酸干 凝胶，称为硅胶，硅胶(mSiO2 n2O)是一种很好的无毒干燥剂。2 .硅酸盐 硅酸盐:是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。(2)硅酸盐改写成氧化物形式的方法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 ，氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物一较活 泼金属氧化物 一二氧化硅一水。如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为 Na2O- SiO云母(KAl 3Si30ii 2O)可表示 为 o (3)硅酸

10、钠: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。它能与酸性比硅酸强的酸反应，写出相应的化学方程式。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。3 .无机非金属材料(1)传统无机非金属材料：水泥、普通玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。常见硅酸盐材料如下表。材料水泥普通玻璃陶瓷生产原料石灰石、黏土、石英黏土主要设备水泥回转窑玻璃窑陶瓷窑玻璃的生产05应原理 CaCO3+SiO2 包 CaSiO3+CO2r 。要成分:SiO2、CaSiO3、Na2SiO3。(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

11、胶具有既耐高温又耐低温的性质。(4)新型无机非金属材料高温结才陶瓷：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。二、知识自主诊断1 .判断下列描述的正误(正确的打“，错误的打“X”)(1)NaAlSi3O8 写成氧化物的形式是 Na2O- A2O3 - 6SiO()(2)氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料()(3)合成纤维与光导纤维都是新型无机非金属材料 ()(4)Mg2+、H +、SiO32、SO42在水溶液中能大量共存()(5)硅酸钠溶液应保存在带玻璃塞的试剂瓶中()(6)硅橡胶和陶瓷都是新型无机非

12、金属材料()(7)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()(8)向硅酸钠溶液中通入适量 CO2,出现白色沉淀，证明碳的非金属性大于硅()2 .填写下列材料主要化学成分的化学式。刚玉:。(2)大理石、石灰石 : 。(3)普通玻璃：。(4)石英、水晶:。三.知识互助探究题组一硅酸、硅酸盐的性质及用途1 .下列说法正确的是 (填序号)。(1)2018天津卷汉代烧制出明如镜、声如磬”的瓷器，其主要原料为黏土(2)2017北京卷瓷器的主要成分属于无机物(3)2016全国卷HF与SiO2反应实际应用是氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记(4)2016四川卷硅胶作袋装食品的干燥剂(5)2015海

13、南卷可用磨口玻璃瓶保存NaOH溶液(6)2015 山东卷向 Na2SiO3溶液中通入过量 SO2:SiO32+SO2+H2O=H2SiO3 +SO32D(7)玻璃容器可长期盛放各种酸2 .下列关于硅单质及其化合物的说法不正确的是()A.水玻璃是一种矿物胶，既不易燃烧也不易被腐蚀B.水泥、玻璃、石英都是硅酸盐制品C.氮化硅(Si3N4)是一种重要的结构陶瓷材料D.向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸题组二硅酸盐的表示方法青石棉是一种致癌物质，是鹿特丹公约中受限制的46种化学品之一，其化学式为Na2Fe5Si8O22(OH)2青石棉用稀HNO3溶液处理时，还原产物只有NO,下列说法不正确的

14、是()A.青石棉是一种硅酸盐材料B.青石棉溶于足量的硝酸得到澄清溶液C.青石棉的化学组成可表示为 Na2O- 3FeO- 2O3 8SiO7OD.1 mol青石棉能使1 mol HNO3被还原直击真题，突破高考1 .2018江苏卷CO2是自然界碳循环中的重要物质。下列过程会引起大气中CO2含量上升的是()A.光合作用B.自然降雨C.化石燃料的燃烧D.碳酸盐的沉积2 .2018江苏卷下列有关物质性质与用途具有对应关系的是()A.NaHCO3 受热易分解,可用于制胃酸中和剂B.SiO2 熔点高硬度大,可用于制光导纤维C.Al2O3 是两性氧化物,可用作耐高温材料D.CaO能与水反应，可用作食品干燥剂3