高考化學一輪復習 4.1 無機非金屬材料的主角——硅課件 新人教版-新人教版高三全冊化學課件

1、第第1 1節(jié)無機非金屬材料的主角節(jié)無機非金屬材料的主角硅硅考綱要求:1.了解碳、硅元素單質及其重要化合物的制備方法,掌握其主要性質及其應用。2.了解碳、硅元素單質及其重要化合物對環(huán)境的影響。-3-基礎梳理考點突破碳、硅單質及其重要化合物的性質和用途1.碳、硅單質(1)原子結構、自然界存在形態(tài)、物理性質及用途?；蠎B(tài) 游離態(tài) 化合態(tài) 高 大 不導 高 大 -4-基礎梳理考點突破金剛石 石墨 半導體 -5-基礎梳理考點突破(2)碳、硅單質的化學性質。 CO2 2CO CO2+2Cu 2CO CO+H2 CO2+2SO2+2H2O CO2+4NO2+2H2O -6-基礎梳理考點突破Si+2NaOH+

2、H2O=Na2SiO3+2H2 -7-基礎梳理考點突破可溶 不溶 低 高 2CO CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O CO2+CaO=CaCO3 -8-基礎梳理考點突破特別提醒(1)玻璃中含有二氧化硅,因此氫氟酸可用于雕刻玻璃,盛放氫氟酸不能用玻璃瓶而用塑料瓶。(2)NaOH溶液可以用玻璃瓶盛放,但不能用帶磨口玻璃塞的玻璃瓶。SiO2+4HF=SiF4+2H2O -9-基礎梳理考點突破自主鞏固自主鞏固判斷正誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。(1)氫氟酸與SiO2反應,可用氫氟酸在玻璃器皿上刻蝕標記 ()(2)可用帶磨口玻璃塞的玻璃瓶保存NaOH

3、溶液 ()(3)SiO2既能和NaOH溶液反應又能和氫氟酸反應,所以是兩性氧化物 ()(4)硅膠可用作食品干燥劑 ()(5)NH4F水溶液中含有HF,因此NH4F溶液不能存放于玻璃試劑瓶中 ()(6)Si和SiO2都用于制造光導纖維 ()(7)玻璃容器可長期盛放各種酸 ()(8)濃硫酸可刻蝕石英制藝術品 () -10-基礎梳理考點突破(9)晶體硅熔點高、硬度大,所以可用于制作半導體材料 ()(10)高溫下用焦炭還原SiO2制取粗硅 ()(11)二氧化硅不與強酸反應,可用石英器皿盛放氫氟酸 ()(12)SiO2可與氫氟酸反應,所以氫氟酸不能保存在玻璃瓶中 () -11-基礎梳理考點突破-12-基

4、礎梳理考點突破-13-基礎梳理考點突破2.硅的制備工藝流程 -14-基礎梳理考點突破例1(2016安徽淮北模擬)SiO2是一種化工原料,可以制備一系列物質(如圖所示)。下列說法錯誤的是 () A.高爐煉鐵時,加入石灰石將鐵礦石中的脈石(主要成分為SiO2)轉化為易熔的爐渣B.純凈的二氧化硅和單晶硅都是信息產業(yè)的重要基礎材料C.用鹽酸可除去石英砂(主要成分為SiO2)中少量的碳酸鈣D.圖中所含反應都不屬于氧化還原反應 答案解析解析關閉 答案解析關閉-15-基礎梳理考點突破易錯警示 (1)硅在加熱條件下能與O2發(fā)生反應,制備粗硅時,用焦炭在電爐中隔絕空氣還原SiO2,生成CO,而不是CO2。(2)

5、粗硅中雜質不是碳單質,而是SiC,因為發(fā)生反應C+Si SiC。(3)制備純硅時,石英管不能更換為玻璃管,因為高溫條件下玻璃會軟化。-16-基礎梳理考點突破跟蹤訓練跟蹤訓練1.(2017湖北重點高中協作體模擬)近年來美國研究人員合成了光伏電池新型硅材料Si24。下列相關說法正確的是()A.Si24是一種新型化合物B.Si24是硅的一種同素異形體C.Si24易與稀硫酸反應生成氫氣D.硅太陽能電池供電原理與原電池相同 答案解析解析關閉Si24是由一種元素組成的純凈物,屬于單質而不是化合物,A項錯誤;同種元素形成的不同種單質互稱為同素異形體,所以Si24是硅的一種同素異形體,B項正確;Si24與堿反

6、應,而與稀硫酸不反應,C項錯誤;硅太陽能電池是用半導體原理將光能轉化為電能,是物理變化,而原電池是化學能轉化為電能,D項錯誤。 答案解析關閉B-17-基礎梳理考點突破2.(2016東北育才學校二模)二氧化硅廣泛存在于自然界中,在日常生活、生產、科研等方面有著重要的用途。ae是對反應中SiO2所表現的化學性質或作用進行判斷,ae敘述中正確的選項有()-18-基礎梳理考點突破a.反應中SiO2作為玻璃的成分被消耗,用于刻蝕玻璃b.反應中SiO2表現出氧化性c.反應中SiO2表現了酸性氧化物的通性d.反應符合用較強酸制取較弱酸的道理e.反應中SiO2未參加氧化還原反應A.2個 B.3個C.4個 D.

7、5個 答案解析解析關閉反應:通常情況下,SiO2與氫氧化鈉溶液的反應很微弱,不能用于刻蝕玻璃,錯誤;反應:SiO2中硅元素的化合價由+4價降低為0價,得電子,表現出氧化性,正確;反應:SiO2與氫氟酸反應是二氧化硅的特性,錯誤;反應:高溫下用難揮發(fā)性酸酐制揮發(fā)性酸酐,不符合用較強酸制取較弱酸的道理,錯誤;反應:Si的化合價沒有發(fā)生變化,即SiO2未參加氧化還原反應,正確。 答案解析關閉A-19-基礎梳理考點突破硅酸、硅酸鹽及無機非金屬材料1.硅酸不 弱 Na2CO3+H2SiO3 Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3 -20-基礎梳理考點突破2.硅酸鹽硅酸鹽是由元素組成的化合物的

8、總稱,硅酸鈉是一種常用的硅酸鹽,化學式為,用氧化物的形式表示為。硅酸鈉的水溶液俗稱,是無色黏稠液體,常用于制備黏合劑、防腐劑、耐火材料等。 3.常見硅酸鹽材料硅、氧和金屬 Na2SiO3 Na2OSiO2 水玻璃 石灰石 純堿 石灰石 -21-基礎梳理考點突破4.特殊含硅材料(1)SiC(俗稱)具有類似于金剛石的結構,硬度大,可用作砂紙、砂輪的磨料。 (2)含硅4%的硅鋼具有很高的導磁性,可用作的鐵芯。 (3)硅橡膠具有耐高溫、耐低溫的性質。金剛砂 變壓器 -22-基礎梳理考點突破(4)燒結黏土制陶瓷不涉及化學反應 ()(5)氫氟酸刻蝕玻璃的過程不涉及化學變化 ()(6)合成纖維和光導纖維都是

9、新型無機非金屬材料 ()(7)水玻璃可用于生產黏合劑和防火劑 ()(8)氮化硅陶瓷是新型無機非金屬材料 ()(9)水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品 () -23-基礎梳理考點突破-24-基礎梳理考點突破2.硅酸鹽改寫成氧化物形式的方法(1)氧化物的書寫順序:活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物二氧化硅水。(2)氧化物前計量數的配置原則:按配置前后原子個數守恒原則配置各氧化物的計量數,且不同氧化物間以“”隔開。(3)當氧化物計量數出現分數時應化為整數,如鉀長石:KAlSi3O8不能寫成 ,應寫成K2OAl2O36SiO2。-25-基礎梳理考點突破例2(2016安徽合肥三模)天工開物記載:“凡埏泥造瓦

10、,掘地二尺余,擇取無沙粘(通“黏”)土而為之”,“凡坯既成,干燥之后,則堆積窯中燃薪舉火”,“澆水轉釉(主要為青色),與造磚同法”。下列說法錯誤的是()A.沙子和黏土主要成分為硅酸鹽B.“燃薪舉火”使黏土發(fā)生復雜的物理化學變化C.燒制后自然冷卻成紅瓦,澆水冷卻成青瓦D.黏土是制作磚瓦和陶瓷的主要原料A解析:沙子的主要成分為SiO2,不屬于硅酸鹽,A錯誤;“燃薪舉火”是使成型的黏土器皿發(fā)生復雜的物理化學變化而制成陶器,B正確;燒制過程中鐵的化合物被氧化為氧化鐵,得到紅瓦,若澆水則發(fā)生氧化還原反應得到氧化亞鐵而成為青瓦,C正確;制作磚瓦、陶瓷的主要原料是黏土,D正確。-26-基礎梳理考點突破易錯警

11、示 (1)不要混淆二氧化硅和硅的用途。用于制作光導纖維的是SiO2;用于制作半導體材料、計算機芯片的是晶體硅。(2)水晶、石英、瑪瑙的主要成分是SiO2;珍珠的主要成分是CaCO3;鉆石是金剛石;寶石的主要成分是Al2O3。(3)硅酸鹽寫成氧化物形式,并不是以氧化物形式存在,但有利于理解硅酸鹽的性質。-27-基礎梳理考點突破跟蹤訓練跟蹤訓練3.(2016湖北八校聯考)鋼化玻璃是普通玻璃的化身,是普通玻璃經一定物理方法處理后得到的。鋼化玻璃一般不會發(fā)生自爆現象,但當鋼化玻璃中含有硫化鎳結核時就有可能發(fā)生自爆現象。下列有關說法中錯誤的是 ()A.制取鋼化玻璃的原料為石灰石、純堿和石英B.鋼化玻璃是

12、一種新型無機非金屬材料C.制取鋼化玻璃的主要反應都是非氧化還原反應D.在碳素鋼中加入鎳等合金元素可以制得不銹鋼及各種特種鋼 答案解析解析關閉 答案解析關閉-28-基礎梳理考點突破4.(2016吉林一中高三質檢)下列關于硅單質及其化合物的說法正確的是()硅酸鹽Na2Fe2Si3O10用氧化物的形式表示為Na2O2FeO3SiO2水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品高純度的硅單質廣泛用于制作光導纖維單質硅是將太陽能轉變?yōu)殡娔艿某Ｓ貌牧螦.B.C.D. 答案解析解析關閉硅酸鹽Na2Fe2Si3O10中Fe的化合價是+3價,所以用氧化物的形式表示為Na2OFe2O33SiO2,錯誤;水晶的主要成分是二氧

13、化硅,不屬于硅酸鹽產品,錯誤;用于制作光導纖維的材料是二氧化硅,不是硅單質,錯誤;單質硅是將太陽能轉變?yōu)殡娔艿某Ｓ貌牧?正確,所以答案為D。 答案解析關閉D-29-基礎梳理考點突破-30-基礎梳理考點突破-31-12341.(人教版必修1P815改編)坩堝是實驗室用于灼燒或熔融固體物質的常用儀器,材質種類很多,實驗時應根據物質的性質加以選擇。熔融燒堿時,應選用下列哪種材質的坩堝()A.玻璃坩堝B.石英坩堝C.陶瓷坩堝D.鐵坩堝D解析:二氧化硅能與氫氧化鈉反應,因此熔融燒堿的坩堝中不能含有二氧化硅,A、B、C中都含有二氧化硅,則熔融燒堿時應選用鐵坩堝。-32-1234A.為置換反應B.為化合反應

14、C.均為氧化還原反應D.三個反應的反應物中硅元素均被還原D解析:反應為置換反應,反應為化合反應,三個反應均有元素化合價變化,均屬于氧化還原反應,其中反應和中硅元素被還原,反應中硅元素被氧化。-33-12343.(2017江西第一次聯考)對于反應3C+SiO2 SiC+2CO,下列說法正確的是()A.SiC是氧化產物B.還原劑與氧化劑的物質的量之比為1 2C.若生成4.48 L CO,則轉移0.4 mol電子D.該反應中C既是氧化劑又是還原劑D解析:SiC中碳元素化合價是-4價,SiC是還原產物,A項錯誤;該反應中還原劑與氧化劑的物質的量之比為2 1,B項錯誤;沒有說明是否為標準狀況,C項錯誤;碳元素化合價既有升高又有降低,所以C 既是氧化劑又是還原劑,D項正確。-34-12344.(2015海南化學,14)單質Z是一種常見的半導體材料,可由X通過如下圖所示的路線制備。其中X為Z的氧化物;Y為氫化物,分子結構與甲烷相似?；卮鹣铝袉栴}:(1)能與X發(fā)生化學反應的酸是;由X制備Mg2Z的化學方程式為。 (2)由Mg2Z生成Y的化學方