复习无机非金属材料的主角-硅

1、第四章第四章 非金属及其化合物非金属及其化合物第一节第一节 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角-硅硅考纲点击：考纲点击：1、了解碳、硅单质及其重要化合物的主要性、了解碳、硅单质及其重要化合物的主要性质与应用质与应用2、了解碳、硅单质及其重要化合物对环境质、了解碳、硅单质及其重要化合物对环境质量的影响量的影响3、了解常见无机非金属材料的性质与用途、了解常见无机非金属材料的性质与用途 +14+6碳原子和硅原子既碳原子和硅原子既不易不易失去又不易得到电子失去又不易得到电子，主要形成主要形成四价四价的化合物的化合物。知识梳理知识梳理题型构建题型构建一、碳、硅单质的存在与性质一、碳、硅单质的存在与

2、性质 1、C、Si单质的存在形态、物理性质及用途单质的存在形态、物理性质及用途(1)自然界中碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素因有亲自然界中碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素因有亲氧性，所以仅有氧性，所以仅有 态。碳单质主要有金刚石、石墨、态。碳单质主要有金刚石、石墨、C60等等同素异形体，硅单质主要有同素异形体，硅单质主要有 和和 两大类。两大类。(2)单质的结构、物理性质与用途比较单质的结构、物理性质与用途比较碳碳硅硅结构结构金刚石：金刚石： 结构结构石墨：层状结构石墨：层状结构晶体硅：与金刚石类似的晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构空间网状结构物理性质物理性质金刚石熔点高、硬度大

3、金刚石熔点高、硬度大石墨熔点高、质石墨熔点高、质 ，有滑腻，有滑腻感感晶体硅为灰黑色固体，有晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、硬度大、熔点金属光泽、硬度大、熔点 用途用途金刚石用作切割刀具，金刚石用作切割刀具， 用用作电极、铅笔芯作电极、铅笔芯晶体硅用作晶体硅用作 材料、材料、硅芯片和硅太阳能电池硅芯片和硅太阳能电池化合化合晶体硅晶体硅无定形硅无定形硅空间网状空间网状软软高高石墨石墨半导体半导体知识梳理知识梳理题型构建题型构建2、碳、硅单质的化学性质、碳、硅单质的化学性质碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高

4、分知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建硅单质有广泛的用途，用化学方程式表示工业上获取硅单质的过程。硅单质有广泛的用途，用化学方程式表示工业上获取硅单质的过程。知识梳理知识梳理题型构建题型构建二、碳、硅的氧化物二、碳、硅的氧化物 1、一氧化碳、一氧化碳(1)物理性质：物理性质： 色气体，色气体， 毒，毒， 溶于水。溶于水。(2)化学性质化学性质燃烧：燃烧： 还原还

5、原CuO： 。 ， 火焰；火焰；2、二氧化碳和二氧化硅的比较、二氧化碳和二氧化硅的比较物质物质二氧化硅二氧化硅二氧化碳二氧化碳结构结构空间立体网状结构，不存空间立体网状结构，不存在单个分子在单个分子存在单个存在单个CO2分子分子主要物理性质主要物理性质硬度大，熔、沸点高，常硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水温下为固体，不溶于水熔、沸点低，常温下为气体，熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水微溶于水无无有有难难淡蓝色淡蓝色硅原子硅原子 二氧化硅中没有单个分子，用二氧化硅中没有单个分子，用SiO2来表示二氧化硅来表示二氧化硅的组成的组成, 表示表示Si与与O的原子的原子个数比个数比为为1:2,

6、所以不是分子式所以不是分子式而是而是化学式化学式。SiOSiO4 4 四面体结构四面体结构立体网状结立体网状结构决定了构决定了SiOSiO2 2具有优具有优良的物理和良的物理和化学性质化学性质结构结构知识梳理知识梳理题型构建题型构建物质物质二氧化硅二氧化硅二氧化碳二氧化碳化化学学 性性 质质与水反应与水反应与酸反应与酸反应与碱反应与碱反应与盐反应与盐反应与碱性氧化与碱性氧化物反应物反应用途用途二、碳、硅的氧化物二、碳、硅的氧化物 不反应不反应CO2H2O H2CO3只与氢氟酸反应：只与氢氟酸反应：SiO24HF=SiF42H2O不反应不反应SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(盛碱液的试剂

7、瓶用橡胶塞盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)CO2少量：少量：CO2过量：过量：CO22NaOH=Na2CO3H2OCO2NaOH=NaHCO3如与如与Na2CO3反应：反应：SiO2Na2CO3 Na2SiO3CO2如与如与Na2SiO3反应：反应：Na2SiO3H2OCO2(不足不足)=H2SiO3Na2CO3或或Na2SiO32H2O2CO2(足量足量)=H2SiO32NaHCO3如与如与CaO反应：反应：SiO2CaOCaSiO3如与如与Na2O反应：反应：Na2O CO2=Na2CO3光导纤维、光学仪器、电子部件光导纤维、光学仪器、电子部件制饮料、制碳酸盐制饮料、制碳酸盐思考：思考：知识梳理知

8、识梳理题型构建题型构建1除去下列气体中混有的杂质除去下列气体中混有的杂质(括号内为杂质括号内为杂质)可采取的方法：可采取的方法：(1)CO(CO2)：_。(2)CO2(CO) ：_。(3)CO2(O2) ：_。(4)CO2(SO2)：_。(5)CO2(HCl)：_。(6)CO2(H2S)：_。通过通过CuSO4溶液溶液通过盛有浓通过盛有浓NaOH溶液的洗气瓶溶液的洗气瓶通过盛放灼热通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管的硬质玻璃管通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管通过饱和通过饱和NaHCO3溶液或酸性溶液或酸性KMnO4溶液溶液通过饱和通过饱和NaHCO3溶液溶液知识梳理知识梳理

9、题型构建题型构建2如何用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质如何用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂括号内为杂 质质)。将所选答案的编号填入下表内相应的空格内。将所选答案的编号填入下表内相应的空格内(如果不需要外加试剂，则如果不需要外加试剂，则对应答案栏可空着对应答案栏可空着)。可供选择的试剂：可供选择的试剂：A.盐酸盐酸 B氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液 C氧气氧气 D水水E二氧化碳二氧化碳可选用的操作：水洗；加热；高温灼烧；过滤；结晶。可选用的操作：水洗；加热；高温灼烧；过滤；结晶。粉末状混合物粉末状混合物选择的试剂选择的试剂选用的操作选用的操作(1) CaCO3(

10、SiO2)(2) NaCl(SiO2)(3) SiO2(Fe2O3)(4) SiO2(CaCO3)(5) SiO2(H2SiO3)(6) SiO2(NH4Cl) BDAA3用四种溶液进行实验，下表中用四种溶液进行实验，下表中“操作及现象操作及现象”与与“溶液溶液”对应关系错误对应关系错误 的是的是 ()选项选项操作及现象操作及现象溶液溶液A通入通入CO2，溶液变浑浊，再升温至，溶液变浑浊，再升温至65 以上，溶液以上，溶液变澄清变澄清C6H5ONa溶液溶液B通入通入CO2，溶液变浑浊，继续通，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊至过量，浑浊消失消失Na2SiO3溶液溶液C通入通入CO2，溶液变

11、浑浊，再加入品红溶液，红色，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去褪去Ca(ClO)2溶液溶液D通入通入CO2，溶液变浑浊，继续通，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消至过量，浑浊消失，再加入足量失，再加入足量NaOH溶液，又变浑浊溶液，又变浑浊Ca(OH)2溶液溶液 B4下列实验过程中，始终无明显现象的是下列实验过程中，始终无明显现象的是()ANH3通入通入FeSO4溶液中溶液中BCO2通入通入CaCl2溶液中溶液中CAlCl3溶液中滴入溶液中滴入NaHCO3溶液溶液D向饱和碳酸钠溶液中通入过量的向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2B知识梳理知识梳理题型构建题型构建熟记可用熟记可用CO2制取的

12、弱酸制取的弱酸知识梳理知识梳理题型构建题型构建知识梳理知识梳理题型构建题型构建三、硅酸及硅酸盐三、硅酸及硅酸盐1、硅酸、硅酸硅酸硅酸 溶于水，其酸性比碳酸溶于水，其酸性比碳酸 ，硅酸，硅酸 （填（填“能能”或或”不能不能”）使）使紫色石蕊试液变红色。紫色石蕊试液变红色。(1)硅酸不稳定，受热易分解：硅酸不稳定，受热易分解： 。 (2)硅酸能与碱溶液反应，硅酸能与碱溶液反应，如与如与NaOH溶液反应的化学方程式为溶液反应的化学方程式为 。(4)硅酸在水中易聚合形成胶体，硅酸浓度较大时形成硅酸凝胶。硅酸凝胶经硅酸在水中易聚合形成胶体，硅酸浓度较大时形成硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干

13、凝胶，称为硅胶。干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，称为硅胶。硅胶吸附水分能力强，常用作硅胶吸附水分能力强，常用作 （变色硅胶变色硅胶,是将硅酸凝胶用是将硅酸凝胶用CoCl2溶液浸泡，然后经干燥活化后制得的。吸水溶液浸泡，然后经干燥活化后制得的。吸水前为淡蓝色前为淡蓝色,吸水后为粉红色吸水后为粉红色)不能不能不不弱弱H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O干燥剂干燥剂（3）硅酸的制备）硅酸的制备用可溶性的硅酸盐与酸性比硅酸强的酸反应制硅酸用可溶性的硅酸盐与酸性比硅酸强的酸反应制硅酸Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3（胶体）（胶体）Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3（胶体）（

14、胶体）Na2CO3知识梳理知识梳理题型构建题型构建(3)硅酸钠硅酸钠(Na2SiO3)它能与酸性较硅酸强的酸反应，化学方程式分别为它能与酸性较硅酸强的酸反应，化学方程式分别为与盐酸反应：与盐酸反应： 。与与CO2水溶液反应：水溶液反应： 。白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称 ，有黏性，水溶，有黏性，水溶液显碱性。液显碱性。用途：肥皂填料、黏合剂用途：肥皂填料、黏合剂(矿物胶矿物胶)、耐火阻燃材料。、耐火阻燃材料。水玻璃水玻璃Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO32、硅酸盐、硅酸盐 的总称，

15、是构成地壳岩石的主要成分。的总称，是构成地壳岩石的主要成分。(2)表示方法：硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式表示它们的组成，表示方法：硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式表示它们的组成，如硅酸钠如硅酸钠(Na2SiO3)写成写成 ，钾云母，钾云母(KH2Al3Si3O12)写成写成 。由硅、氧和金属组成的化合物由硅、氧和金属组成的化合物Na2OSiO2K2O3Al2O36SiO22H2O(1)概念：概念： 知识梳理知识梳理题型构建题型构建3、无机非金属材料、无机非金属材料(1)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。常见硅

16、酸盐材料常见硅酸盐材料水泥水泥玻璃玻璃陶瓷陶瓷生产原料生产原料石灰石、黏土、石石灰石、黏土、石膏膏纯碱、石灰石、石英纯碱、石灰石、石英黏土黏土主要设备主要设备水泥回转窑水泥回转窑玻璃熔窑玻璃熔窑陶瓷窑陶瓷窑(2)新型无机非金属材料，如新型无机非金属材料，如 、 、 、 等。等。高温结构陶瓷高温结构陶瓷光导纤维光导纤维生物陶瓷生物陶瓷压电陶瓷压电陶瓷新型新型无机非金属材料的优点：无机非金属材料的优点：1、能承受高温，强度高、能承受高温，强度高2 2、具有电学特性、具有电学特性3 3、具有光学特性、具有光学特性4 4、具有生物功能、具有生物功能玻璃刀玻璃刀玻璃刀轮片玻璃刀轮片红宝石为轴的雷达表红宝

17、石为轴的雷达表人造金刚石锯片人造金刚石锯片新型无机非金属材料之一：新型无机非金属材料之一：高温结构陶瓷、压电陶瓷高温结构陶瓷、压电陶瓷新型陶瓷新型陶瓷透明陶瓷、超导陶瓷等透明陶瓷、超导陶瓷等知识梳理知识梳理题型构建题型构建(1)不要混淆二氧化硅和硅的用途不要混淆二氧化硅和硅的用途用于制作光导纤维的是用于制作光导纤维的是SiO2，用于制作半导体材料、计算机芯，用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅。片的是晶体硅。(2)水晶、石英、玛瑙的主要成分是水晶、石英、玛瑙的主要成分是SiO2；珍珠的主要成分是；珍珠的主要成分是CaCO3； 钻石是金刚石；宝石的主要成分是钻石是金刚石；宝石的主要成分是Al

18、2O3。知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建题组二碳、硅及其化合物的综合推断题组二碳、硅及其化合物的综合推断SiO2 CaSiO3 Na2SiO3 Si H2SiO31 2 题组一12题组二34知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建题组二碳、硅及其化合物的综合推断题组二碳、硅及其化合物的综合推断题组一12题组二34知识梳理知识梳理题型构建题型构建(1)解答无机推断题的思维模型解答无机推断题的思维模型(2)解答硅及其化合物的推断题，高温反应条件、特征反应、单质与碱反解答硅及其化合物的推断题，高温反应条件、特征反

19、应、单质与碱反应、盐溶液与过量盐酸反应产生白色沉淀等往往是推断题的应、盐溶液与过量盐酸反应产生白色沉淀等往往是推断题的“突破口突破口”。知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分探究高考探究高考明确考向明确考向123【考题训练考题训练】知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分探究高考探究高考明确考向明确考向解析解析SiO2不能导电。不能导电。解析解析合成纤维不是无机非金属材料而是有机物。合成纤维不是无机非金属材料而是有机物。解析解析应用橡胶塞。应用橡胶塞。123(2012广东理综，广东理综，12B) (2012新课标全国卷，新课标全国卷，8B) (2012新课标全国卷，新课标全国

20、卷，8D) (2011浙江理综，浙江理综，8A) (2012海南，海南，4B) 知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分探究高考探究高考明确考向明确考向(6)SiO2与酸、碱均不反应与酸、碱均不反应 ( )(2012天津理综，天津理综，2B) (7)向一定浓度的向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量溶液中通入适量CO2气体，出现白色沉淀，则气体，出现白色沉淀，则 H2SiO3的酸性比的酸性比H2CO3的酸性强的酸性强 ( )(2012江苏，江苏，13C) (8)水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂 ( )(2010江苏，江苏，4B)解析解析SiO2与氢氟酸、与

21、氢氟酸、NaOH均反应。均反应。解析解析酸性酸性H2CO3H2SiO3。123(2012天津理综，天津理综，2B) (2012江苏，江苏，13C) (2010江苏，江苏，4B)知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分探究高考探究高考明确考向明确考向123知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分探究高考探究高考明确考向明确考向123答案答案 D 知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分探究高考探究高考明确考向明确考向123知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分探究高考探究高考明确考向明确考向SiCl4沸点较低，用冷却液可得到液态沸点较低，用冷却液可得到液态SiC

22、l4平衡气压平衡气压浓浓H2SO4Al、B、P123知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分探究高考探究高考明确考向明确考向123知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分本讲内容结束本讲内容结束请完成练出高分请完成练出高分知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分123456789101112131415知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分D解析解析自然界中不存在自然界中不存在单质硅。单质硅。123456789101112131415知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分B123456789101112

23、131415知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分D 123456789101112131415知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分A123456789101112131415知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分C123456789101112131415知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分C解析解析二氧化硅不溶于二氧化硅不溶于水，硅酸是利用可溶性水，硅酸是利用可溶性硅酸盐与酸反应制得的。硅酸盐与酸反应制得的。123456789101112131415知识梳理知识梳理探究高考探究高考练

24、出高分练出高分练出高分练出高分A 123456789101112131415知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分C123456789101112131415知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分D123456789101112131415知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分D123456789101112131415知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分审题分析审题分析本题应抓住框图中的本题应抓住框图中的转化关系，以题设条转化关系，以题设条件件C过量盐酸过量盐酸E(白色沉淀白色沉淀)为为

25、突破口进行推断，并突破口进行推断，并结合已有知识进行设结合已有知识进行设定与推测。定与推测。SiO2光导纤维光导纤维123456789101112131415知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分123456789101112131415知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分不是不是 SiO2塑料塑料CaCO3123456789101112131415知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分CuSO4溶液或酸性溶液或酸性KMnO4溶液溶液abcHCl气体或酸性气体气体或酸性气体123456789101112131415

26、知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分CaCO3无水无水CaCl2偏低偏低bd石蜡石蜡两次称量的结果相差不超过两次称量的结果相差不超过(或小于或小于)0.001 g123456789101112131415知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分123456789101112131415知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分123456789101112131415知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分H2SiO3(或或H4SiO4)和和HCl爆炸爆炸412345678910111213141

27、5知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分b 123456789101112131415知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分反应，可利用自身放出的热量维持反应进行反应，可利用自身放出的热量维持反应进行排尽装置内的空气，避免空气中的成分对实验的影响排尽装置内的空气，避免空气中的成分对实验的影响让氢气让氢气该反应为放热该反应为放热123456789101112131415知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分123456789101112131415知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分【递进题组递进题组】题组

28、一题组二知识梳理知识梳理题型构建题型构建123知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建1下列关于硅的说法中，不正确的是下列关于硅的说法中，不正确的是()A硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料B硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是 良好的半导体材料良好的半导体材料C硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物 质反应质反应D加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等 非金属反应非金属反应C解析解析硅在常温下能与硅在常温下能与F2

29、、氢氟酸等发生反应。、氢氟酸等发生反应。题组一新材料、新技术下题组一新材料、新技术下C、Si的考查的考查题组一题组二123知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建B题组一新材料、新技术下题组一新材料、新技术下C、Si的考查的考查题组一题组二123知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建题组二工业制取高纯硅题组二工业制取高纯硅分馏分馏(或蒸馏或蒸馏) 题组一题组二123知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建题组二工业制取高纯硅题组二工业制取高纯硅浓硫酸浓硫酸 使滴入烧瓶中的使

30、滴入烧瓶中的SiHCl3气化气化在反应温度下，普通玻璃会软化在反应温度下，普通玻璃会软化有固体物质生成有固体物质生成题组一题组二123知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建题组二工业制取高纯硅题组二工业制取高纯硅排尽装置中的空气排尽装置中的空气 bd题组一题组二123知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建题组二工业制取高纯硅题组二工业制取高纯硅题组一题组二123(3)因因SiHCl3与水强烈反应，故与水强烈反应，故A中产生的中产生的H2必须干燥，故必须干燥，故B中的液体一定为中的液体一定为浓浓H2SO4，且，且C中烧瓶需加热，其目的是使中烧瓶需加热，其目的是使SiHCl3气化，加快与气化，加快与H2的反应。的反应。根据题给信息石英管中产生的物质应为硅，故根据题给信息石英管中产生的物质应为硅，故D中现象应有固体产生，由题给中现象应有固体产生，由题给信息，制纯硅的反应条件为信息，制纯硅的反应条件为1 0001 100 ，此温度下普通玻璃容易软化。，此温度下普通玻璃容易软化。因高温下因高温下H2与与O2容易反应而