專題7 碳、硅及其化合物 無(wú)機(jī)非金屬材料 (共39張PPT).

1、目 錄 Contents考情精解讀考點(diǎn)1考點(diǎn)2考點(diǎn)4考點(diǎn)3A.知識(shí)全通關(guān)B.題型全突破C.能力大提升考法1考法2方法一考情精解讀考綱解讀命題趨勢(shì)知識(shí)體系構(gòu)建考情精解讀1 化學(xué) 專題七 碳、硅及其化合物無(wú)機(jī)非金屬材料考試大綱考點(diǎn)2016全國(guó)2015全國(guó)2014全國(guó)自主命題地區(qū)1.了解常見(jiàn)非金屬元素(C、Si)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.了解常見(jiàn)非金屬元素(C、Si)單質(zhì)及其重要化合物對(duì)環(huán)境的影響。3.以上各部分知識(shí)的綜合應(yīng)用。碳、硅及其化合物的性質(zhì)及應(yīng)用【18%】全國(guó),7,6分全國(guó),7,6分2016江蘇,1,2分2015北京,27(1)2015上海,11,3分201

2、5江蘇,4,2分2015江蘇,8,2分2014天津,7(4)2014江蘇,4,2分無(wú)機(jī)非金屬材料【5%】考綱解讀知識(shí)體系構(gòu)建考情精解讀2命題趨勢(shì) 化學(xué) 專題七 碳、硅及其化合物無(wú)機(jī)非金屬材料1.碳及其化合物之間的轉(zhuǎn)化考綱解讀知識(shí)體系構(gòu)建考情精解讀3命題趨勢(shì) 化學(xué) 專題七 碳、硅及其化合物無(wú)機(jī)非金屬材料2.硅及其化合物之間的轉(zhuǎn)化考綱解讀知識(shí)體系構(gòu)建考情精解讀4返回目錄命題趨勢(shì) 化學(xué) 專題七 碳、硅及其化合物無(wú)機(jī)非金屬材料1.熱點(diǎn)預(yù)測(cè)高考對(duì)該部分內(nèi)容的考查將與STSE結(jié)合起來(lái)以選擇題的形式對(duì)碳、硅及其重要化合物的性質(zhì)、用途進(jìn)行考查,以實(shí)驗(yàn)題的形式對(duì)碳及其化合物的性質(zhì)和應(yīng)用進(jìn)行考查,以工藝流程題的形

3、式對(duì)碳、硅新型材料的生產(chǎn)原理、過(guò)程進(jìn)行考查,分值為26分。2.趨勢(shì)分析預(yù)計(jì)以新材料、新工藝為載體,考查硅及其化合物的性質(zhì)及應(yīng)用將是今后命題的趨勢(shì)和方向。知識(shí)全通關(guān)知識(shí)全通關(guān)1 化學(xué) 專題七 碳、硅及其化合物無(wú)機(jī)非金屬材料繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)一碳、硅單質(zhì)的性質(zhì) 石墨金剛石晶體硅色、態(tài)黑色鱗片狀固體無(wú)色晶體有金屬光澤的灰黑色固體晶體類型混合晶體原子晶體原子晶體硬度很小自然界中硬度最大硬度大導(dǎo)電性導(dǎo)體不能導(dǎo)電半導(dǎo)體 1.存在形態(tài)自然界中的碳元素既有游離態(tài),又有化合態(tài),而硅元素僅有化合態(tài)。2.碳、硅的主要單質(zhì)的物理性質(zhì)及用途知識(shí)全通關(guān)2 化學(xué) 專題七 碳、硅及其化合物無(wú)機(jī)非金屬材料繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)一碳、硅單質(zhì)的性

4、質(zhì)元素符號(hào)C Si 主要化合價(jià)-4、+2、+4-4、+4與非金屬單質(zhì)反應(yīng)C+O2CO2(O2充足)2C+O22CO(O2不足)C+2SCS2Si+O2SiO2Si+2H2SiH4Si+2Cl2SiCl4Si+CSiCSi+2F2SiF4與氧化物反應(yīng)C+2CuO2Cu+CO2C+H2O(g)CO+H2Si+2FeO2Fe+SiO23.碳、硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)及重要用途知識(shí)全通關(guān)3 化學(xué) 專題七 碳、硅及其化合物無(wú)機(jī)非金屬材料繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)一碳、硅單質(zhì)的性質(zhì)元素符號(hào)C Si 與酸反應(yīng)與稀鹽酸、稀硫酸不反應(yīng),能被濃硫酸、硝酸氧化僅與氫氟酸反應(yīng):Si+4HFSiF4+2H2與堿反應(yīng)Si+2NaOH+H2ON

5、a2SiO3+2H2重要用途金剛石用于切割、研磨及制作鉆頭和裝飾品等;石墨用作潤(rùn)滑劑、電極、鉛筆芯等;活性炭作吸附劑作半導(dǎo)體材料,可用來(lái)制備信息技術(shù)器件,作光電轉(zhuǎn)化常用材料3.碳、硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)及重要用途知識(shí)全通關(guān)4 化學(xué) 專題七 碳、硅及其化合物無(wú)機(jī)非金屬材料繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)一碳、硅單質(zhì)的性質(zhì)硅的還原性比碳的強(qiáng),但碳能置換出SiO2中的硅。這是因?yàn)樘荚睾凸柙匚挥谠刂芷诒碇蠥族,碳的原子半徑比硅的小,失電子能力比硅的弱,所以硅的還原性比碳的強(qiáng)。但反應(yīng)2C+SiO2 Si+2CO是在高溫條件下進(jìn)行的,且生成物CO為氣體,從反應(yīng)體系中逸出,有利于反應(yīng)向右進(jìn)行?！就卣寡由臁?.硅的工業(yè)制法(1)

6、制取粗硅:工業(yè)上,用焦炭在電爐中還原二氧化硅得到含有少量雜質(zhì)的粗硅。SiO2+2CSi(粗)+2CO(2)粗硅提純:Si(粗)+2Cl2SiCl4SiCl4+2H2Si(純)+4HClSi(粗)+3HClSiHCl3+H2SiHCl3+H2Si(純)+3HCl注意：用焦炭還原SiO2,產(chǎn)物是CO而不是CO2。知識(shí)全通關(guān)5 化學(xué) 專題七 碳、硅及其化合物無(wú)機(jī)非金屬材料繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)二二氧化碳和二氧化硅的比較物質(zhì)二氧化碳 化學(xué)式CO2,表示一個(gè)分子的構(gòu)成晶體類型分子晶體主要物理性質(zhì)熔、沸點(diǎn)低,常溫下為氣體,微溶于水化學(xué)性質(zhì)與水反應(yīng)CO2+H2OH2CO3與酸反應(yīng)不反應(yīng)與碳反應(yīng)CO2+C2CO與堿反應(yīng)

7、CO2(少量)+2NaOHNa2CO3+H2O,CO2(過(guò)量)+NaOHNaHCO3與鹽反應(yīng)H2O+CO2(不足)+Na2SiO3H2SiO3+Na2CO3,2H2O+2CO2(足量)+Na2SiO3H2SiO3+2NaHCO3與堿性氧化物反應(yīng)CO2+Na2ONa2CO3用途滅火、冷藏食品、人工降雨等知識(shí)全通關(guān)6 化學(xué) 專題七 碳、硅及其化合物無(wú)機(jī)非金屬材料繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)二二氧化碳和二氧化硅的比較物質(zhì)二氧化硅化學(xué)式SiO2,沒(méi)有分子,只表示組成及其原子比例晶體類型原子晶體主要物理性質(zhì)硬度大,熔、沸點(diǎn)高,常溫下為固體,不溶于水化學(xué)性質(zhì)與水反應(yīng)不反應(yīng)與酸反應(yīng)只與HF反應(yīng):SiO2+4HFSiF4+2

8、H2O與碳反應(yīng)SiO2+2CSi+2CO與堿反應(yīng)SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O(盛堿液的試劑瓶用橡皮塞)與鹽反應(yīng)SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2與堿性氧化物反應(yīng)SiO2+CaOCaSiO3用途制光導(dǎo)纖維、化學(xué)儀器、飾品等知識(shí)全通關(guān)7 化學(xué) 專題七 碳、硅及其化合物無(wú)機(jī)非金屬材料繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)二二氧化碳和二氧化硅的比較(1)由于酸性:H2CO3H2SiO3,因而向Na2SiO3水溶液中通入CO2生成H2SiO3,而高溫下:SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2,該反應(yīng)熵值增加,驅(qū)動(dòng)反應(yīng)向右進(jìn)行。(2)水晶、石英、瑪瑙的主要成分為SiO2;固態(tài)CO2俗稱干冰?！就卣寡由?/p>

9、】知識(shí)全通關(guān)8 化學(xué) 專題七 碳、硅及其化合物無(wú)機(jī)非金屬材料繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)三碳、硅元素的酸及其鹽物質(zhì)主要內(nèi)容碳酸、硅酸水溶性H2CO3可溶于水,H2SiO3難溶于水不穩(wěn)定性H2CO3CO2+H2O,H2SiO3SiO2+H2O酸性H2CO3H2SiO3制備1.碳、硅元素的酸及其鹽知識(shí)全通關(guān)9 化學(xué) 專題七 碳、硅及其化合物無(wú)機(jī)非金屬材料繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)三碳、硅元素的酸及其鹽物質(zhì)主要內(nèi)容碳酸鹽水溶性正鹽(碳酸鹽)除K2CO3、Na2CO3和(NH4)2CO3外,其余均不溶于水;酸式鹽(碳酸氫鹽)全溶于水熱穩(wěn)定性部分碳酸鹽高溫分解,如CaCO3;碳酸氫鹽受熱分解:Ca(HCO3)2CaCO3+H2O+C

10、O2與酸反應(yīng)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2,Ca(HCO3)2+2HClCaCl2+2H2O+2CO2與堿反應(yīng)Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3+2NaOH,NaOH+NaHCO3Na2CO3+H2O與鹽反應(yīng)CaCl2+Na2CO3CaCO3+2NaCl知識(shí)全通關(guān)10 化學(xué) 專題七 碳、硅及其化合物無(wú)機(jī)非金屬材料繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)三碳、硅元素的酸及其鹽物質(zhì)主要內(nèi)容硅酸鹽含義 由硅、氧以及金屬元素組成的化合物的總稱表示方法通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式來(lái)表示,如Na2SiO3可表示為Na2OSiO2,長(zhǎng)石(KAlSi3O8)可表示為K2OAl2O36SiO2主要性質(zhì)知識(shí)全通關(guān)

11、11 化學(xué) 專題七 碳、硅及其化合物無(wú)機(jī)非金屬材料繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)三碳、硅元素的酸及其鹽(1)硅酸鈉的水溶液俗稱水玻璃,是一種黏合劑,是制備硅膠和木材防火劑的原料,Na2SiO3易與空氣中的CO2反應(yīng),要密封保存。(2)可溶性碳酸鹽、硅酸鹽的水溶液呈堿性,保存該溶液的試劑瓶不能用玻璃塞,應(yīng)用橡膠塞。2.硅酸鹽材料的表示形式硅酸鹽中的硅元素以SiO2的形式表示,金屬元素如Na、K、Mg、Al、Ca等,以它們常見(jiàn)的氧化物的形式表示,氫元素以H2O的形式表示。硅酸鹽改寫(xiě)成氧化物形式的方法:【拓展延伸】知識(shí)全通關(guān)12 化學(xué) 專題七 碳、硅及其化合物無(wú)機(jī)非金屬材料繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)三碳、硅元素的酸及其鹽(1)書(shū)寫(xiě)

12、順序氧化物的一般順序:較活潑金屬的氧化物較不活潑金屬的氧化物二氧化硅水。(2)書(shū)寫(xiě)原則氧化物之間以“”隔開(kāi);氧化物前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)出現(xiàn)分?jǐn)?shù)時(shí)應(yīng)化為整數(shù),且化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示該氧化物的數(shù)目;用氧化物形式表示時(shí),各元素的化合價(jià)保持不變,各元素原子個(gè)數(shù)比符合原來(lái)的組成?！就卣寡由臁恐R(shí)全通關(guān)13 化學(xué) 專題七 碳、硅及其化合物無(wú)機(jī)非金屬材料繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)四無(wú)機(jī)非金屬材料 1.材料的分類知識(shí)全通關(guān)14 化學(xué) 專題七 碳、硅及其化合物無(wú)機(jī)非金屬材料繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)四無(wú)機(jī)非金屬材料 水泥玻璃陶瓷生產(chǎn)原料石灰石、黏土純堿、石灰石、石英黏土主要設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃窯陶瓷窯變化復(fù)雜的物理、化學(xué)變化過(guò)程主要反應(yīng):Na2CO

13、3+SiO2Na2SiO3+CO2、CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2復(fù)雜的物理、化學(xué)變化過(guò)程2.硅酸鹽材料知識(shí)全通關(guān)15 化學(xué) 專題七 碳、硅及其化合物無(wú)機(jī)非金屬材料繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)四無(wú)機(jī)非金屬材料 水泥玻璃陶瓷組成硅酸三鈣(3CaOSiO2)、硅酸二鈣(2CaOSiO2)、鋁酸三鈣(3CaOAl2O3)硅酸鈉、硅酸鈣、二氧化硅硅酸鹽用途重要的建筑材料制化學(xué)實(shí)驗(yàn)用的玻璃儀器、窗玻璃等在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科技、生活中使用廣泛知識(shí)全通關(guān)16 化學(xué) 專題七 碳、硅及其化合物無(wú)機(jī)非金屬材料繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)四無(wú)機(jī)非金屬材料3.特殊功能的含硅物質(zhì)物質(zhì)性質(zhì)用途SiC俗稱金剛砂,具有金剛石結(jié)構(gòu),硬度很大用作砂紙、砂

14、輪的磨料含4%硅的硅鋼具有很高的導(dǎo)磁性用作變壓器鐵芯硅橡膠既耐高溫又耐低溫用于制造火箭、導(dǎo)彈、飛機(jī)零件和絕緣材料等分子篩具有均勻微孔結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽用作吸附劑和催化劑知識(shí)全通關(guān)17 化學(xué) 專題七 碳、硅及其化合物無(wú)機(jī)非金屬材料考點(diǎn)四無(wú)機(jī)非金屬材料4.新型無(wú)機(jī)非金屬材料的種類和用途材料類別主要特性示例用途高溫結(jié)構(gòu)陶瓷能承受高溫,強(qiáng)度高氮化硅陶瓷汽輪機(jī)葉片、軸承、永久性模具等半導(dǎo)體陶瓷具有電學(xué)特性二氧化錫陶瓷集成電路中的半導(dǎo)體光學(xué)材料具有光學(xué)特性光導(dǎo)纖維光纜通訊、醫(yī)療、照明等生物陶瓷具有生物功能氧化鋁陶瓷人造骨骼、人造關(guān)節(jié)、接骨螺釘返回目錄題型全突破題型全突破1 化學(xué) 專題七 碳、硅及其化合物無(wú)機(jī)非

15、金屬材料繼續(xù)學(xué)習(xí)考法一碳的化合物的性質(zhì)1.CO(1)毒性:原理同NO,能與人體血液中的血紅蛋白結(jié)合,使人窒息而亡,即常說(shuō)的煤氣中毒。(2)還原性:加熱條件下具有還原性,常利用該性質(zhì)還原某些金屬氧化物(如CuO、Fe2O3)來(lái)冶煉金屬。CO可以用濃硫酸來(lái)干燥。(3)檢驗(yàn)方法:點(diǎn)燃后火焰呈淡藍(lán)色,在火焰上方罩一干燥小燒杯,無(wú)水霧出現(xiàn),而罩一內(nèi)壁涂有澄清石灰水的小燒杯,出現(xiàn)渾濁。2.CO2(1)水溶性:可溶于水,與水反應(yīng)生成二元弱酸碳酸,因此不能用排水法收集CO2,但可用排飽和NaHCO3溶液法收集。(2)弱酸性:具有酸性氧化物的通性,是碳酸的酸酐,不能用堿石灰等堿性干燥劑來(lái)干燥CO2。題型全突破2

16、 化學(xué) 專題七 碳、硅及其化合物無(wú)機(jī)非金屬材料繼續(xù)學(xué)習(xí)考法一碳的化合物的性質(zhì)(3)弱氧化性:與Mg、Na等活潑金屬在點(diǎn)燃時(shí)反應(yīng),因而這些金屬著火時(shí)不可用CO2滅火。(4)檢驗(yàn)方法:可將氣體先通入品紅溶液,品紅溶液不褪色,再通入澄清石灰水中,若澄清石灰水變渾濁,則證明為CO2氣體。(5)實(shí)驗(yàn)室制法:CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2。工業(yè)制法:CaCO3CaO+CO2。3.除雜質(zhì)(1)CO中混有CO2,通過(guò)盛有NaOH溶液的洗氣瓶。(2)CO2中混有CO,通過(guò)裝有灼熱CuO的硬質(zhì)玻璃管。(3)CO2中混有SO2、HCl,通過(guò)盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶。題型全突破3 化學(xué) 專題七

17、 碳、硅及其化合物無(wú)機(jī)非金屬材料繼續(xù)學(xué)習(xí)考法一碳的化合物的性質(zhì)1甲氣體可發(fā)生如下變化:甲氣體乙氣體丙氣體乙氣體丁固體。則甲、乙、丙、丁分別為A.CO2、CO、O2、CaOB.O2、CO、CO2、CaCO3C.O2、CO2、CO、CaCO3D.CO、CO2、O2、Ca(OH)2答案C解析以丙氣體為突破口,丙通過(guò)灼熱的CuO后,生成的乙氣體可與澄清石灰水反應(yīng)生成固體,說(shuō)明乙是CO2,則反推丙是CO,則甲是O2,丁是CaCO3?！究挤ㄊ纠款}型全突破4 化學(xué) 專題七 碳、硅及其化合物無(wú)機(jī)非金屬材料繼續(xù)學(xué)習(xí)考法二“硅三角”及其應(yīng)用1.“硅三角”的轉(zhuǎn)化關(guān)系此轉(zhuǎn)化關(guān)系是含硅化合物推斷題的重要突破口。Na2

18、SiO3H2SiO3SiO2【考法透析】2.硅的特殊性(1)Si的還原性強(qiáng)于C,但C卻能在高溫下置換出Si:SiO2+2CSi+2CO。(2)非金屬單質(zhì)跟強(qiáng)堿溶液作用一般無(wú)H2放出,但Si與強(qiáng)堿溶液作用卻放出H2:Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2。題型全突破5 化學(xué) 專題七 碳、硅及其化合物無(wú)機(jī)非金屬材料繼續(xù)學(xué)習(xí)考法二“硅三角”及其應(yīng)用(3)非金屬單質(zhì)一般不與非氧化性酸反應(yīng),但Si能與HF反應(yīng):Si+4HFSiF4+2H2。(4)非金屬單質(zhì)大多不導(dǎo)電,但石墨為導(dǎo)體,Si為半導(dǎo)體。3.含硅化合物的特殊性(1)SiO2是H2SiO3的酸酐,但它不溶于水,不能直接與水反應(yīng)制備H2SiO

19、3。(2)酸性氧化物一般不與酸反應(yīng),但SiO2能跟HF反應(yīng):SiO2+4HFSiF4+2H2O。(3)無(wú)機(jī)酸一般都易溶于水,但H2SiO3難溶于水。(4)因H2CO3的酸性強(qiáng)于H2SiO3,所以在Na2SiO3溶液中通入CO2能發(fā)生下列反應(yīng):Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3+Na2CO3,但在高溫下SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2也能發(fā)生?！究挤ㄍ肝觥款}型全突破6 化學(xué) 專題七 碳、硅及其化合物無(wú)機(jī)非金屬材料繼續(xù)學(xué)習(xí)考法二“硅三角”及其應(yīng)用2常溫下,下列各組物質(zhì)不能發(fā)生反應(yīng)的是硅與NaOH溶液硅與鹽酸硅與氫氟酸二氧化硅與碳酸鈉二氧化硅與NaOH溶液二氧化硅與濃硝酸A.B.

20、C.D.答案D解析硅的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,常溫下除與氟氣、氫氟酸、強(qiáng)堿溶液反應(yīng)外,不與其他物質(zhì)如氫氣、氧氣、氯氣等反應(yīng)。二氧化硅與碳酸鹽的反應(yīng)需要在高溫條件下才能進(jìn)行,這也是變相考查玻璃工業(yè)的知識(shí)?！究挤ㄍ肝觥款}型全突破7 化學(xué) 專題七 碳、硅及其化合物無(wú)機(jī)非金屬材料繼續(xù)學(xué)習(xí)考法二“硅三角”及其應(yīng)用硅是能與NaOH溶液反應(yīng)放出H2的非金屬單質(zhì),鋁是能與NaOH溶液反應(yīng)放出H2的金屬單質(zhì),推斷題中常以此作為解題突破口?！就黄乒ヂ浴款}型全突破8 化學(xué) 專題七 碳、硅及其化合物無(wú)機(jī)非金屬材料考法二“硅三角”及其應(yīng)用3據(jù)報(bào)道,科學(xué)家通過(guò)對(duì)稻殼進(jìn)行控制性焚燒熱解,從中提取到一種叫作生物質(zhì)納米結(jié)構(gòu)二氧化硅的超高活性材料,將少量這種材料摻入混凝土中,即可制備出超高強(qiáng)度的高性能混凝土。下列關(guān)于二氧化硅的說(shuō)法中,正確的是A.二氧化硅溶于水顯酸性,所以二氧化硅屬于酸性氧化物B.將二氧化碳通入硅酸鈉溶液可以得到硅酸C.因?yàn)楦邷貢r(shí)二氧化硅能與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳,所以硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)D.二氧化硅是酸性氧化物,它不溶于任何酸答