高考化學(xué)總復(fù)習(xí)33含硅礦物與信息材料課件蘇教版學(xué)習(xí)資料

1、高考化學(xué)總復(fù)習(xí)高考化學(xué)總復(fù)習(xí)33含硅礦物與含硅礦物與信息材料課件蘇教版信息材料課件蘇教版1命題特點近幾年高考對硅及其化合物的考查，主要考點集中在三個方面：一是硅、二氧化硅的用途；二是硅及其化合物的性質(zhì)；三是硅及其化合物的制備。常見的題型為選擇題和實驗題。廣東、江蘇、浙江等省特別青睞對硅及其化合物制備的實驗考查。2預(yù)測展望(1)硅及其化合物的用途越來越受到人們的重視，許多高科技領(lǐng)域的新型無機非金屬材料都與硅有關(guān)，因此，近幾年有關(guān)硅及其化合物的考題越來越多，備受高考命題專家的青睞，已成為現(xiàn)在高考的新熱點。(2)今后高考命題方向之一是綜合試題，以硅及其化合物知識為載體，結(jié)合基本概念、基本理論、化學(xué)計

2、算或結(jié)合其他元素及化合物知識進行綜合性命題，以考查學(xué)生思維能力。(3)隨著化學(xué)與高科技的聯(lián)系目益密切，硅酸鹽以及新型無機材料的知識也可能會出現(xiàn)在大型綜合試題中。 一、硅、二氧化硅1硅單質(zhì)(1)結(jié)構(gòu)與金剛石相似，為正四面體結(jié)構(gòu)。(2)物理性質(zhì)熔點和沸點很高，導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。2. 二氧化硅(1)存在廣泛存在于自然界中(沙子、石英、水晶的主要成分均是二氧化硅)。(2)物理性質(zhì)純SiO2是無色透明的晶體，硬度很大，熔、沸點很高。(3)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性：常溫下與水、酸等不反應(yīng)，耐高溫、耐腐蝕。(4)用途沙子用作建筑材料；提取單質(zhì)硅的原料；生產(chǎn)玻璃的原料；純凈的SiO2用于制造光學(xué)儀器、石英坩堝

3、和光導(dǎo)纖維。二、硅酸鹽礦物與硅酸鹽產(chǎn)品1硅酸鈉(1)物理性質(zhì)：可溶于水，其水溶液俗稱水玻璃。(2)化學(xué)性質(zhì)：和鹽酸、CO2等反應(yīng)的化學(xué)方程式HCl：Na2SiO32HCl=H2SiO32NaClCO2：Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3(3)用途建筑業(yè)的黏合劑，木材、紡織品的防腐劑和防火劑。2. 傳統(tǒng)的無機非金屬材料一、硅及其化合物的特性1. Si的還原性大于C，但C卻能在高溫下還原出Si：SiO22CSi2CO。2. 非金屬單質(zhì)跟堿作用一般無H2放出，但Si能跟強堿液作用放出H2：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。3. 非金屬單質(zhì)一般不跟非氧化性酸作用，但Si能跟

4、HF作用：Si4HF=SiF42H2。4. 酸性氧化物一般不與酸作用，但SiO2能與HF作用。9. 非金屬氧化物的熔沸點一般較低，但SiO2的卻很高。10. Na2SiO3的水溶液俗稱水玻璃，但它與玻璃的成分大不相同；Na2SiO3的水溶液也稱泡花堿，但它卻是鹽溶液并不是堿溶液。二、碳族元素單質(zhì)的性質(zhì)三、碳和硅的氧化物的性質(zhì)CO2COSiO2組成結(jié)構(gòu)O=C=O(分子晶體)分子晶體不存在分子，原子晶體物理性質(zhì)狀態(tài)氣體氣體固體熔點低低高(約1600)硬度小小堅硬溶解性可溶(1:1)不溶不溶差異原因分子晶體，分子間作用力很弱分子晶體，分子間作用力很弱原子晶體，微粒間是較強的共價鍵化學(xué)性質(zhì)特性2COO

5、2=2CO2(可燃性)SiO24HF=SiF42H2O(氫氟酸可雕刻玻璃)用途制純堿、小蘇打、滅火劑、致冷劑(干冰)燃料、還原劑水晶：光導(dǎo)纖維、光學(xué)儀器。石英：石英玻璃、建筑材料制法工業(yè)：CaCO3實驗室：CaCO3HCl四、碳和硅的含氧酸及其鹽考點1硅及其化合物【典例1】硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣。請回答下列問題：(1)制備硅半導(dǎo)體材料必須先得到高純硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)還原法是當(dāng)前制備高純硅的主要方法，生產(chǎn)過程示意圖如下：寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學(xué)反應(yīng)方程式_。整個制備過程必須嚴格控制無水無氧。SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2S i O3、 H C l 和 另 一 種

6、物 質(zhì) ， 寫 出 配 平 的 化 學(xué) 反 應(yīng) 方 程 式_；H2還原SiHCl3過程中若混入O2，可能引起的后果是_。(2)下列有關(guān)硅材料的說法正確的是_(填字母)。A碳化硅化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可用于生產(chǎn)耐高溫水泥B氮化硅硬度大、熔點高，可用于制作高溫陶瓷和軸承C高純度的二氧化硅可用于制造高性能通訊材料光導(dǎo)纖維D普通玻璃是由純堿、石灰石和石英砂制成的，其熔點很高E鹽酸可以與硅反應(yīng)，故采用鹽酸為拋光液拋光單晶硅(3)硅酸鈉水溶液俗稱水玻璃。取少量硅酸鈉溶液于試管中，逐滴加入飽和氯化銨溶液，振蕩。寫出實驗現(xiàn)象并給予解釋_?！窘馕觥勘绢}考查學(xué)生對質(zhì)量守恒定律的理解，考查學(xué)生對鹽類水解、單質(zhì)和化合物主要性

7、質(zhì)的掌握；考查學(xué)生從信息中準確提取實質(zhì)性內(nèi)容，并與已有知識整合，重組為新知識的能力；考查學(xué)生用正確的化學(xué)術(shù)語做出解釋的能力。(1)根據(jù)給定的反應(yīng)物和生成物寫出化學(xué)方程式，注意反應(yīng)條件和配平。寫出反應(yīng)物和給出的生成物H2SiO3和HCl，用原子守恒法得出另一種生成物為H2，并配平。(2)A項水泥是硅酸鹽；B、C選項回憶課本硅的化合物的用途可知，兩項說法都正確，D項玻璃是混合物沒有固定熔點；E項鹽酸和硅不反應(yīng)。針對訓(xùn)練1(2009廣東理科基礎(chǔ))下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的說法正確的是()硅是構(gòu)成一些巖石和礦物的基本元素水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品高純度的硅單質(zhì)廣泛用于制作光導(dǎo)纖維陶瓷是人類應(yīng)用

8、很早的硅酸鹽材料A. B C. D 解析：光導(dǎo)纖維的成分是SiO2，錯；陶瓷的成分是SiO2，不屬于硅酸鹽，錯。故A項正確。答案：A考點2硅酸鹽及無機非金屬材料【典例2】(2009四川理綜)開發(fā)新材料是現(xiàn)代科技發(fā)展的方向之一。下列有關(guān)材料的說法正確的是()A氮化硅陶瓷是新型無機非金屬材料BC60屬于原子晶體，用于制造納米材料C纖維素乙酸酯屬于天然高分子材料D單晶硅常用于制造光導(dǎo)纖維【解析】C60是分子晶體，不是原子晶體，B項不正確；纖維素乙酸酯是人工合成的，不是天然高分子材料，C項錯誤；制造光導(dǎo)纖維的材料是SiO2而不是Si，D項不正確。答案選A?！敬鸢浮緼針對訓(xùn)練2下列表述正確的是()人造剛

9、玉熔點很高，可用作高級耐火材料，主要成分是二氧化硅化學(xué)家采用瑪瑙研缽摩擦固體反應(yīng)物進行無溶劑合成，瑪瑙的主要成分是硅酸鹽提前建成的三峽大壩使用了大量水泥，水泥是硅酸鹽材料夏天到了，游客佩戴由添加氧化亞銅的二氧化硅玻璃制作的變色眼鏡來保護眼睛太陽能電池可采用硅材料制作，其應(yīng)用有利于環(huán)保、節(jié)能ABCD解析：人造剛玉主要成分是氧化鋁；瑪瑙是含有色雜質(zhì)的石英晶體，主要成分是二氧化硅；有色玻璃是在制造玻璃的過程中加入某些金屬氧化物(加入Co2O3后呈藍色，加入Cu2O后呈紅色)，但不是變色玻璃，變色玻璃是含有AgBr的玻璃(AgBr具有感光性)；水泥、玻璃、陶瓷都是硅酸鹽材料，所以正確。答案：D考點3硅

10、及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系【典例3】A、B、C、D、E代表單質(zhì)或化合物，它們之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系如下圖所示。A為地殼中含量僅次于氧的非金屬元素的單質(zhì)，其晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似。請?zhí)羁眨?1)形成單質(zhì)A的原子的結(jié)構(gòu)示意圖為_，它的最高化合價為_。(2)B的化學(xué)式(分子式)為_，B的晶體類型為_，B和碳反應(yīng)生成A和E的化學(xué)方程式是_。(3)C的化學(xué)式(分子式)為_，D的化學(xué)式(分子式)為_。針對訓(xùn)練3含A元素的一種單質(zhì)是一種重要的半導(dǎo)體材料，含A元素的一種化合物C可用于制造高性能的現(xiàn)代通訊材料光導(dǎo)纖維，C與燒堿反應(yīng)生成含A元素的化合物D。(1)在元素周期表中，A位于_族，與A同族但相對原子質(zhì)量比A小的元素B

11、的原子結(jié)構(gòu)示意圖為_，A與B在原子的電子層結(jié)構(gòu)上的相同點是_。(2)易與C發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸是_，反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。(3)將C與純堿混合高溫熔融時也發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成D，同時還生成B的最高價氧化物E；將全部的E與全部的D在足量的水中混合后，又發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成含A的化合物F。寫出生成D和F的化學(xué)反應(yīng)方程式：_。要將純堿高溫熔化，下列坩堝中不可選用的是_。A普通玻璃坩堝B石英玻璃坩堝C氧化鋁坩堝D鐵坩堝(4)100 g C與石灰石的混合物充分反應(yīng)后，生成的氣體在標準狀況下的體積為11.2 L,100 g混合物中石灰石的質(zhì)量分數(shù)是_。解析：本題首先根據(jù)A元素單質(zhì)及化合物性質(zhì)推斷出A為Si，并依據(jù)A、

12、B在周期表中的位置關(guān)系得出B為碳的結(jié)論，然后結(jié)合SiO2等特殊性知識作答。(1)A元素單質(zhì)可做半導(dǎo)體材料，含A元素的某化合物是制造光導(dǎo)纖維的原料，可知A為硅元素，比硅相對原子質(zhì)量小的同族元素為碳。(2)C為SiO2，能與SiO2反應(yīng)的酸只有氫氟酸。(3)SiO2與Na2CO3高溫下反應(yīng)生成Na2SiO3和CO2，故含SiO2的材料普通玻璃、石英玻璃以及Al2O3等都能與Na2CO3在高溫下反應(yīng)，故不能用以上材質(zhì)的坩堝熔融Na2CO3。解析：SiO2能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)：SiO24HF=SiF42H2O，A項錯；B項反應(yīng)是在高溫條件下進行的，由于CO2是氣體，生成后脫離反應(yīng)體系使反應(yīng)得以繼續(xù)進行，

13、但還不能說明硅酸的酸性比碳酸強。要比較硅酸和碳酸的酸性強弱，必須比較它們在水溶液中電離出H的難易程度，由于C的非金屬性較Si強，所以H2CO3的酸性較H2SiO3強，B項錯；由于H2CO3的酸性比H2SiO3強，所以有Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3，C項正確；H2SiO3、H4SiO4的酸酐均是SiO2，即SiO2對應(yīng)的水化物有H2SiO3和H4SiO4兩種組成，D項正確。答案：CD2. 下列說法正確的是()A. 硅材料廣泛用于光纖通訊B. 工藝師利用鹽酸刻蝕石英制作藝術(shù)品C. 水晶項鏈和餐桌上的瓷盤都是硅酸鹽制品D. 粗硅制備單晶硅不涉及氧化還原反應(yīng)解析：答案：A答案：

14、D4. 關(guān)于硅的下列說法中，不正確的是()A硅是非金屬元素，它的單質(zhì)是灰黑色有金屬光澤的固體B硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料C硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)反應(yīng)D加熱到一定溫度時，硅能與氧氣、氯氣等非金屬單質(zhì)反應(yīng)解析：硅是非金屬元素，晶體硅是灰黑色有金屬光澤的固體；單質(zhì)硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料；在常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，除能與F2、HF、強堿反應(yīng)外，硅不易跟其他物質(zhì)反應(yīng)，但在加熱條件下，硅能與一些非金屬如氧氣、氯氣等反應(yīng)。答案：C5. 根據(jù)陳述的知識，類推得出的結(jié)論正確的是()A鎂條在空氣中燃燒生成的氧化物是MgO，則鈉在空氣中燃燒生成

15、的氧化物是Na2OB乙烯可使酸性高錳酸鉀溶液褪色，則丙烯也可以使其褪色CCO2與SiO2化學(xué)式相似，則CO2與SiO2的物理性質(zhì)也相似D金剛石的硬度大，則C60的硬度也大解析：Mg在空氣中燃燒生成MgO，而Na燃燒生成Na2O2；乙烯和丙烯是同系物，都能使酸性高錳酸鉀溶液褪色；CO2與SiO2化學(xué)性質(zhì)相似，但由于晶體類型不同，所以物理性質(zhì)上有很大差異；金剛石與C60晶體類型不同，前者是原子晶體，有很高的硬度和熔、沸點，后者是分子晶體，其硬度和熔、沸點都不會很高。答案：B6. 硅是無機非金屬材料王國中的“國王”，以硅為中心的“臣民”應(yīng)用于社會的各個角落，隨著科技的發(fā)展，新型無機非金屬材料更是備受

16、矚目。水晶是一種重要的飾品，其主要成分是SiO2，下列有關(guān)水晶的說法中正確的是()A水晶的主要成分是酸性氧化物，因此不能被任何酸腐蝕B水晶的性質(zhì)非常穩(wěn)定，但在一定條件下可表現(xiàn)出氧化性C水晶可以溶于NaOH溶液，并產(chǎn)生氫氣D水晶既能與NaOH反應(yīng)，又能與HCl反應(yīng)解析：SiO2可與HF反應(yīng)，故A項錯誤：SiO2與C反應(yīng)表現(xiàn)出氧化性，B項正確；SiO2與NaOH反應(yīng)生成Na2SiO3和H2O，C項錯誤；SiO2不能與HCl反應(yīng)，D項錯誤。答案：B7. 用四種溶液進行實驗，下表中“操作及現(xiàn)象”與“溶液”對應(yīng)關(guān)系錯誤的是()選項操作及現(xiàn)象溶液A通入CO2，溶液變渾濁。再升溫至65以上，溶液變澄清C6H

17、5ONa溶液B通入CO2，溶液變渾濁。繼續(xù)通CO2至過量，渾濁消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液變渾濁。再加入品紅溶液，紅色褪去Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液變渾濁，繼續(xù)通CO2至過量，渾濁消失，再加入足量NaOH溶液，又變渾濁Ca(OH)2溶液解析：A項，CO2 H2O NaHCO3，升溫至65以上，C6H5OH完全溶解，溶液變澄清。B項CO2Na2SiO3H2O=Na2CO3H2SiO3，H2SiO3與CO2不反應(yīng)，渾濁不會消失。C項CO2Ca(ClO)2H2O=CaCO32HClO，溶液變渾濁后加入品紅溶液，被HClO氧化褪色。D項，首先，CO2Ca(OH)2=CaCO3H

18、2O，繼續(xù)通CO2，生成可溶于水的Ca(HCO3)2，再加入足量的NaOH，則：2NaOHCa(HCO3)2=CaCO3Na2CO32H2O，溶液又變渾濁。答案：B8. 將2.8 g硅粉與2.3 g鈉同時放入足量水中，采用恰當(dāng)?shù)姆椒ㄊ占磻?yīng)過程中產(chǎn)生的氣體(全部收集)，這些氣體在標準狀況下的體積為()A. 1.12 LB 4.48 LC. 5.6 LD 3.36 L答案：D9. 已知A、B、C、D、E、F、G、H可以發(fā)生如下圖所示的轉(zhuǎn)化，反應(yīng)中部分生成物已略去。其中，A、G為同一主族元素的單質(zhì)，B、C、H在通常情況下為氣體，化合物C是一種形成酸雨的大氣污染物。請?zhí)羁眨?1)H的名稱是_。(2)

19、寫出E的兩種用途_、_。(3)反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。(4)反應(yīng)的離子方程式是_。10. 由新型無機非金屬材料制成的無水冷發(fā)動機，熱效率高、壽命長。這類材料中研究較多的是化合物G。(1)化合物G的相對分子質(zhì)量為140，G中含硅元素，其質(zhì)量分數(shù)為60%，另有元素Y。G可以由化合物E(含兩種元素)與NH3反應(yīng)生成，同時產(chǎn)生HCl氣體。請推斷：G和E的化學(xué)式分別為_、_；(2)粉末狀G能夠與氧氣反應(yīng)，所得產(chǎn)物中有一種是空氣中的主要成分，另一種是工業(yè)上生產(chǎn)玻璃的主要原料。請寫出化合物G與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式_；(3)常壓下在G中添加氧化鋁，經(jīng)高溫煅燒可制成一種高強度、超硬度、耐磨損、抗腐蝕的陶瓷材料，它

20、們的商品名叫“賽倫”，化學(xué)通式可表示為Si6xAlxOxY8x。在接近于1700時，x的極限值約為4.0，在1400時，x為2.0，以保持整個化合物呈電中性。請推測：賽倫中以下元素的化合價：Si_、Y_，賽倫的晶體類型為_。(4)滑石與石棉同屬于硅酸鹽類，但是二者化學(xué)性質(zhì)、用途和致病性存在顯著不同?；饕煞质俏徭V，化學(xué)式為Mg3(Si4O10)(OH)2；石棉屬于硅酸鹽礦物，化學(xué)式為Mg6(Si4O10)(OH)8。試用氧化物的形式分別表示滑石和石棉的組成：_、_。 11. (2009全國卷)已知周期表中，元素Q、R、W、Y與元素X相鄰。Y的最高化合價氧化物的水化物是強酸?；卮鹣铝袉栴}：

21、(1)W與Q可以形成一種高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料。W的氯化物分子呈正四面體結(jié)構(gòu)，W的氧化物的晶體類型是_；( 2 ) Q 的 具 有 相 同 化 合 價 且 可 以 相 互 轉(zhuǎn) 變 的 氧 化 物 是_；(3)R和Y形成的二元化合物中，R呈現(xiàn)最高化合價的化合物的化學(xué)式是_；(4)這5種元素的氫化物分子中，立體結(jié)構(gòu)類型相同的氫化物的沸點從高 到 低 排 列 次 序 是 ( 填 化 學(xué) 式 ) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ， 其 原 因 是_； 電 子 總 數(shù) 相 同 的 氫 化 物 的 化 學(xué) 式 和 立 體 結(jié) 構(gòu) 分 別 是_；(5)W和Q所形成的結(jié)構(gòu)陶瓷材料的一種合成方法如下：W的氯化物與Q的氫化物加熱反應(yīng)，生成化合物W(QH2)4和HCl氣體；W(QH2)4在高溫下分解生成Q的氫化物和該陶瓷材料。上述相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式(各物質(zhì)用化學(xué)式表示)是_ 解析：本題可結(jié)合問題作答。W的氯化物為正四面體型，則應(yīng)為SiCl4或CCl4，又W與Q形成高溫陶瓷，故可推斷W為Si。(1)SiO2為原子晶體。(2)高溫陶瓷可聯(lián)想到Si3N4，Q為N，則有NO2與N2O4之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。(3)Y的最高價氧化物的水化物為強酸，且與Si、N等相鄰，則只能是S。