高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課件1：碳、硅及無機(jī)非金屬材料-1

第四章非金屬及其化合物第1講碳、硅及無機(jī)非金屬材料第四章非金屬及其化合物【考綱點(diǎn)擊】1．了解C、Si元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)

及應(yīng)用．2．了解C、Si元素單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境質(zhì)量

的影響．【考綱點(diǎn)擊】【考情播報】1．以新材料、新技術(shù)為背景，考查C、Si及其重要

化合物的性質(zhì)及應(yīng)用．2．以實(shí)驗(yàn)探究題、框圖推斷題考查C、Si元素單質(zhì)

及其化合物知識的綜合應(yīng)用．3．結(jié)合硅的工業(yè)生產(chǎn)考查硅及其重要化合物的性

質(zhì)以及一些基本理論、基本概念.【考情播報】1．物理性質(zhì)及用途碳硅存在形態(tài)游離態(tài)、化合態(tài)化合態(tài)教材回扣1．物理性質(zhì)及用途碳硅存在游離態(tài)、化合態(tài)化合態(tài)教材回扣碳硅物理性質(zhì)金剛石：

石墨：灰黑色固體，有金屬光澤，

，有脆性熔點(diǎn)高、硬度大熔點(diǎn)高、硬度小熔點(diǎn)高、硬度大碳硅物理金剛石：灰黑色固體碳硅用途

用作切割刀具，

用作電極、鉛筆芯

材料和合金材料半導(dǎo)體金剛石石墨碳硅用途用作切割2．化學(xué)性質(zhì)碳、硅在參加的化學(xué)反應(yīng)中，一般表現(xiàn)還原性．(1)碳①與O2反應(yīng)氧足量：

，氧不足：

.C＋O2CO22C＋O22CO2．化學(xué)性質(zhì)C＋O2CO22②與氧化物反應(yīng)碳與SiO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

，碳與H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

.2C＋SiO22CO↑＋SiC＋H2O(g)CO＋H2②與氧化物反應(yīng)2C＋SiO2③與強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)C和濃H2SO4反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

，C和濃HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

.C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2OC＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O③與強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)C＋2H2SO4(濃)(2)硅①與非金屬反應(yīng)硅和O2反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

，硅和Cl2反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

，硅和F2反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

.②與氫氟酸反應(yīng)化學(xué)方程式為：

.

Si＋O2SiO2Si＋2Cl2SiCl4Si＋2F2===SiF4Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑(2)硅Si＋O2SiO2S碳、硅元素單質(zhì)的特性1．一般情況下，非金屬元素單質(zhì)，熔沸點(diǎn)低，硬度小，但

硅、金剛石熔沸點(diǎn)高，硬度大，其中金剛石為硬度最大

的物質(zhì)．2．一般情況下，非金屬元素單質(zhì)為絕緣體，但硅為半導(dǎo)體，

石墨為電的良導(dǎo)體．碳、硅元素單質(zhì)的特性3．一般情況下，較強(qiáng)氧化劑＋較強(qiáng)還原劑―→較弱氧化

劑＋較弱還原劑，而碳卻還原出比它更強(qiáng)的還原劑：SiO2＋2CSi＋2CO↑，F(xiàn)eO＋CFe＋CO↑.4．硅為非金屬，卻可以和強(qiáng)堿反應(yīng)，放出氫氣：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑.5．一般情況下，較活潑金屬＋酸―→鹽＋氫氣，然而Si

是非金屬，卻能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)：Si＋4HF===SiF4

↑

＋2H2↑.3．一般情況下，較強(qiáng)氧化劑＋較強(qiáng)還原劑―→較弱氧化硅是非金屬元素，但是從硅單質(zhì)具有金屬光澤，硅是半導(dǎo)體，能與堿溶液反應(yīng)放出H2等可以看出，硅表現(xiàn)出某些金屬性．

硅是非金屬元素，但是從硅單質(zhì)具有1．下列關(guān)于硅的說法中，不正確的是(

)A．硅是非金屬元素，晶體硅是灰黑色有金屬光澤

的固體B．硅的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半

導(dǎo)體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，硅能與氯氣、氧氣等非金屬反應(yīng).1．下列關(guān)于硅的說法中，不正確的是解析：晶體硅雖然外形像金屬(有金屬光澤)，但實(shí)際上屬于非金屬；硅既有金屬性，又有非金屬性，其導(dǎo)電性也介于金屬導(dǎo)體和非金屬絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料．硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑(尤其是在常溫下)，但常溫下仍能與氟氣、氟化氫和NaOH溶液等發(fā)生反應(yīng)，加熱至一定溫度時，硅能與氯氣、氧氣等非金屬發(fā)生反應(yīng)．答案：C解析：晶體硅雖然外形像金屬(有金屬光澤)，但實(shí)際上屬于非金屬1．一氧化碳CO是無色無味的有毒氣體，不溶于水，可用作氣體燃

料和冶金工業(yè)的

．(1)燃燒的化學(xué)方程式為：

·(2)還原CuO的化學(xué)方程式為：

.2CO＋O22CO2還原劑CO＋CuOCu＋CO2教材回扣1．一氧化碳2CO＋O22C二氧化碳二氧化硅類別均為

氧化物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)由二氧化碳分子構(gòu)成由氧原子與硅原子構(gòu)成

結(jié)構(gòu)2．二氧化碳和二氧化硅酸性立體網(wǎng)狀二氧化碳二氧化硅類別均為氧化物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)由二物理性質(zhì)熔點(diǎn)和沸點(diǎn)低、可溶于水堅(jiān)硬難熔的固體、不溶于水二氧化碳二氧化硅物理性質(zhì)熔點(diǎn)和沸點(diǎn)低、可溶于水堅(jiān)硬難熔的固體、不溶于水二氧化二氧化碳二氧化硅化學(xué)性質(zhì)與堿(如NaOH)溶液反應(yīng)與CaO反應(yīng)與HF的反應(yīng)與Na2CO3反應(yīng)Na2CO3＋H2ONa2SiO3＋H2OCaSiO3CaCO34HF＋SiO2===

SiF4↑＋2H2ONa2CO3＋CO2＋H2O

===

2NaHCO3Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑CO2＋2NaOH===SiO2＋2NaOH

===CaO＋CO2===CaO＋SiO2二氧化碳二氧化硅化與堿(如與CaO與HF的與Na2CO3Na二氧化碳二氧化硅用途制飲料、制碳酸鹽光導(dǎo)纖維、光學(xué)儀器、電子部件二氧化碳二氧化硅用途制飲料、制碳酸鹽光導(dǎo)纖維、光學(xué)儀器、電子CO2與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)物的判斷1.反應(yīng)原理CO2不足：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2OCO2過量：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2OCO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3即CO2＋NaOH===NaHCO3CO2與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)物的判斷2.產(chǎn)物判斷n(CO2)/n(NaOH)低溫蒸干所得物質(zhì)<NaOH、Na2CO3＝Na2CO3～1Na2CO3、NaHCO3≥1NaHCO32.產(chǎn)物判斷n(CO2)/n(NaOH)低溫蒸干所得物質(zhì)<N用數(shù)軸表示為：用數(shù)軸表示為：該類問題分析的方法思路為：首先確定CO2和NaOH的物質(zhì)的量之比，然后再根據(jù)比例判斷產(chǎn)物，同時還要注意守恒法和極值法的應(yīng)用．該類問題分析的方法思路為：首先確定CO22．關(guān)于二氧化硅，下列敘述不正確的是(

)A．水晶的主要成分是二氧化硅B．二氧化硅和二氧化碳在物理性質(zhì)上有很大差別C．二氧化硅不溶于水，也不能跟水反應(yīng)生成酸D．二氧化硅是一種酸性氧化物，它不跟任何酸起反應(yīng).2．關(guān)于二氧化硅，下列敘述不正確的是解析：水晶、瑪瑙、沙子都含二氧化硅；SiO2晶體不溶于水，也不能與水反應(yīng)生成H2SiO3，制取H2SiO3是利用可溶性硅酸鹽與酸的反應(yīng)；SiO2雖然是酸性氧化物，但它可以與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，CO2在通常狀況下為氣體，SiO2為固體，其物理性質(zhì)相差很大．答案：D解析：水晶、瑪瑙、沙子都含二氧化硅；SiO2晶體不溶于水，也3．用1L1.0mol/LNaOH溶液吸收0.8molCO2，所得溶液

中與的物質(zhì)的量濃度之比約是(

)A．1∶3

B．1∶2C．2∶3D．3∶23．用1L1.0mol/LNaOH溶液吸收0.8m解析：n(NaOH)＝1L×1.0mol/L＝1.0mol，則n(CO2)∶n(NaOH)＝4∶5,4CO2＋5NaOH===Na2CO3＋3NaHCO3＋H2O，則n()∶n()＝1∶3.答案：A解析：n(NaOH)＝1L×1.0mol/L＝1.0m1．硅酸(1)物理性質(zhì)：

溶于水．(2)化學(xué)性質(zhì)

不教材回扣1．硅酸不教材回扣①弱酸性硅酸是一種很弱的酸，酸性比碳酸

．與NaOH溶

液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

.②不穩(wěn)定性受熱易分解，化學(xué)方程式為：

.弱2NaOH＋H2SiO3===Na2SiO3＋2H2OH2SiO3H2O＋SiO2①弱酸性弱2NaOH＋H2SiO3===Na2(3)制備及用途可溶性硅酸鹽溶液與其他酸溶液反應(yīng)可制得硅

酸．如硅酸鈉溶液與鹽酸反應(yīng)，其離子方程式為：

.硅膠可用作

、

的載體．＋2H＋===H2SiO3↓干燥劑催化劑(3)制備及用途＋2H＋===H2SiO3↓干燥劑催化劑2．硅酸鹽(1)硅酸鹽由

組成的化合物的總稱．硅酸鹽結(jié)構(gòu)復(fù)

雜，大多

，化學(xué)性質(zhì)

．(2)硅酸鈉硅酸鈉可溶于水，其水溶液俗稱

，是無色黏稠

液體，常用于制備

和

等．硅、氧和金屬不溶于水很穩(wěn)定水玻璃硅膠木材防火劑2．硅酸鹽硅、氧和金屬不溶于水很穩(wěn)定水玻璃硅膠木材防火劑3．無機(jī)非金屬材料(1)硅酸鹽材料水泥玻璃陶瓷生產(chǎn)原料主要設(shè)備陶瓷窯石灰石、黏土純堿、石灰石、石英黏土水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃窯3．無機(jī)非金屬材料水泥玻璃陶瓷生產(chǎn)原料主要設(shè)備陶瓷窯石灰石、(2)特殊功能的含硅物質(zhì)①

具有金剛石結(jié)構(gòu)，可用作磨料．②含硅元素4%的硅鋼具有

性．③硅橡膠具有

的性質(zhì)．④分子篩(具有均勻微孔結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽)主要用作

和

．碳化硅導(dǎo)磁良好的彈性吸附劑催化劑(2)特殊功能的含硅物質(zhì)碳化硅導(dǎo)磁良好的彈性吸附劑催化劑硅酸鹽組成的表示方法1．表示形式硅酸鹽種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通常用二氧化硅和金

屬氧化物的組合形式來表示其組成，如：硅酸鈉(Na2SiO3)：Na2O·SiO2，正長石(KAlSi3O8)：K2O·Al2O3·6SiO2.硅酸鹽組成的表示方法2．書寫方法(1)根據(jù)組成元素寫成氧化物的形式；(2)根據(jù)原子守恒及原子個數(shù)比例配置系數(shù)；(3)按活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→

水的順序書寫．注意：氧化物之間以“·”隔開，系數(shù)出現(xiàn)分?jǐn)?shù)的要

化為整數(shù)．2．書寫方法硅酸鹽的組成用氧化物來表示，但實(shí)際上硅酸鹽并不是以簡單氧化物形式存在．硅酸鹽的組成用氧化物來表示，但實(shí)際上硅酸4．世界著名的科技史專家、英國劍橋大學(xué)的李約瑟博

士考證說：“中國至少在距今3000年以前就已經(jīng)使用

玻璃了．”下列關(guān)于普通玻璃的敘述中，正確的是(

)A．它是人類最早使用的硅酸鹽材料B．制普通玻璃的原料主要是純堿、石灰石和石英C．它在加熱熔化時有固定的熔點(diǎn)D．無色玻璃是純凈物4．世界著名的科技史專家、英國劍橋大學(xué)的李約瑟博解析：人類最早使用的硅酸鹽材料是陶瓷．普通玻璃是以純堿、石灰石和石英為原料，經(jīng)混合、粉碎，在玻璃窯中熔融制得的混合物，無固定的熔點(diǎn)．答案：B解析：人類最早使用的硅酸鹽材料是陶瓷．普通玻璃是以純堿、石灰5．月球上有豐富的綠柱石(綠寶石)礦藏，其主要化學(xué)

成分為BenAl2(Si6O18)，也可用氧化物形式表示為nBeO·Al2O3·6SiO2，其n的值為(

)A．1B．2C．3D．45．月球上有豐富的綠柱石(綠寶石)礦藏，其主要化學(xué)解析：法一：利用BenAl2(Si6O18)化學(xué)式化合價代數(shù)和為零可求得n＝3.法二：BenAl2(Si6O18)與nBeO·Al2O3·6SiO2為同種物質(zhì)，根據(jù)氧原子守恒，也可求得n＝3.答案：C解析：法一：利用BenAl2(Si6O18)化學(xué)式化合價代數(shù)[例1]

(2008·廣東高考)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：[例1](2008·廣東高考)硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課件1：碳、硅及無機(jī)非金屬材料-1①寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學(xué)反應(yīng)方程式________________________________

.②整個制備過程必須嚴(yán)格控制無水無氧．SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(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_____________________________________________.①寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學(xué)反應(yīng)方程式(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(diǎn)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、石灰石和石英制成的，其熔點(diǎn)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(2)下列有關(guān)硅材料的說法正確的是________(填字母)(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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并給予解釋：_____________________________________.(3)硅酸鈉水溶液俗稱水玻璃．取少量硅酸鈉溶液于試管[思路點(diǎn)撥]

解答本題的關(guān)鍵有以下幾點(diǎn)：(1)應(yīng)用質(zhì)量守恒、電子守恒書寫、配平化學(xué)方程式．(2)明確硅及其化合物的重要性質(zhì)和應(yīng)用．(3)靈活應(yīng)用鹽類水解的原理解答問題．[思路點(diǎn)撥]解答本題的關(guān)鍵有以下幾點(diǎn)：[課堂筆記]

(1)①根據(jù)原子守恒即質(zhì)量守恒可以寫出SiHCl3與H2反應(yīng)的化學(xué)方程式．②SiHCl3和H2O劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，分析它們化合價的變化可知，

，而Cl的化合價未發(fā)生變化，因此另一種元素即H元素的化合價必定降低，即另一種物質(zhì)是H2.[課堂筆記](1)①根據(jù)原子守恒即質(zhì)量守恒可以寫出SiHC(2)碳化硅、氮化硅為原子晶體，A、B正確.C正確.玻璃是一種玻璃態(tài)物質(zhì)，無固定的熔點(diǎn).鹽酸不能與硅反應(yīng)，而HCI在573K以上的溫度下可以與硅發(fā)生反應(yīng).因此D、E都不正確.(2)碳化硅、氮化硅為原子晶體，A、B正確.C正確.玻璃是一(3)Na2SiO3是強(qiáng)堿弱酸鹽，水解顯堿性，NH4Cl是強(qiáng)酸弱堿鹽，水解顯酸性，二者混合水解反應(yīng)可相互促進(jìn)，即＋

===H2SiO3↓＋2NH3↑.(3)Na2SiO3是強(qiáng)堿弱酸鹽，水解顯堿性，NH4Cl是強(qiáng)[答案]

(1)①SiHCl3＋H21357KSi＋3HCl②SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋3HCl↑＋H2↑氧氣與氫氣混合，可能引起爆炸；氧氣可能會氧化SiHCl3(2)ABC(3)現(xiàn)象：試管中有白色膠狀沉淀生成，并且有刺激性氣味的氣體生成．[答案](1)①SiHCl3＋H21357K解釋：Na2SiO3和NH4Cl均能夠水解，二者相互促進(jìn)，Na2SiO3水解生成H2SiO3，NH4Cl水解產(chǎn)生NH3解釋：Na2SiO3和NH4Cl均能夠水解，二者相互促進(jìn)，N常見含硅材料的應(yīng)用(1)硅單質(zhì)：硅太陽能電池、計(jì)算機(jī)芯片、半導(dǎo)體晶體

管等．(2)二氧化硅：石英鐘表、水晶鏡片、瑪瑙飾物、光導(dǎo)纖

維等．(3)硅酸鹽材料：水泥、玻璃、陶瓷等.常見含硅材料的應(yīng)用[例2]

(2009·廣州調(diào)研)向0.50L0.3mol/L的NaOH溶液中緩慢通入CO2氣體至溶液增重4.4g，下列說法正確的是(

)[例2](2009·廣州調(diào)研)向0.50L0.3moA．增重的4.4g為參加反應(yīng)的CO2的質(zhì)量B．溶質(zhì)為Na2CO3C．溶質(zhì)為Na2CO3、NaHCO3D．低溫蒸干溶液，所得固體的質(zhì)量為：原溶液中NaOH的質(zhì)量＋4.4gA．增重的4.4g為參加反應(yīng)的CO2的質(zhì)量[思路點(diǎn)撥]解答本題要注意以下兩點(diǎn)：(1)根據(jù)氫氧化鈉和CO2的物質(zhì)的量比確定產(chǎn)物．(2)應(yīng)用守恒法分析質(zhì)量的變化．[思路點(diǎn)撥]解答本題要注意以下兩點(diǎn)：[課堂筆記]

選由質(zhì)量守恒可知參加反應(yīng)的CO2的質(zhì)量為4.4g，即0.1mol，A正確；n(CO2)∶n(NaOH)＝0.1mol∶(0.50L×0.3mol/L)＝2∶3，則二者反應(yīng)為3NaOH＋2CO2===Na2CO3＋NaHCO3＋H2O，B不正確，C正確；低溫蒸干后所得固體的質(zhì)量應(yīng)為：原溶液中NaOH的質(zhì)量＋4.4g－反應(yīng)產(chǎn)生的H2O的質(zhì)量．AC[課堂筆記]選由質(zhì)量守恒可知參加反應(yīng)的CO硅酸鹽的組成探究硅酸鹽在日常生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用，其組成、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但性能優(yōu)異．為了更好地發(fā)揮硅酸鹽在各行各業(yè)中的作用，實(shí)驗(yàn)分析其組成、結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步了解其性能成為了研究領(lǐng)域的熱門．這類題目在考試中也將有逐漸增加的趨勢．硅酸鹽的組成探究(2009·揚(yáng)州模擬)江蘇東海有蛭石．蛭石為一種層狀結(jié)構(gòu)的含鎂的水鋁硅酸鹽，是黑云母等天然礦物風(fēng)化蝕變的產(chǎn)物，因?yàn)槠涫軣崤蛎洉r呈撓曲狀，形態(tài)酷似水蛭，故此得名蛭石．膨化后的蛭石呈顆粒狀，有隔熱、耐凍、抗菌、防火、吸聲等優(yōu)異性能，但不耐酸．(2009·揚(yáng)州(1)某硅酸鹽礦石的組成可以看作SiO2中有1/3的Si被Al置換，再由K平衡其電荷形成的．該礦石得組成以氧化物的形式表示為________________________________．(2)某校研究性學(xué)習(xí)小組取得了某種牌號的膨化蛭石樣品，其成分可以用氧化物(MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2、H2O)的形式表示．為研究蛭石的組成，擬進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，實(shí)驗(yàn)流程及相關(guān)數(shù)據(jù)如下：(1)某硅酸鹽礦石的組成可以看作SiO高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課件1：碳、硅及無機(jī)非金屬材料-1①固體A的化學(xué)式是____________________________________________．②固體F的物質(zhì)的量是__________________________________________．③通過計(jì)算，給出用氧化物的形式表示某種膨化蛭石組成的化學(xué)式________________________________________________．①固體A的化學(xué)式是_____________________【解析】

(1)根據(jù)題意并結(jié)合化合價可知

、，該硅酸鹽的化學(xué)式為KAlSi2O6，則以氧化物表示的形式為：K2O·Al2O3·4SiO2.(2)根據(jù)流程，結(jié)合物質(zhì)的轉(zhuǎn)化分析計(jì)算即可①SiO2不溶于鹽酸，其他均能溶解．【解析】(1)根據(jù)題意并結(jié)合化合價可知②F為Al(OH)3，則其物質(zhì)的量為0.020mol.③n(SiO2)＝＝0.04mol.設(shè)固體G中Fe2O3的物質(zhì)的量為x

mol，MgO的物質(zhì)的量為y

mol依題意有：解得：x＝0.010mol

y＝0.080mol由②知：n(Al2O3)＝0.010mol②F為Al(OH)3，則其物質(zhì)的量為0.020mol.于是n(H2O)＝＝0.02(mol)則：n(MgO)∶n(Fe2O3)∶n(Al2O3)∶n(SiO2)∶n(H2O)＝0.080mol∶0.010mol∶0.010mol∶0.04mol∶0.02mol＝8∶1∶1∶4∶2即該蛭石礦的組成為：8MgO·Al2O3·Fe2O3·4SiO2·2H2O.于是n(H2O)＝【答案】

(1)K2O·Al2O3·4SiO2(2)①SiO2②0.020mol③8MgO·Al2O3·Fe2O3·4SiO2·2H2O【答案】(1)K2O·Al2O3·4SiO2ThankYou!ThankYou!第四章非金屬及其化合物第1講碳、硅及無機(jī)非金屬材料第四章非金屬及其化合物【考綱點(diǎn)擊】1．了解C、Si元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)

及應(yīng)用．2．了解C、Si元素單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境質(zhì)量

的影響．【考綱點(diǎn)擊】【考情播報】1．以新材料、新技術(shù)為背景，考查C、Si及其重要

化合物的性質(zhì)及應(yīng)用．2．以實(shí)驗(yàn)探究題、框圖推斷題考查C、Si元素單質(zhì)

及其化合物知識的綜合應(yīng)用．3．結(jié)合硅的工業(yè)生產(chǎn)考查硅及其重要化合物的性

質(zhì)以及一些基本理論、基本概念.【考情播報】1．物理性質(zhì)及用途碳硅存在形態(tài)游離態(tài)、化合態(tài)化合態(tài)教材回扣1．物理性質(zhì)及用途碳硅存在游離態(tài)、化合態(tài)化合態(tài)教材回扣碳硅物理性質(zhì)金剛石：

石墨：灰黑色固體，有金屬光澤，

，有脆性熔點(diǎn)高、硬度大熔點(diǎn)高、硬度小熔點(diǎn)高、硬度大碳硅物理金剛石：灰黑色固體碳硅用途

用作切割刀具，

用作電極、鉛筆芯

材料和合金材料半導(dǎo)體金剛石石墨碳硅用途用作切割2．化學(xué)性質(zhì)碳、硅在參加的化學(xué)反應(yīng)中，一般表現(xiàn)還原性．(1)碳①與O2反應(yīng)氧足量：

，氧不足：

.C＋O2CO22C＋O22CO2．化學(xué)性質(zhì)C＋O2CO22②與氧化物反應(yīng)碳與SiO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

，碳與H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

.2C＋SiO22CO↑＋SiC＋H2O(g)CO＋H2②與氧化物反應(yīng)2C＋SiO2③與強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)C和濃H2SO4反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

，C和濃HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

.C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2OC＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O③與強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)C＋2H2SO4(濃)(2)硅①與非金屬反應(yīng)硅和O2反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

，硅和Cl2反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

，硅和F2反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

.②與氫氟酸反應(yīng)化學(xué)方程式為：

.

Si＋O2SiO2Si＋2Cl2SiCl4Si＋2F2===SiF4Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑(2)硅Si＋O2SiO2S碳、硅元素單質(zhì)的特性1．一般情況下，非金屬元素單質(zhì)，熔沸點(diǎn)低，硬度小，但

硅、金剛石熔沸點(diǎn)高，硬度大，其中金剛石為硬度最大

的物質(zhì)．2．一般情況下，非金屬元素單質(zhì)為絕緣體，但硅為半導(dǎo)體，

石墨為電的良導(dǎo)體．碳、硅元素單質(zhì)的特性3．一般情況下，較強(qiáng)氧化劑＋較強(qiáng)還原劑―→較弱氧化

劑＋較弱還原劑，而碳卻還原出比它更強(qiáng)的還原劑：SiO2＋2CSi＋2CO↑，F(xiàn)eO＋CFe＋CO↑.4．硅為非金屬，卻可以和強(qiáng)堿反應(yīng)，放出氫氣：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑.5．一般情況下，較活潑金屬＋酸―→鹽＋氫氣，然而Si

是非金屬，卻能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)：Si＋4HF===SiF4

↑

＋2H2↑.3．一般情況下，較強(qiáng)氧化劑＋較強(qiáng)還原劑―→較弱氧化硅是非金屬元素，但是從硅單質(zhì)具有金屬光澤，硅是半導(dǎo)體，能與堿溶液反應(yīng)放出H2等可以看出，硅表現(xiàn)出某些金屬性．

硅是非金屬元素，但是從硅單質(zhì)具有1．下列關(guān)于硅的說法中，不正確的是(

)A．硅是非金屬元素，晶體硅是灰黑色有金屬光澤

的固體B．硅的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，是良好的半

導(dǎo)體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，硅能與氯氣、氧氣等非金屬反應(yīng).1．下列關(guān)于硅的說法中，不正確的是解析：晶體硅雖然外形像金屬(有金屬光澤)，但實(shí)際上屬于非金屬；硅既有金屬性，又有非金屬性，其導(dǎo)電性也介于金屬導(dǎo)體和非金屬絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料．硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑(尤其是在常溫下)，但常溫下仍能與氟氣、氟化氫和NaOH溶液等發(fā)生反應(yīng)，加熱至一定溫度時，硅能與氯氣、氧氣等非金屬發(fā)生反應(yīng)．答案：C解析：晶體硅雖然外形像金屬(有金屬光澤)，但實(shí)際上屬于非金屬1．一氧化碳CO是無色無味的有毒氣體，不溶于水，可用作氣體燃

料和冶金工業(yè)的

．(1)燃燒的化學(xué)方程式為：

·(2)還原CuO的化學(xué)方程式為：

.2CO＋O22CO2還原劑CO＋CuOCu＋CO2教材回扣1．一氧化碳2CO＋O22C二氧化碳二氧化硅類別均為

氧化物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)由二氧化碳分子構(gòu)成由氧原子與硅原子構(gòu)成

結(jié)構(gòu)2．二氧化碳和二氧化硅酸性立體網(wǎng)狀二氧化碳二氧化硅類別均為氧化物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)由二物理性質(zhì)熔點(diǎn)和沸點(diǎn)低、可溶于水堅(jiān)硬難熔的固體、不溶于水二氧化碳二氧化硅物理性質(zhì)熔點(diǎn)和沸點(diǎn)低、可溶于水堅(jiān)硬難熔的固體、不溶于水二氧化二氧化碳二氧化硅化學(xué)性質(zhì)與堿(如NaOH)溶液反應(yīng)與CaO反應(yīng)與HF的反應(yīng)與Na2CO3反應(yīng)Na2CO3＋H2ONa2SiO3＋H2OCaSiO3CaCO34HF＋SiO2===

SiF4↑＋2H2ONa2CO3＋CO2＋H2O

===

2NaHCO3Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑CO2＋2NaOH===SiO2＋2NaOH

===CaO＋CO2===CaO＋SiO2二氧化碳二氧化硅化與堿(如與CaO與HF的與Na2CO3Na二氧化碳二氧化硅用途制飲料、制碳酸鹽光導(dǎo)纖維、光學(xué)儀器、電子部件二氧化碳二氧化硅用途制飲料、制碳酸鹽光導(dǎo)纖維、光學(xué)儀器、電子CO2與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)物的判斷1.反應(yīng)原理CO2不足：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2OCO2過量：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2OCO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3即CO2＋NaOH===NaHCO3CO2與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)物的判斷2.產(chǎn)物判斷n(CO2)/n(NaOH)低溫蒸干所得物質(zhì)<NaOH、Na2CO3＝Na2CO3～1Na2CO3、NaHCO3≥1NaHCO32.產(chǎn)物判斷n(CO2)/n(NaOH)低溫蒸干所得物質(zhì)<N用數(shù)軸表示為：用數(shù)軸表示為：該類問題分析的方法思路為：首先確定CO2和NaOH的物質(zhì)的量之比，然后再根據(jù)比例判斷產(chǎn)物，同時還要注意守恒法和極值法的應(yīng)用．該類問題分析的方法思路為：首先確定CO22．關(guān)于二氧化硅，下列敘述不正確的是(

)A．水晶的主要成分是二氧化硅B．二氧化硅和二氧化碳在物理性質(zhì)上有很大差別C．二氧化硅不溶于水，也不能跟水反應(yīng)生成酸D．二氧化硅是一種酸性氧化物，它不跟任何酸起反應(yīng).2．關(guān)于二氧化硅，下列敘述不正確的是解析：水晶、瑪瑙、沙子都含二氧化硅；SiO2晶體不溶于水，也不能與水反應(yīng)生成H2SiO3，制取H2SiO3是利用可溶性硅酸鹽與酸的反應(yīng)；SiO2雖然是酸性氧化物，但它可以與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，CO2在通常狀況下為氣體，SiO2為固體，其物理性質(zhì)相差很大．答案：D解析：水晶、瑪瑙、沙子都含二氧化硅；SiO2晶體不溶于水，也3．用1L1.0mol/LNaOH溶液吸收0.8molCO2，所得溶液

中與的物質(zhì)的量濃度之比約是(

)A．1∶3

B．1∶2C．2∶3D．3∶23．用1L1.0mol/LNaOH溶液吸收0.8m解析：n(NaOH)＝1L×1.0mol/L＝1.0mol，則n(CO2)∶n(NaOH)＝4∶5,4CO2＋5NaOH===Na2CO3＋3NaHCO3＋H2O，則n()∶n()＝1∶3.答案：A解析：n(NaOH)＝1L×1.0mol/L＝1.0m1．硅酸(1)物理性質(zhì)：

溶于水．(2)化學(xué)性質(zhì)

不教材回扣1．硅酸不教材回扣①弱酸性硅酸是一種很弱的酸，酸性比碳酸

．與NaOH溶

液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

.②不穩(wěn)定性受熱易分解，化學(xué)方程式為：

.弱2NaOH＋H2SiO3===Na2SiO3＋2H2OH2SiO3H2O＋SiO2①弱酸性弱2NaOH＋H2SiO3===Na2(3)制備及用途可溶性硅酸鹽溶液與其他酸溶液反應(yīng)可制得硅

酸．如硅酸鈉溶液與鹽酸反應(yīng)，其離子方程式為：

.硅膠可用作

、

的載體．＋2H＋===H2SiO3↓干燥劑催化劑(3)制備及用途＋2H＋===H2SiO3↓干燥劑催化劑2．硅酸鹽(1)硅酸鹽由

組成的化合物的總稱．硅酸鹽結(jié)構(gòu)復(fù)

雜，大多

，化學(xué)性質(zhì)

．(2)硅酸鈉硅酸鈉可溶于水，其水溶液俗稱

，是無色黏稠

液體，常用于制備

和

等．硅、氧和金屬不溶于水很穩(wěn)定水玻璃硅膠木材防火劑2．硅酸鹽硅、氧和金屬不溶于水很穩(wěn)定水玻璃硅膠木材防火劑3．無機(jī)非金屬材料(1)硅酸鹽材料水泥玻璃陶瓷生產(chǎn)原料主要設(shè)備陶瓷窯石灰石、黏土純堿、石灰石、石英黏土水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃窯3．無機(jī)非金屬材料水泥玻璃陶瓷生產(chǎn)原料主要設(shè)備陶瓷窯石灰石、(2)特殊功能的含硅物質(zhì)①

具有金剛石結(jié)構(gòu)，可用作磨料．②含硅元素4%的硅鋼具有

性．③硅橡膠具有

的性質(zhì)．④分子篩(具有均勻微孔結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽)主要用作

和

．碳化硅導(dǎo)磁良好的彈性吸附劑催化劑(2)特殊功能的含硅物質(zhì)碳化硅導(dǎo)磁良好的彈性吸附劑催化劑硅酸鹽組成的表示方法1．表示形式硅酸鹽種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通常用二氧化硅和金

屬氧化物的組合形式來表示其組成，如：硅酸鈉(Na2SiO3)：Na2O·SiO2，正長石(KAlSi3O8)：K2O·Al2O3·6SiO2.硅酸鹽組成的表示方法2．書寫方法(1)根據(jù)組成元素寫成氧化物的形式；(2)根據(jù)原子守恒及原子個數(shù)比例配置系數(shù)；(3)按活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→

水的順序書寫．注意：氧化物之間以“·”隔開，系數(shù)出現(xiàn)分?jǐn)?shù)的要

化為整數(shù)．2．書寫方法硅酸鹽的組成用氧化物來表示，但實(shí)際上硅酸鹽并不是以簡單氧化物形式存在．硅酸鹽的組成用氧化物來表示，但實(shí)際上硅酸4．世界著名的科技史專家、英國劍橋大學(xué)的李約瑟博

士考證說：“中國至少在距今3000年以前就已經(jīng)使用

玻璃了．”下列關(guān)于普通玻璃的敘述中，正確的是(

)A．它是人類最早使用的硅酸鹽材料B．制普通玻璃的原料主要是純堿、石灰石和石英C．它在加熱熔化時有固定的熔點(diǎn)D．無色玻璃是純凈物4．世界著名的科技史專家、英國劍橋大學(xué)的李約瑟博解析：人類最早使用的硅酸鹽材料是陶瓷．普通玻璃是以純堿、石灰石和石英為原料，經(jīng)混合、粉碎，在玻璃窯中熔融制得的混合物，無固定的熔點(diǎn)．答案：B解析：人類最早使用的硅酸鹽材料是陶瓷．普通玻璃是以純堿、石灰5．月球上有豐富的綠柱石(綠寶石)礦藏，其主要化學(xué)

成分為BenAl2(Si6O18)，也可用氧化物形式表示為nBeO·Al2O3·6SiO2，其n的值為(

)A．1B．2C．3D．45．月球上有豐富的綠柱石(綠寶石)礦藏，其主要化學(xué)解析：法一：利用BenAl2(Si6O18)化學(xué)式化合價代數(shù)和為零可求得n＝3.法二：BenAl2(Si6O18)與nBeO·Al2O3·6SiO2為同種物質(zhì)，根據(jù)氧原子守恒，也可求得n＝3.答案：C解析：法一：利用BenAl2(Si6O18)化學(xué)式化合價代數(shù)[例1]

(2008·廣東高考)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：[例1](2008·廣東高考)硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課件1：碳、硅及無機(jī)非金屬材料-1①寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學(xué)反應(yīng)方程式________________________________

.②整個制備過程必須嚴(yán)格控制無水無氧．SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(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_____________________________________________.①寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學(xué)反應(yīng)方程式(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(diǎn)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、石灰石和石英制成的，其熔點(diǎn)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(2)下列有關(guān)硅材料的說法正確的是________(填字母)(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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并給予解釋：_____________________________________.(3)硅酸鈉水溶液俗稱水玻璃．取少量硅酸鈉溶液于試管[思路點(diǎn)撥]

解答本題的關(guān)鍵有以下幾點(diǎn)：(1)應(yīng)用質(zhì)量守恒、電子守恒書寫、配平化學(xué)方程式．(2)明確硅及其化合物的重要性質(zhì)和應(yīng)用．(3)靈活應(yīng)用鹽類水解的原理解答問題．[思路點(diǎn)撥]解答本題的關(guān)鍵有以下幾點(diǎn)：[課堂筆記]

(1)①根據(jù)原子守恒即質(zhì)量守恒可以寫出SiHCl3與H2反應(yīng)的化學(xué)方程式．②SiHCl3和H2O劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，分析它們化合價的變化可知，

，而Cl的化合價未發(fā)生變化，因此另一種元素即H元素的化合價必定降低，即另一種物質(zhì)是H2.[課堂筆記](1)①根據(jù)原子守恒即質(zhì)量守恒可以寫出SiHC(2)碳化硅、氮化硅為原子晶體，A、B正確.C正確.玻璃是一種玻璃態(tài)物質(zhì)，無固定的熔點(diǎn).鹽酸不能與硅反應(yīng)，而HCI在573K以上的溫度下可以與硅發(fā)生反應(yīng).因此D、E都不正確.(2)碳化硅、氮化硅為原子晶體，A、B正確.C正確.玻璃是一(3)Na2SiO3是強(qiáng)堿弱酸鹽，水解顯堿性，NH4Cl是強(qiáng)酸弱堿鹽，水解顯酸性，二者混合水解反應(yīng)可相互促進(jìn)，即＋

===H2SiO3↓＋2NH3↑.(3)Na2SiO3是強(qiáng)堿弱酸鹽，水解顯堿性，NH4Cl是強(qiáng)[答案]

(1)①SiHCl3＋H21357KSi＋3HCl②SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋3HCl↑＋H2↑氧氣與氫氣混合，可能引起爆炸；氧氣可能會氧化SiHCl3(2)ABC(3)現(xiàn)象：試管中有白色膠狀沉淀生成，并且有刺激性氣味的氣體生成．[答案](1)①SiHCl3＋H21357K解釋：Na2SiO3和NH4Cl均能夠水解，二者相互促進(jìn)，Na2SiO3水解生成H2SiO3，NH4Cl水解產(chǎn)生NH3解釋：Na2SiO3和NH4Cl均能夠水解，二者相互促進(jìn)，N常見含硅材料的應(yīng)用(1)硅單質(zhì)：硅太陽能電池、計(jì)算機(jī)芯片、半導(dǎo)體