高考化学总复习-第4章-第1节-无机非金属材料的主角-硅课件

高考化学总复习-第4章-第1节-无机非金属材料的主角-硅课件第一页，共62页。[高考热点]1.硅及其化合物的性质。2.氯气的性质及实验室制法。3.氯水的成分及氯离子检验。4.SO2的酸性、还原性、漂白性。5.浓H2SO4的强氧化性。6.硫及其化合物的转化关系。7.氨气的性质及实验室制法。8.硝酸的强氧化性。第一页第二页，共62页。考纲展示核心要点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。1.Si、SiO2的特殊性质：(1)Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；(2)Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑；(3)SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。2.碳、硅元素的单质及化合物间的转化及性质。第二页第三页，共62页。第三页第四页，共62页。一、碳、硅单质1.(1)碳能被浓硫酸(硝酸)氧化，硅单质也能被氧化吗？(2)碳、硅单质都不能与酸反应吗？(3)能与强碱溶液反应产生H2的单质有哪些？[提示](1)硅不能。(2)硅可以与氢氟酸反应。(3)Si、Al。第四页第五页，共62页。1．碳、硅元素在自然界中的存在形态(1)碳：既有游离态又有化合态。(2)硅：只有

。硅在自然界中的含量占第二位。化合态第五页第六页，共62页。2．碳、硅单质的物理性质和用途(用线连接)第六页第七页，共62页。3．碳、硅化学性质碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。第七页第八页，共62页。第八页第九页，共62页。二、碳、硅的重要化合物2.(1)SiO2不溶于水，也不和水反应，故SiO2不是酸性氧化物。(2)盛放NaOH的试剂瓶能否用玻璃塞？(3)SiO2既能与酸反应，又能与碱反应，SiO2是两性氧化物吗？[提示](1)SiO2能与碱反应生成盐和水，故SiO2是酸性氧化物。(2)不能。SiO2和NaOH反应生成Na2SiO3，其粘性很大。(3)SiO2是酸性氧化物。第九页第十页，共62页。还原剂

第十页第十一页，共62页。2．二氧化碳和二氧化硅二氧化碳二氧化硅类别均为

氧化物结构特点由二氧化碳分子构成

结构，不存在单个分子物理性质熔点和沸点低、可溶于水坚硬难熔的固体、不溶于水酸性空间网状立体第十一页第十二页，共62页。CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2OSiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O

4HF＋SiO2===SiF4↑＋2H2ONa2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3

第十二页第十三页，共62页。3.硅酸、硅酸盐和无机非金属材料(1)硅酸①物理性质：

溶于水难第十三页第十四页，共62页。③用途：“硅胶”可作

、

的载体。(2)硅酸盐①概念：由

元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。②硅酸钠(Na2SiO3)Na2SiO3的水溶液俗称

，是无色黏稠液体，是制备硅胶和木材防火剂的原料。干燥剂催化剂硅、氧、金属水玻璃第十四页第十五页，共62页。③组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成，如：硅酸钠(Na2SiO3)表示为：

；普通玻璃(Na2CaSi6O14)表示为：

。Na2O·SiO2CaO·Na2O·6SiO2第十五页第十六页，共62页。(3)无机非金属材料①硅酸盐材料水泥玻璃陶瓷生产原料

主要设备

陶瓷窑石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英黏土水泥回转窑玻璃窑第十六页第十七页，共62页。②特殊功能的含硅物质a．碳化硅具有金刚石结构，可用作磨料。b．含硅元素4%的硅钢具有

性。c．硅橡胶具有既耐高温又耐低温的性质。导磁第十七页第十八页，共62页。1．(2012·新课标全国高考)下列说法中正确的是(

)A．医用酒精的浓度通常为95%B．单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料C．淀粉、纤维素和油脂都属于天然高分子化合物D．合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料第十八页第十九页，共62页。解析：医用酒精的浓度通常为75%，A项错；单质硅是制太阳能电池的常用材料，B项正确；油脂属于小分子化合物，C项错；合成纤维属于高分子材料，不属于新型无机非金属材料，D项错。答案：B第十九页第二十页，共62页。2．下列说法中，正确的是(

)A．二氧化硅不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器B．当X、Y、Z分别为C、CO、CO2时满足转化关系：C．光导纤维是以硅为主要原料制成的D．硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在第二十页第二十一页，共62页。答案：B第二十一页第二十二页，共62页。3．将过量的CO2分别通入①CaCl2溶液；②Na2SiO3溶液；③Ca(OH)2溶液；④饱和Na2CO3溶液，最终溶液中有白色沉淀析出的是(

)A．①②③④

B．②④C．③④

D．②③④第二十二页第二十三页，共62页。解析：①CaCl2溶液与CO2不反应；②生成白色沉淀(H2SiO3)；③过量CO2与Ca(OH)2溶液反应生成Ca(HCO3)2；④生成NaHCO3晶体。答案：B第二十三页第二十四页，共62页。4．(1)露置于空气中一段时间后的水玻璃会浑浊。向此浑浊溶液中加入稀盐酸，会生成白色沉淀，同时伴随有气泡产生。用化学方程式解释产生上述现象的原因：①溶液变浑浊：_________________________________。②生成白色沉淀：_______________________________。③产生气泡：_________________________________。第二十四页第二十五页，共62页。(2)已知A、B、C、D均含有同一种元素，A为单质，根据右图所示的物质之间的转化关系，回答下列有关问题。①写出A、B、C、D各物质的名称：A

，B

，C

，D

。②写出A→D的化学方程式：

。第二十五页第二十六页，共62页。③写出下列变化的离子方程式：B→C

；D→B

。第二十六页第二十七页，共62页。解析：(2)A是单质，D是氧化物，且氧化物与碱反应还与碳反应，所以D不是Al2O3，而是SiO2。答案：第二十七页第二十八页，共62页。第二十八页第二十九页，共62页。硅及其化合物的结构比较复杂，导致其性质存在较多的特殊情况，现对比分析如下：第二十九页第三十页，共62页。第三十页第三十一页，共62页。物质一般规律硅及其化合物特性H2SiO3无机酸一般易溶于水硅酸难溶于水硅酸盐大多数硅酸盐难溶于水常见可溶硅酸盐为Na2SiO3，其水溶液称水玻璃、泡花碱，但属于盐。第三十一页第三十二页，共62页。(1)中学化学中能与碱反应生成H2的单质，只有Si和Al。等物质的量的Si和Al与碱反应，两者产生的H2的物质的量之比为4∶3。(2)SiO2不能通过一步反应生成H2SiO3。(3)工业上用焦炭和石英制取粗硅的反应生成的是CO而不是CO2。第三十二页第三十三页，共62页。

含A元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料——光导纤维，C与烧碱反应生成含A元素的化合物D。(1)在元素周期表中，A位于第________族，与A同族但相对原子质量比A小的元素B的原子结构示意图为________，A与B在原子的电子层结构上的相同点是____________________________________________________________________________________________________。第三十三页第三十四页，共62页。(2)易与C发生化学反应的酸是________，反应的化学方程式是_________________________________________________。(3)将C与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成D，同时还生成B的最高价氧化物E；将全部的E与全部的D在足量的水中混合后，又发生化学反应生成含A的化合物F。①分别写出生成D和F的化学反应方程式：____________________________________________________________________________________________________________。第三十四页第三十五页，共62页。②要将纯碱高温熔化，下列坩埚中不可选用的是________。A．普通玻璃坩埚 B．石英玻璃坩埚C．氧化铝坩埚 D．铁坩埚(4)100g化合物C与石灰石的混合物充分反应后，生成的气体在标准状况下的体积为11.2L,100g混合物中石灰石的质量分数是________。第三十五页第三十六页，共62页。本题首先根据A元素单质及化合物性质推断出A为Si，并依据A、B在周期表中的位置关系得出B为碳的结论，然后结合SiO2的一些特殊性质作答。第三十六页第三十七页，共62页。解析：(1)A元素单质可做半导体材料，含A元素的某化合物是制造光导纤维的原料，可知A为硅元素，比硅相对原子质量小的同族元素为碳。(2)C为SiO2，能与SiO2反应的酸只有氢氟酸。(3)SiO2与Na2CO3高温下反应生成Na2SiO3和CO2，故含SiO2的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及Al2O3等都能与Na2CO3在高温下反应，故不能用以上材质的坩埚熔融Na2CO3。第三十七页第三十八页，共62页。第三十八页第三十九页，共62页。第三十九页第四十页，共62页。【迁移应用】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，最后得到的固体物质是(

)A．Na2SiO3

B．Na2CO3、Na2SiO3C．Na2CO3、SiO2

D．SiO2第四十页第四十一页，共62页。答案：A第四十一页第四十二页，共62页。第四十二页第四十三页，共62页。(2)反应后溶质成分的判断第四十三页第四十四页，共62页。也可用数轴表示第四十四页第四十五页，共62页。2．与盐溶液的反应(1)CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3(2)CO2(少量)＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO(3)CO2(少量)＋Na2SiO3＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3第四十五页第四十六页，共62页。第四十六页第四十七页，共62页。第四十七页第四十八页，共62页。

将足量的CO2不断通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀与通入CO2的量的关系可表示为第四十八页第四十九页，共62页。解析：CO2通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，发生如下反应：CO2＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋H2OCO2＋2KOH===K2CO3＋H2OCO2＋2KAlO2＋3H2O===K2CO3＋2Al(OH)3↓K2CO3＋CO2＋H2O===2KHCO3BaCO3＋CO2＋H2O===Ba(HCO3)2对比图像可知C正确。答案：C第四十九页第五十页，共62页。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是：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。如将CO2通入KOH、Ba(OH)2混合溶液中，假设CO2先与KOH反应，则生成的K2CO3会与Ba(OH)2继续反应生成BaCO3，故假设错误，应该是CO2先与Ba(OH)2反应。第五十页第五十一页，共62页。【迁移应用】2.将0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1mol·L－1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量关系的是(

)第五十一页第五十二页，共62页。解析：经计算可知混合液中含n(NaOH)＝0.01mol，n(Na2CO3)＝0.01mol，加入盐酸，依次发生的反应为①NaOH＋HCl===NaCl＋H2O，②Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，③NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，故C项正确。答案：C第五十二页第五十三页，共62页。第五十三页第五十四页，共62页。错题分析——找准错因，提高答题规范性及准确率

硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：

(1)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的主要方法，生产过程示意图如下：第五十四页第五十五页，共62页。①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式__________________________________________________________________________________________________。②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式__________________________________________________。第五十五页第五十六页，共62页。H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是____________________________________________________________________________________________________。(2)下列有关硅材料的说法正确的是________(填字母)。A．碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥B．氮化硅硬度大、熔点