高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 4.1 無(wú)機(jī)非金屬材料的主角——硅課件 新人教版-新人教版高三全冊(cè)化學(xué)課件

1、第第1 1節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料的主角節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料的主角硅硅考綱要求:1.了解碳、硅元素單質(zhì)及其重要化合物的制備方法,掌握其主要性質(zhì)及其應(yīng)用。2.了解碳、硅元素單質(zhì)及其重要化合物對(duì)環(huán)境的影響。-3-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破碳、硅單質(zhì)及其重要化合物的性質(zhì)和用途1.碳、硅單質(zhì)(1)原子結(jié)構(gòu)、自然界存在形態(tài)、物理性質(zhì)及用途?；蠎B(tài) 游離態(tài) 化合態(tài) 高 大 不導(dǎo) 高 大 -4-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破金剛石 石墨 半導(dǎo)體 -5-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破(2)碳、硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。 CO2 2CO CO2+2Cu 2CO CO+H2 CO2+2SO2+2H2O CO2+4NO2+2H2O -6-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破Si+2NaOH+

2、H2O=Na2SiO3+2H2 -7-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破可溶 不溶 低 高 2CO CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O CO2+CaO=CaCO3 -8-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)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(chǔ)梳理考點(diǎn)突破自主鞏固自主鞏固判斷正誤,正確的畫(huà)“”,錯(cuò)誤的畫(huà)“”。(1)氫氟酸與SiO2反應(yīng),可用氫氟酸在玻璃器皿上刻蝕標(biāo)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(yīng)又能和氫氟酸反應(yīng),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(dǎo)纖維 ()(7)玻璃容器可長(zhǎng)期盛放各種酸 ()(8)濃硫酸可刻蝕石英制藝術(shù)品 () -10-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破(9)晶體硅熔點(diǎn)高、硬度大,所以可用于制作半導(dǎo)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(qiáng)酸反應(yīng),可用石英器皿盛放氫氟酸 ()(12)SiO2可與氫氟酸反應(yīng),所以氫氟酸不能保存在玻璃瓶中 () -11-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破-12-基

4、礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破-13-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破2.硅的制備工藝流程 -14-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)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(zhì)(如圖所示)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 () A.高爐煉鐵時(shí),加入石灰石將鐵礦石中的脈石(主要成分為SiO2)轉(zhuǎn)化為易熔的爐渣B.純凈的二氧化硅和單晶硅都是信息產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)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(yīng)都不屬于氧化還原反應(yīng) 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-15-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破易錯(cuò)警示 (1)硅在加熱條件下能與O2發(fā)生反應(yīng),制備粗硅時(shí),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(zhì)不是碳單質(zhì),而是SiC,因?yàn)榘l(fā)生反應(yīng)C+Si SiC。(3)制備純硅時(shí),石英管不能更換為玻璃管,因?yàn)楦邷貤l件下玻璃會(huì)軟化。-16-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練1.(2017湖北重點(diǎn)高中協(xié)作體模擬)近年來(lái)美國(guó)研究人員合成了光伏電池新型硅材料Si24。下列相關(guān)說(shuō)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(yīng)生成氫氣D.硅太陽(yáng)能電池供電原理與原電池相同 答案解析解析關(guān)閉Si24是由一種元素組成的純凈物,屬于單質(zhì)而不是化合物,A項(xiàng)錯(cuò)誤;同種元素形成的不同種單質(zhì)互稱為同素異形體,所以Si24是硅的一種同素異形體,B項(xiàng)正確;Si24與堿反

6、應(yīng),而與稀硫酸不反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;硅太陽(yáng)能電池是用半導(dǎo)體原理將光能轉(zhuǎn)化為電能,是物理變化,而原電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案解析關(guān)閉B-17-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破2.(2016東北育才學(xué)校二模)二氧化硅廣泛存在于自然界中,在日常生活、生產(chǎn)、科研等方面有著重要的用途。ae是對(duì)反應(yīng)中SiO2所表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)或作用進(jìn)行判斷,ae敘述中正確的選項(xiàng)有()-18-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破a.反應(yīng)中SiO2作為玻璃的成分被消耗,用于刻蝕玻璃b.反應(yīng)中SiO2表現(xiàn)出氧化性c.反應(yīng)中SiO2表現(xiàn)了酸性氧化物的通性d.反應(yīng)符合用較強(qiáng)酸制取較弱酸的道理e.反應(yīng)中SiO2未參加氧化還原反應(yīng)A.2個(gè) B.3個(gè)C.4個(gè) D.

7、5個(gè) 答案解析解析關(guān)閉反應(yīng):通常情況下,SiO2與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)很微弱,不能用于刻蝕玻璃,錯(cuò)誤;反應(yīng):SiO2中硅元素的化合價(jià)由+4價(jià)降低為0價(jià),得電子,表現(xiàn)出氧化性,正確;反應(yīng):SiO2與氫氟酸反應(yīng)是二氧化硅的特性,錯(cuò)誤;反應(yīng):高溫下用難揮發(fā)性酸酐制揮發(fā)性酸酐,不符合用較強(qiáng)酸制取較弱酸的道理,錯(cuò)誤;反應(yīng):Si的化合價(jià)沒(méi)有發(fā)生變化,即SiO2未參加氧化還原反應(yīng),正確。 答案解析關(guān)閉A-19-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破硅酸、硅酸鹽及無(wú)機(jī)非金屬材料1.硅酸不 弱 Na2CO3+H2SiO3 Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3 -20-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)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(xué)式為,用氧化物的形式表示為。硅酸鈉的水溶液俗稱,是無(wú)色黏稠液體,常用于制備黏合劑、防腐劑、耐火材料等。 3.常見(jiàn)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(chǔ)梳理考點(diǎn)突破4.特殊含硅材料(1)SiC(俗稱)具有類(lèi)似于金剛石的結(jié)構(gòu),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(dǎo)磁性,可用作的鐵芯。 (3)硅橡膠具有耐高溫、耐低溫的性質(zhì)。金剛砂 變壓器 -22-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破(4)燒結(jié)黏土制陶瓷不涉及化學(xué)反應(yīng) ()(5)氫氟酸刻蝕玻璃的過(guò)程不涉及化學(xué)變化 ()(6)合成纖維和光導(dǎo)纖維都是

9、新型無(wú)機(jī)非金屬材料 ()(7)水玻璃可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑 ()(8)氮化硅陶瓷是新型無(wú)機(jī)非金屬材料 ()(9)水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品 () -23-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破-24-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破2.硅酸鹽改寫(xiě)成氧化物形式的方法(1)氧化物的書(shū)寫(xiě)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(jì)量數(shù)的配置原則:按配置前后原子個(gè)數(shù)守恒原則配置各氧化物的計(jì)量數(shù),且不同氧化物間以“”隔開(kāi)。(3)當(dāng)氧化物計(jì)量數(shù)出現(xiàn)分?jǐn)?shù)時(shí)應(yīng)化為整數(shù),如鉀長(zhǎng)石:KAlSi3O8不能寫(xiě)成 ,應(yīng)寫(xiě)成K2OAl2O36SiO2。-25-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破例2(2016安徽合肥三模)天工開(kāi)物記載:“凡埏泥造瓦

10、,掘地二尺余,擇取無(wú)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(zhuǎn)釉(主要為青色),與造磚同法”。下列說(shuō)法錯(cuò)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(fù)雜的物理化學(xué)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(cuò)誤;“燃薪舉火”是使成型的黏土器皿發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化而制成陶器,B正確;燒制過(guò)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(yīng)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(chǔ)梳理考點(diǎn)突破易錯(cuò)警

11、示 (1)不要混淆二氧化硅和硅的用途。用于制作光導(dǎo)纖維的是SiO2;用于制作半導(dǎo)體材料、計(jì)算機(jī)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(xiě)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(zhì)。-27-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練3.(2016湖北八校聯(lián)考)鋼化玻璃是普通玻璃的化身,是普通玻璃經(jīng)一定物理方法處理后得到的。鋼化玻璃一般不會(huì)發(fā)生自爆現(xiàn)象,但當(dāng)鋼化玻璃中含有硫化鎳結(jié)核時(shí)就有可能發(fā)生自爆現(xiàn)象。下列有關(guān)說(shuō)法中錯(cuò)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(wú)機(jī)非金屬材料C.制取鋼化玻璃的主要反應(yīng)都是非氧化還原反應(yīng)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(guān)閉 答案解析關(guān)閉-28-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破4.(2016吉林一中高三質(zhì)檢)下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的說(shuō)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(zhì)廣泛用于制作光導(dǎo)纖維單質(zhì)硅是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿某Ｓ貌牧螦.B.C.D. 答案解析解析關(guān)閉硅酸鹽Na2Fe2Si3O10中Fe的化合價(jià)是+3價(jià),所以用氧化物的形式表示為Na2OFe2O33SiO2,錯(cuò)誤;水晶的主要成分是二氧

13、化硅,不屬于硅酸鹽產(chǎn)品,錯(cuò)誤;用于制作光導(dǎo)纖維的材料是二氧化硅,不是硅單質(zhì),錯(cuò)誤;單質(zhì)硅是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿某Ｓ貌牧?正確,所以答案為D。 答案解析關(guān)閉D-29-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破-30-基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破-31-12341.(人教版必修1P815改編)坩堝是實(shí)驗(yàn)室用于灼燒或熔融固體物質(zhì)的常用儀器,材質(zhì)種類(lèi)很多,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)加以選擇。熔融燒堿時(shí),應(yīng)選用下列哪種材質(zhì)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(yīng),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(shí)應(yīng)選用鐵坩堝。-32-1234A.為置換反應(yīng)B.為化合反應(yīng)

14、C.均為氧化還原反應(yīng)D.三個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)物中硅元素均被還原D解析:反應(yīng)為置換反應(yīng),反應(yīng)為化合反應(yīng),三個(gè)反應(yīng)均有元素化合價(jià)變化,均屬于氧化還原反應(yīng),其中反應(yīng)和中硅元素被還原,反應(yīng)中硅元素被氧化。-33-12343.(2017江西第一次聯(lián)考)對(duì)于反應(yīng)3C+SiO2 SiC+2CO,下列說(shuō)法正確的是()A.SiC是氧化產(chǎn)物B.還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為1 2C.若生成4.48 L CO,則轉(zhuǎn)移0.4 mol電子D.該反應(yīng)中C既是氧化劑又是還原劑D解析:SiC中碳元素化合價(jià)是-4價(jià),SiC是還原產(chǎn)物,A項(xiàng)錯(cuò)誤;該反應(yīng)中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為2 1,B項(xiàng)錯(cuò)誤;沒(méi)有說(shuō)明是否為標(biāo)準(zhǔn)狀況,C項(xiàng)錯(cuò)誤;碳元素化合價(jià)既有升高又有降低,所以C 既是氧化劑又是還原劑,D項(xiàng)正確。-34-12344.(2015海南化學(xué),14)單質(zhì)Z是一種常見(jiàn)的半導(dǎo)體材料,可由X通過(guò)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(jié)構(gòu)與甲烷相似。回答下列問(wèn)題:(1)能與X發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸是;由X制備Mg2Z的化學(xué)方程式為。 (2)由Mg2Z生成Y的化學(xué)方