专题三 第三单元 含硅矿物与信息材料.ppt

1、一、碳和硅 1单质的存在形态、物理性质和用途,游离态和化合态 化合态,高,灰黑,大,小,良导体,高,大,金刚石,石墨,半导体,2化学性质 碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性,二、碳、硅的氧化物 1一氧化碳 (1)物理性质： 色气体， 毒， 溶于水 (2)化学性质 燃烧： . 还原CuO： .,无,有,不,2二氧化碳和二氧化硅的比较,空间网状立体,大,高,固,低,SiO24HF = SiF42H2O,SiO22NaOH = Na2SiO3H2O,CO22NaOH = Na2CO3H2O或CO2NaOH = NaHCO3,Ca(ClO)2CO2H2O = CaCO32HClO,Na2SiO3C

2、O2,橡胶,SiO2既能和酸(氢氟酸)反应，又能和碱反应，它是两性氧化物吗？,提示：不是，与酸(氢氟酸)反应时，生成的SiF4不属于盐,三、硅酸和硅酸盐 1硅酸 (1)物理性质 硅酸 溶于水，其酸性比碳酸 ，硅酸 (填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红色,不,弱,不能,(2)化学性质 硅酸不稳定，受热易分解： . 硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为 . 硅酸在水中易聚合形成胶体硅胶吸附水分能力强，常用作 ,H2SiO32NaOH = Na2SiO32H2O,干燥剂,2硅酸钠 (1)物理性质 白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称 ，有黏性 (2)化学性质 水解显 性,水

3、玻璃,碱,与酸性较硅酸强的酸反应，化学方程式分别为： 与盐酸反应： . 与CO2水溶液反应： . (3)用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料,Na2SiO32HCl = H2SiO32NaCl,Na2SiO3CO2H2O = H2SiO3Na2CO3,3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)表示方法 硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式表示它们的组成，如硅酸钠(Na2SiO3)写成 ，钾云母(KH2 Al3Si3O12)写成 .,硅、氧和金属,Na2OSiO2,K2O3Al2O36SiO22H2O,4传统无机非金属材料 (1)普通玻璃 主要原料：

4、、 、 主要成分： 、 、 . (2)普通硅酸盐水泥 主要原料： 、 主要设备： ,石灰石,纯碱,石英,CaSiO3,Na2SiO3,SiO2,石灰石,黏土,水泥回转窑,1(2009广东理基)下列关于硅单质及其化合物的说法正 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纤维陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料 AB C D,解析：水晶、光导纤维的主要成分均是SiO2，并不是硅酸盐或硅单质,答案：C,2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 () A氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料 BC60的硬度很大，与金刚石相似

5、 C玻璃是一种纯净物 D陶瓷、玻璃、水泥都用到石灰石作原料,解析： B项，因C60是一个分子，它的结构与金刚石的结构不相同，故硬度要远小于金刚石；C项，玻璃的成分主要是SiO2和硅酸盐，它是混合物，无固定的熔、沸点；D项，玻璃、水泥都用石灰石作原料，而陶瓷主要原料为黏土,答案：A,3(2011莆田四中月考)下列关于水玻璃的性质和用途的叙 述中正确的是 () A它是一种纯净物，既不燃烧也不受腐蚀 B水玻璃生产玻璃的主要原料之一 C木材、织物浸过水玻璃后具有防腐性能且不易燃烧 D水玻璃的化学性质稳定，在空气中不易变质,解析：水玻璃是硅酸钠的水溶液，A错误；水玻璃易与空气中的二氧化碳反应，D错误,答

6、案：C,4下列试剂的保存方法正确的是 () A氢氟酸存放在玻璃瓶中 B烧碱溶液存放在带橡胶塞的玻璃瓶中 C水玻璃存放在滴瓶中 D液溴直接存放在棕色滴瓶中,解析：因为氢氟酸易与玻璃中的SiO2反应，故不能保存在玻璃瓶中，A不正确盛放烧碱溶液的试剂瓶若使用玻璃塞封口，玻璃塞中的SiO2跟碱液反应生成Na2SiO3，而使瓶口和瓶塞黏结在一起，B正确滴瓶是瓶口带有磨口胶头滴管的玻璃试剂瓶，而水玻璃是Na2SiO3的水溶液，其本身就能把玻璃滴管与瓶口粘在一起，C不正确液溴很容易挥发，若把液溴存放在棕色滴瓶中，会腐蚀胶头中的橡胶，D不正确,答案：B,(1)将上述复杂硅酸盐改写成氧化物的形式： KAlSi3

7、O8_. Al2Si2O5(OH)4_. (2)这个反应能够发生的原因是_ _.,解析： (1)将复杂硅酸盐化学式改写成氧化物的形式时，需要将除O以外所有的元素写成其氧化物形式，中间用“”间隔，注意组成要与原硅酸盐一致 (2)风化是复杂的化学反应，但我们可以试图用简单的化学原理去理解它，抓住了由强酸可以制得弱酸这一规律，问题就会迎刃而解,答案：(1)K2OAl2O36SiO2 Al2O32SiO22H2O (2)因为碳酸酸性比硅酸强，由强酸可制得弱酸,1一般情况，非金属元素单质熔沸点低，硬度小，但 硅、金刚石熔沸点高，硬度大，其中金刚石为硬度最大的物质 2一般情况，非金属元素单质为绝缘体，但硅

8、为半导 体，石墨为电的良导体,例1硅及其化合物的应用范围很广下列说法正确的是 () A硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料 B粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应 C反应：Si2NaOHH2O = Na2SiO32H2中， Si为还原剂，NaOH和H2O为氧化剂 D盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单 晶硅,答案A,1下列关于硅的说法中，不正确的是 () A硅是非金属元素，晶体硅是灰黑色有金属光泽的 固体 B硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的 半导体材料 C硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应 D加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属 反应,.,解析：晶体硅虽然外形像金属(

9、有金属光泽)，但实际上属于非金属；硅既有金属性，又有非金属性，其导电性也介于金属导体和非金属绝缘体之间，是良好的半导体材料硅的化学性质不活泼(尤其是在常温下)，但常温下仍能与氟气、氢氟酸和NaOH溶液等发生反应，加热至一定温度时，硅能与氯气、氧气等发生反应,答案：C,解析：SiO2能与氢氟酸反应，高温条件下反应并不能说明硅酸的酸性比碳酸的酸性强,答案：C,(2)反应后溶质成分的判断,也可用数轴表示,2与盐溶液的反应 (1)CO2Na2CO3H2O = 2NaHCO3 (2)CO2(少量)Ca(ClO)2H2O = CaCO32HClO (3)CO2Na2SiO3H2O = H2SiO3Na2C

10、O3,例2往含0.2 mol KOH和0.1 mol Ca(OH)2的溶液中持续地通入CO2气体，当通入气体的体积为6.72 L(标准状况)时立即停止，则在这一过程中，溶液中离子的物质的量n和通入CO2的体积V的关系示意图正确的是(气体的溶解忽略不计) (),答案D,把多元弱酸的酸酐(或弱酸)通入其正盐溶液中，可以继续发生反应，生成相应的酸式盐 如：CO2Na2CO3H2O = 2NaHCO3 SO2Na2SO3H2O = 2NaHSO3 H2SNa2S = 2NaHS.,3将足量的CO2不断通入NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混 合溶液中，生成沉淀的物质的量与通入CO2的体积之间的关

11、系可表示为 (),答案：C,4下列物质的反应过程符合图示过 程的是 () A向CaCl2溶液中通入过量 CO2 B向水玻璃溶液中通入过量CO2 C向澄清石灰水中通入过量CO2 D向水玻璃溶液中加入过量盐酸,解析：A项不反应；B项中沉淀不溶解；C项先生成CaCO3，然后CaCO3与CO2、H2O反应生成Ca(HCO3)2，符合题意；D项中生成的沉淀不溶解,答案：C,3新型无机非金属材料的种类和用途,例3氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与氮气在1300反应制得 (1)根据性质推测氮化硅陶瓷的用途是_(选填代号) A制汽轮机叶片B制有色玻璃 C制永久

12、性模具 D制造柴油机,(2)画出N的原子结构示意图：_，试判断氮元素的最低负价为_，请从原子结构和化合价两个角度分析推断氮化硅的化学式：_. (3)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，不与其他无机酸反应请写出陶瓷与氢氟酸发生复分解反应的化学方程式：_. (4)用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热使四氯化硅和氮气发生反应，可得较高纯度的氮化硅，则反应的化学方程式为_,名师精析(1)性质决定用途，结合氮化硅的性质硬度大、熔点高，是一种重要的结构材料，可推测它的用途，结合选项，应选A、C、D.(2)从原子稳定结构考虑和正负化合价代数和等于零的规则考虑，因N显3价，Si显4价，由此可写出氮化硅的化

13、学式为Si3N4.(3)题目已告诉我们氮化硅与氢氟酸的反应属于复分解反应，照着葫芦画个瓢就是了(4)注意理清该反应中的反应物和条件，另外正确地推测出除氮化硅外的另一种产物，完整地写出方程式,请回答下列问题： (1)第步制备粗硅的化学反应方程式为_ (2)粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0)中含有少量SiCl4(沸点57.6)和HCl(沸点84.7)，提纯SiHCl3采用的方法为_ (3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下图所示(热源及夹持装置略去)：,装置B中的试剂是_ 装置C中的烧瓶需要加热，其目的是_ 反应一段时间后，装置D中观察到的现象是_；装置D

14、不能采用普通玻璃管的原因是_，装置D中发生反应的化学方程式为_,为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及_ 为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂是_(填写字母代号) A碘水B氯水 CNa2SO3溶液 DKSCN溶液,解析：分离沸点不同的液体的方法就是蒸馏；根据题干“SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃”可知道H2的作用之一就是排尽装置内的空气，防止SiHCl3自燃，因此H2必须是干燥的，B的作用就是干燥H2，所以选用浓H2SO4.由于通入D中应是稳定的SiHCl3与过量H2的气流，所以C装置要加热，并且是

15、水浴加热由于D装置应加热到1 0001 100，所以必须用石英管鉴定是否含铁单质，用稀HCl溶解后生成Fe2，考虑先转化为Fe3后再检验，故选B、D.,Mg与CO2反应是中学教材中涉及的内容，SO2、SiO2都为酸性氧化物，与金属Mg也应发生类似的反应，此类探究实验主要考查学生的信息迁移能力,例已知Mg与CO2可反应生成MgO与C；SiO2、SO2和CO2都是酸性氧化物，化学性质具有一定的相似性；镁和钠的化学性质也有一定的相似性两个研究性学习小组分别根据不同的微型课题进行研究，其方案如下：,【实验方案】第一个研究性学习小组用如图所示的装置进行镁与二氧化硫反应的实验 实验药品：实验室制取二氧化硫

16、类似于制取二氧化碳，在下列物质中选择合适的试剂制取二氧化硫：_. A80%的硫酸B浓盐酸C稀硝酸D亚硫酸钠固体E亚硫酸钙固体F饱和亚硫酸钠溶液,实验现象：反应后，发现B管壁有淡黄色粉末产生，取反应后B中固体溶于稀盐酸中产生具有臭鸡蛋气味的气体，写出B管中发生的有关反应的化学方程式：_ _. 实验改进：你认为该装置是否有不足之处？_.如果有，请写出改进方法：_ _.,【实验方案】第二个研究性学习小组进行了“实验室制硅”的研究，他们以课本为基础，查阅资料得到以下可供参考的信息： 镁在点燃条件下即可与二氧化硅反应制取硅 金属硅化物与稀硫酸反应生成硫酸盐与硅烷 硅烷在空气中能自燃,他们在研究报告中记载着“用Mg和SiO2在适宜的条件下充分反应；再用足量稀硫酸溶解固体产物；然后过滤、洗涤、干燥、最后称量在用稀硫酸溶解固体产物时，发现有爆鸣声和火花，其产率也只有预期值的63%左右” 实验探究： (1)该小组“实验室制硅”的化学方程式是_ _. (2)你估计“用稀硫酸溶解固体产物时，发现有爆鸣声和火花”的