2015年高考化學總復習【課件】4.1無機非金屬材料的主角—硅(人教版)教程

1、考綱定標考綱定標1了解碳、硅單質及其化合物的主要性質及應用。了解碳、硅單質及其化合物的主要性質及應用。2了解碳、硅及其化合物對環(huán)境質量的影響。了解碳、硅及其化合物對環(huán)境質量的影響。熱點定位熱點定位1金剛石、石墨、晶體硅、金剛石、石墨、晶體硅、SiO2的結構及性質比較。的結構及性質比較。2Si、SiO2的性質及應用。的性質及應用。3Si、SiO2的制備方法及相關實驗。的制備方法及相關實驗。第四章第一節(jié)抓基礎析考點提能力一、碳、硅單質一、碳、硅單質1 1單質的存在形態(tài)、物理性質和用途單質的存在形態(tài)、物理性質和用途游離態(tài)和化合態(tài)游離態(tài)和化合態(tài)碳碳硅硅存在存在形態(tài)形態(tài)物理物理性質性質金剛石：熔點金剛石

2、：熔點 、硬度、硬度 石墨：硬度石墨：硬度 、電的、電的 色固體，有金屬光澤、色固體，有金屬光澤、熔點熔點 、硬度、硬度 ，有脆性，有脆性用途用途 用作切割刀具，用作切割刀具， 用作電極、鉛筆芯用作電極、鉛筆芯 材料和合金材料材料和合金材料化合態(tài)化合態(tài)高高大大小小良導體良導體灰黑灰黑高高大大金剛石金剛石石墨石墨半導體半導體2.2.化學性質化學性質 碳、硅在參與化學反應時，一般表現還原性。碳、硅在參與化學反應時，一般表現還原性。無無有有不不2 2二氧化碳和二氧化硅的比較二氧化碳和二氧化硅的比較物質物質二氧化硅二氧化硅二氧化碳二氧化碳結構結構 結構，不存結構，不存在單個分子在單個分子存在單個存在單

3、個CO2分子分子主要物理主要物理性質性質硬度硬度 ，熔、沸點，熔、沸點 ，常溫下為常溫下為 體，不溶于水體，不溶于水熔、沸點熔、沸點 ，常溫，常溫下為氣體，微溶于水下為氣體，微溶于水化化學學性性質質與水與水反應反應不反應不反應與酸與酸反應反應只與氫氟酸反應：只與氫氟酸反應：不反應不反應空間網狀立體空間網狀立體大大高高固固低低4HF= SiF42H2O CO2H2OH2CO3SiO2SiO22NaOH= Na2SiO3H2O橡膠橡膠CO22NaOH= Na2CO3H2O或或CO2NaOH=NaHCO 4 4除去下列氣體中混有的雜質除去下列氣體中混有的雜質( (括號括號內為雜質內為雜質) )可采取

4、的方法：可采取的方法： (1)CO(CO2)(1)CO(CO2)：_。 (2)CO2(CO)(2)CO2(CO)：_。 (3)CO2(O2)_(3)CO2(O2)_。 (4)CO2(SO2)_(4)CO2(SO2)_。 (5)CO2(HCl)(5)CO2(HCl)：_。 (6)CO2(H2S)(6)CO2(H2S)：_。Na2SiO32HCl=H2SiO32NaCl碳酸碳酸干燥劑干燥劑Si、O和金屬和金屬K2OAl2O36SiO23傳統(tǒng)無機非金屬材料傳統(tǒng)無機非金屬材料(1)普通玻璃：普通玻璃：主要原料：主要原料： 、 、 。主要成分：主要成分： 、 、 。(2)普通硅酸鹽水泥：普通硅酸鹽水泥：

5、主要原料：主要原料： 、 。主要設備：主要設備： 。石灰石石灰石純堿純堿石英石英CaSiO3Na2SiO3SiO2石灰石石灰石黏土黏土水泥回轉窯水泥回轉窯特別提醒特別提醒 常見與強堿溶液反應生成常見與強堿溶液反應生成H2的固體單質有的固體單質有Al和和Si，能夠置換出能夠置換出H2O中氫的非金屬單質為碳，這些特征反應中氫的非金屬單質為碳，這些特征反應常作為推斷題的突破口。常作為推斷題的突破口。 例例11 某短周期非金屬元素的原子核外某短周期非金屬元素的原子核外最外層電子數是次外層電子數的一半，該元素最外層電子數是次外層電子數的一半，該元素 ( () )A A在自然界中只以化合態(tài)的形式存在在自然

6、界中只以化合態(tài)的形式存在B B單質常用作半導體材料和光導纖維單質常用作半導體材料和光導纖維C C最高價氧化物不與酸反應最高價氧化物不與酸反應D D氣態(tài)氫化物比甲烷穩(wěn)定氣態(tài)氫化物比甲烷穩(wěn)定解析解析本題考查硅及其化合物，意在考查考生對硅及其化本題考查硅及其化合物，意在考查考生對硅及其化合物知識的理解與應用。該短周期非金屬元素為合物知識的理解與應用。該短周期非金屬元素為Si，硅在自，硅在自然界中只以化合態(tài)形式存在，然界中只以化合態(tài)形式存在，A項正確；單質硅可用作半導項正確；單質硅可用作半導體材料，而光導纖維的主要成分是體材料，而光導纖維的主要成分是SiO2，B項錯誤；項錯誤；Si的最高的最高價氧化物

7、為價氧化物為SiO2，其可以與氫氟酸反應，其可以與氫氟酸反應，C項錯誤；由于非金項錯誤；由于非金屬性屬性SiC，因此氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性：，因此氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性：SiH4CH4，D項錯誤。項錯誤。答案答案A1(雙選題雙選題)下列關于硅單質及其化合物的說法正確的是下列關于硅單質及其化合物的說法正確的是 ()A A. .硅是構成一些巖石和礦物的基本元素硅是構成一些巖石和礦物的基本元素B.B.水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品C.C.高純度的硅單質廣泛用于制作光導纖維高純度的硅單質廣泛用于制作光導纖維D.D.陶瓷是人類應用很早的硅酸鹽材料陶瓷是人類應用很早的硅酸鹽材料解

8、析：解析：水晶、光導纖維的主要成分均是水晶、光導纖維的主要成分均是SiO2，并不是硅，并不是硅酸鹽或硅單質。酸鹽或硅單質。答案：答案：AD2下列說法正確的是下列說法正確的是()ASiO2是酸性氧化物，可與堿反應，但不能與任何酸是酸性氧化物，可與堿反應，但不能與任何酸 反應反應BSiO2溶于水可制得硅酸溶于水可制得硅酸CSiO2常用于制造光導纖維常用于制造光導纖維D硅酸鹽比較稀少，發(fā)現后要作為文物收藏起來硅酸鹽比較稀少，發(fā)現后要作為文物收藏起來解析：解析：A項項SiO2可與氫氟酸反應，可與氫氟酸反應，B項項SiO2不溶于水，不溶于水，D項硅酸鹽很普遍，沒有必要作為文物收藏。項硅酸鹽很普遍，沒有必

9、要作為文物收藏。答案：答案：C1CO2與堿、鹽溶液的反應與堿、鹽溶液的反應與與堿堿的的反反應應反應原理反應原理CO22NaOH(足量足量)=Na2CO3H2OCO2NaOH(少量少量)=NaHCO3反應后溶質成分反應后溶質成分的判斷，的判斷，xn(NaOH)n(CO2)x11NaHCO311x21NaOH、Na2CO3也可用數軸表示：也可用數軸表示： 與鹽與鹽的反的反應應(遵遵循強循強制弱制弱的原的原理理)CO2Na2CO3H2O=2NaHCO3CO2(少量少量)2NaAlO23H2O=2Al(OH)3Na2CO3CO2(足量足量)NaAlO22H2O=Al(OH)3NaHCO3CO2(少量少

10、量)Ca(ClO)2H2O=CaCO32HclOCO2(少量少量)Na2SiO3H2O=H2SiO3Na2CO3特別提醒特別提醒 CO2與多種溶液反應時要注意反應的先后順序，如與多種溶液反應時要注意反應的先后順序，如CO2通入通入NaOH、Na2CO3混合溶液中，先與混合溶液中，先與NaOH反應，再與反應，再與Na2CO3反應，一方面可從反應，一方面可從NaOH堿性強于堿性強于Na2CO3，另一方，另一方面面Na2CO3若先與若先與CO2反應，生成的反應，生成的NaHCO3將會與將會與NaOH反反應生成應生成Na2CO3，說明，說明CO2不可能先與不可能先與Na2CO3反應。反應。例例2將將0

11、.4 g NaOH和和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，混合并配成溶液，向溶液中滴加向溶液中滴加0.1 molL1稀鹽酸。下列圖像能正確表示加稀鹽酸。下列圖像能正確表示加入鹽酸的體積和生成入鹽酸的體積和生成CO2的物質的量的關系是的物質的量的關系是 ()解析解析經計算可知混合液中含經計算可知混合液中含n(NaOH)0.01 mol，n(Na2CO3)0.01 mol，加入鹽酸，依次發(fā)生的反應為，加入鹽酸，依次發(fā)生的反應為NaOHHCl=NaClH2O，Na2CO3HCl=NaHCO3NaCl，NaHCO3HCl=NaClH2OCO2，故，故C項項正確。正確。答案答案C(1)CO2屬于酸

12、性氧化物，會與堿反應且能生成兩種鹽：屬于酸性氧化物，會與堿反應且能生成兩種鹽：酸式鹽和正鹽，其中酸式鹽和正鹽，其中CaCO3、BaCO3、MgCO3難溶；難溶；而而Ca(HCO3)2、Ba(HCO3)2、Mg(HCO3)2易溶。易溶。(2)CO2對應的酸為對應的酸為H2CO3，其酸性強于，其酸性強于H2SiO3、HClO等，等，因而能與這些酸所對應的鹽發(fā)生反應。因而能與這些酸所對應的鹽發(fā)生反應。3將足量的將足量的CO2不斷通入不斷通入KOH、 Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀與通入的混合溶液中，生成沉淀與通入CO2的的 量的關系可表示為量的關系可表示為 ()答案：答案：C4.下列物質的反應過程符合圖示過程的是下列物質的反應過程符合圖示過程的是 ()A向向CaCl2溶液中通入過量溶液中通入過量CO2B向水玻璃溶液中通入過量向