专题三第1讲市公开课一等奖省优质课赛课一等奖课件

第1讲含硅矿物与信息材料第1页【·备考】最新考纲：1.了解C、Si单质及其主要化合物主要性质和主要应用。2.了解碳元素、硅元素单质及主要化合物对环境影响。最新考情：硅、碳作为ⅣA族代表元素，需要掌握碳、硅单质，氧化物，酸及其盐性质，一是在选择题中考查Si、SiO2、Na2SiO3用途及相互转化关系，二是在流程题中考查SiO2性质。第2页考点一碳、硅及其氧化物性质1.碳、硅元素原子结构与存在[知识梳理]

碳硅原子结构示意图在元素周期表中位置第2周期

族第3周期

族单质结构金刚石：

结构石墨：层状结构晶体硅：与金刚石类似空间网状结构元素在自然界中存在形式现有游离态又有化合态只有

态ⅣAⅣA空间网状化合第3页2.碳、硅单质性质(1)碳、硅物理性质和用途(用短线连接起来)：第4页(2)碳化学性质第5页(3)硅化学性质及制取①与氢氟酸反应：

。②与NaOH溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑；③与O2反应：

。Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑第6页④工业制法：第7页3.二氧化碳和二氧化硅比较物质二氧化硅二氧化碳结构空间立体网状结构，不存在单个分子存在单个分子主要物理性质硬度

，熔、沸点

，常温下为

体，不溶于水熔、沸点

，常温下为气体，微溶于水化学性质①与水反应不反应②与酸反应只与氢氟酸反应：________________________________________________不反应大高固低CO2＋H2O

H2CO3SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O第8页化学性质③与碱反应______________________________________(盛碱液试剂瓶用_________塞)CO2少许：_____________________________、CO2过量：___________________________④与盐反应如与Na2CO3反应：__________________________________________如与Na2SiO3反应：________________________________________________或Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(足量)===H2SiO3↓＋2NaHCO3⑤与碱性氧化物反应如与CaO反应：___________________________如与Na2O反应：______________________用途光导纤维、光学仪器、电子部件制饮料、制碳酸盐SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O橡胶CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2OCO2＋NaOH===NaHCO3Na2SiO3＋H2O＋CO2(不足)===H2SiO3↓＋Na2CO3Na2O＋CO2===Na2CO3第9页第10页1.以下关于碳和硅叙述中，正确是(

)A.其氧化物都能与NaOH溶液反应B.其单质在加热时都能跟O2反应C.其氧化物都能溶于水生成对应酸D.碳和硅两种元素共有两种单质解析CO不溶于水，不能生成对应酸，也不能与NaOH溶液反应；SiO2不溶于水，也不能生成对应酸；碳有金刚石、石墨等同素异形体，硅有晶体硅和无定形硅等，所以两种元素有各种单质。答案B[题组诊疗]碳、硅性质及应用第11页2.以下物质间转化不能经过一步反应完成是(

)A.SiO2―→Si B.CO2―→CC.SiO2―→H2SiO3 D.Si―→Na2SiO3答案C第12页3.制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅主要方法，生产过程示意图以下：(1)写出由纯SiHCl3制备高纯硅化学方程式为_________________________________________________________________________________________。(2)整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水猛烈反应生成H2SiO3、HCl和另一个物质，写出该反应化学方程式___________________________________________________________________________________________________；H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引发后果是______________________________________________________________________________________。第13页解析(1)H2还原SiHCl3得到Si和HCl。(2)SiHCl3遇水猛烈反应生成H2SiO3、HCl和另一个物质，依据原子守恒.判断另一物质是H2。因H2还原SiHCl3反应条件是高温(1357K)，若混入O2，则H2与O2混合加热可能发生爆炸，同时，O2也可能氧化SiHCl3。第14页【总结归纳】硅特征第15页4.以下关于SiO2和CO2叙述中不正确是(

)A.都是共价化合物B.SiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨C.都能溶于水且与水反应生成对应酸D.都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应解析SiO2和CO2中都只含有共价键，均为共价化合物，A项正确；干冰升华吸热，可用于人工降雨，B项正确；SiO2不溶于水且与水不反应，C项错误；SiO2与强碱溶液反应生成硅酸盐，CO2与强碱溶液反应生成碳酸盐或碳酸氢盐，D项正确。答案CCO2、SiO2结构与性质第16页5.以下相关说法中错误是(

)解析氢氟酸能与玻璃中SiO2反应，A正确；单晶硅也可将太阳能转化为热能，B错误；高温下NaOH能与瓷坩埚中SiO2反应，C正确；沙子主要成份是SiO2，与碳反应时得到是CO，D正确。答案B第17页6.依据SiO2性质普通性与特殊性完成以下表格(其中括号内为要除去杂质)。

可供选择试剂：A.盐酸B.氢氧化钠溶液C.氧气D.水E.二氧化碳可选取操作：①水洗②加热③高温灼烧④过滤⑤结晶

粉末状混合物选择试剂选取操作(1)CaCO3(SiO2)

(2)NaCl(SiO2)

(3)SiO2(Fe2O3)

(4)SiO2(CaCO3)

(5)SiO2(NH4Cl)

答案(1)B

④

(2)D

④⑤

(3)A

④

(4)A

④

(5)②第18页【归纳总结】SiO2特征第19页考点二硅酸、硅酸盐、无机非金属材料1.硅酸[知识梳理]难碳酸Na2CO3＋H2SiO3↓Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl第20页2.硅酸盐(1)硅酸盐：是由硅、氧和金属元素组成化合物总称，是组成地壳岩石主要成份。(2)硅酸盐组成表示方法：通惯用二氧化硅和金属氧化物组合形式表示硅酸盐组成，如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为

。(3)硅酸钠：①白色、可溶于水粉末状固体，其水溶液俗称

，有黏性，水溶液显碱性。②与酸性较硅酸强酸反应：a.与盐酸反应化学方程式：

。b.与CO2水溶液反应化学方程式：

。③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。K2O·Al2O3·6SiO2水玻璃Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓第21页3.常见无机非金属材料(1)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。①常见硅酸盐材料比较

水泥玻璃陶瓷生产原料主要设备陶瓷窑生产条件高温石灰石、黏土纯碱、石灰石和石英黏土水泥回转窑玻璃窑第22页②玻璃生产中两个主要反应：___________________________________________________________________________________________；__________________________________________________________________________________________。(2)新型无机非金属材料①高温结构陶瓷：如氮化硅陶瓷含有较高硬度和耐磨性、较强抗化学侵蚀性和电绝缘性等。②生物陶瓷：对机体无排异反应，不会引发代谢作用异常。③压电陶瓷：含有压电效应。第23页1.将足量CO2气体通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最终得到固体物质是(

)A.Na2SiO3 B.Na2CO3、Na2SiO3C.Na2CO3、SiO2 D.SiO2[题组诊疗]硅酸盐结构与性质第24页答案A第25页2.青石棉是世界卫生组织确认一个致癌物质，是《鹿特丹条约》中受限制46种化学品之一。青石棉化学式为Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸处理时，还原产物只有NO。以下说法中正确是(

)A.青石棉是一个易燃品且易溶于水B.青石棉化学组成用氧化物形式可表示为Na2O·FeO·2Fe2O3·8SiO2·H2OC.1molNa2Fe5Si8O22(OH)2与足量硝酸作用，最少需消耗6L3mol·L－1HNO3溶液D.1molNa2Fe5Si8O22(OH)2与足量氢氟酸作用，最少需消耗5.5L2mol·L－1HF溶液第26页解析依据青石棉组成可知，该物质属于硅酸盐，不是一个易燃品且难溶于水，A不正确；依据氧原子守恒可知应该是Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O，B不正确；依据组成可知和硝酸作用生成2mol硝酸钠、5mol硝酸铁和1molNO，所以需要硝酸物质量是18mol，选项C正确；和氢氟酸反应生成SiF4、NaF，物质量分别是8mol和2mol，所以需要HF物质量是34mol，D不正确。答案C第27页3.胃舒平主要成份是氢氧化铝，同时含有三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)等化合物。(1)三硅酸镁氧化物形式为_______________________________________。(2)Al2O3、MgO和SiO2都能够制耐火材料，其原因是________。a.Al2O3、MgO和SiO2都是白色固体b.Al2O3、MgO和SiO2都是金属氧化物c.Al2O3、MgO和SiO2都有很高熔点解析(1)Mg2Si3O8·nH2O改写成氧化物形式为2MgO·3SiO2·nH2O。(2)Al2O3、MgO和SiO2均含有很高熔点，故可作为耐火材料。答案(1)2MgO·3SiO2·nH2O

(2)c第28页第29页4.据报道我国科学家近年来研制出一个新型“连续纤维增韧”航空材料，其主要成份是由碳化硅陶瓷和碳纤维复合而成。以下相关叙述不正确是(

)A.它耐高温抗氧化 B.它比钢铁轻、硬，但质地较脆C.它没有固定熔点 D.它是一个新型无机非金属材料解析由航空材料成份组成知其质轻、含有耐高温抗氧化等性质，因为这种材料能增加韧性，故质地不会较脆，故B错，A正确；复合材料属于混合物，没有固定熔点，由碳化硅高温结构陶瓷和碳纤维复合而成材料均属于新型无机非金属材料，C、D正确。答案B无机非金属材料第30页5.(·徐宿连一模)从石墨中分离出来石墨烯是已知最薄、最坚硬物质，可制成电阻率最小纳米材料，其结构如右图所表示。以下关于石墨烯说法正确是(

)A.含有良好导电性B.属于高分子化合物C.与金刚石互为同位素D.不能与氧气发生反应解析石墨烯是由碳原子组成单质，与金刚石互为同素异形体，与氧气反应生成CO2。答案A第31页6.(·徐宿连一模)二氧化硅(SiO2)又称硅石，是制备硅及其化合物主要原料。以下说法正确是(

)含硅物质间转化第32页A.SiO2既能与HF反应，又能与NaOH反应，属于两性氧化物B.SiO2和Si都是光导纤维材料C.利用SiO2与NaOH溶液反应可制取“水玻璃”D.上图中所表示转化反应都是非氧化还原反应解析两性氧化物定义为与酸和碱反应均生成盐和水氧化物，SiO2与HF反应得到SiF4不属于盐类，A项错误；SiO2是光导纤维材料，Si为半导体材料，B项错误；“水玻璃”是Na2SiO3水溶液，C项正确；制取Si过程中包括了氧化还原反应，D项错误。答案C第33页7.已知A是灰黑色、有金属光泽固体单质。依据如图所表示物质之间转化关系，回答以下相关问题。(1)写出B、C两物质名称：B________，C________。(2)写出D→B化学方程式：________________________________________。(3)写出B→C离子方程式：_______________________________________。第34页解析A为灰黑色固体单质，推知A为Si，则D为SiO2，B为Na2SiO3，C为H2SiO3。第35页【反思归纳】解答硅及其化合物推断题，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“突破口”。

【知识网络回顾】第36页1.基础知识判断，正确打“√”，错误打“×”。(1)碳有各种同素异形体，而氧不存在同素异形体(

)(2)单质硅惯用作半导体材料和光导纤维(

)(3)硅在自然界中只以化合态形式存在(

)(4)硅化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应(

)(5)SiO2不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器(

)××√××第37页(6)Si→SiO2→H2SiO3均能一步转化(