碳、硅及无机非金属材料

1、 碳、硅碳、硅及无机非金属材料及无机非金属材料绚丽光纤绚丽光纤地球与地图地球与地图栏目索引栏目索引请请点点击击相相关关栏栏目目考点一考点一 应用广泛的应用广泛的 非金属单质非金属单质碳、硅碳、硅 考点二考点二 碳、硅的氧化物碳、硅的氧化物 考点三考点三 硅酸、硅酸盐硅酸、硅酸盐 及无机非金属材料及无机非金属材料 课堂小结课堂小结 真题巧妙发掘真题巧妙发掘结束放映结束放映返回导航页返回导航页考点一应用广泛的非金属单质考点一应用广泛的非金属单质碳、硅碳、硅 2 2碳、硅单质的物理性质和用途碳、硅单质的物理性质和用途( (用短线连接用短线连接) )【知识梳理知识梳理】1 1碳、硅元素在自然界中的存在

2、形态碳、硅元素在自然界中的存在形态(1)(1)碳：碳：既有游离态又有化合态既有游离态又有化合态。(2)(2)硅：只有硅：只有化合态化合态。硅在地壳中的含量占第。硅在地壳中的含量占第二二位。位。结束放映结束放映返回导航页返回导航页结束放映结束放映返回导航页返回导航页 【问题探究问题探究】结束放映结束放映返回导航页返回导航页2.2.硅可用作半导体材料，是否可用于解释元素周期性变化硅可用作半导体材料，是否可用于解释元素周期性变化的规律？的规律？3.3.用化学方程式表示工业上获取纯硅的过程。用化学方程式表示工业上获取纯硅的过程。 可以，硅位于金属和非金属的分界线附近，性质上由金属可以，硅位于金属和非金

3、属的分界线附近，性质上由金属性逐渐过渡到非金属性，即有金属的性质又有非金属的性质。性逐渐过渡到非金属性，即有金属的性质又有非金属的性质。结束放映结束放映返回导航页返回导航页题组一硅单质的性质及应用题组一硅单质的性质及应用1 1在浓硝酸在浓硝酸 水水 浓硫酸浓硫酸 氢氟酸氢氟酸氢氧化钠溶液中，能与单质硅起化学反应的是氢氧化钠溶液中，能与单质硅起化学反应的是 ( () )A A B B C C D D解析：解析：SiSi与水、浓与水、浓H H2 2SOSO4 4、浓、浓HNOHNO3 3均不发生反应，均不发生反应，但但SiSi能与氢氟酸、能与氢氟酸、NaOHNaOH溶液反应放出溶液反应放出H H2

4、 2。C C 结束放映结束放映返回导航页返回导航页2 2硅被誉为无机非金属材料的主角。有科学家提硅被誉为无机非金属材料的主角。有科学家提出硅是出硅是“2121世纪的能源世纪的能源”、“未来的石油未来的石油”。下列。下列有关说法中正确的是有关说法中正确的是( () )A A硅的含量居第二位，在地球上有丰富的单质硅硅的含量居第二位，在地球上有丰富的单质硅资源，如石英、水晶、玛瑙的主要成分都是单质硅资源，如石英、水晶、玛瑙的主要成分都是单质硅B B硅相对于氢气便于运输、贮存，从安全角度考硅相对于氢气便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是有开发价值的燃料虑，硅是有开发价值的燃料C C存放存放NaOHNa

5、OH溶液的试剂瓶应用细口玻璃瓶并配磨溶液的试剂瓶应用细口玻璃瓶并配磨口玻璃塞口玻璃塞D D硅是一种良好的半导体材料，所以是制造光导硅是一种良好的半导体材料，所以是制造光导纤维的基本原料纤维的基本原料解析：解析： 硅在自然界中全部以化合物的形式存在，石英、水硅在自然界中全部以化合物的形式存在，石英、水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅，晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅，A A不正确；不正确；C C不正确，应不正确，应该用橡皮塞；该用橡皮塞；D D不正确，制造光导纤维的是二氧化硅。不正确，制造光导纤维的是二氧化硅。B B结束放映结束放映返回导航页返回导航页结束放映结束放映返回导航页返回导航页题组二硅的工

6、业制法题组二硅的工业制法B B 结束放映结束放映返回导航页返回导航页(1)(1)写出由纯写出由纯SiHClSiHCl3 3制备高纯硅的化学方程式为制备高纯硅的化学方程式为 _。(2)(2)整个制备过程必须严格控制无水无氧。整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHClSiHCl3 3遇水剧烈反应生成遇水剧烈反应生成H H2 2SiOSiO3 3、HClHCl和另一种物质，写出和另一种物质，写出反应的化学方程式反应的化学方程式_；H H2 2还原还原SiHClSiHCl3 3过程中若混入过程中若混入O O2 2，可能引起的后果是，可能引起的后果是_。SiHClSiHCl3 3H H2 2 SiSi

7、3HCl 3HCl 高高温温SiHClSiHCl3 33H3H2 2O=HO=H2 2SiOSiO3 33HCl3HClH H2 2 氧气与氢气混合，可能引起爆炸；氧气可能会氧化氧气与氢气混合，可能引起爆炸；氧气可能会氧化SiHClSiHCl3 3 结束放映结束放映返回导航页返回导航页结束放映结束放映返回导航页返回导航页考点二考点二 碳、硅的氧化物碳、硅的氧化物【知识梳理知识梳理】结束放映结束放映返回导航页返回导航页结束放映结束放映返回导航页返回导航页结束放映结束放映返回导航页返回导航页(3)(3)主要用途主要用途COCO2 2：化工原料、灭火剂。干冰用作制冷剂，人工降雨。：化工原料、灭火剂。

8、干冰用作制冷剂，人工降雨。SiOSiO2 2：制光学仪器、石英玻璃。水晶可制作饰品，常用来制：制光学仪器、石英玻璃。水晶可制作饰品，常用来制造通讯材料造通讯材料光导纤维光导纤维 结束放映结束放映返回导航页返回导航页B BD DC CE EA A结束放映结束放映返回导航页返回导航页3 3有人认为有人认为SiOSiO2 2既能与酸反应又能与碱反应，所以既能与酸反应又能与碱反应，所以认为它是一种两性氧化物，你同意这种看法吗？认为它是一种两性氧化物，你同意这种看法吗？ 【提示提示】 该看法是错误的。该看法是错误的。SiOSiO2 2和碱溶液反应体和碱溶液反应体现了现了SiOSiO2 2为酸性氧化物的性

9、质，但为酸性氧化物的性质，但SiOSiO2 2与氢氟酸反应与氢氟酸反应时并没有生成盐，另外其他酸难与时并没有生成盐，另外其他酸难与SiOSiO2 2反应，故反应，故SiOSiO2 2不具备两性氧化物的性质，不属于两性氧化物。不具备两性氧化物的性质，不属于两性氧化物。结束放映结束放映返回导航页返回导航页题组一对比掌握题组一对比掌握COCO2 2、SiOSiO2 2的结构、性质和用途的结构、性质和用途1 1下列关于下列关于SiOSiO2 2和和COCO2 2的叙述中不正确的是的叙述中不正确的是( () )A A都是共价化合物都是共价化合物B BSiOSiO2 2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨

10、可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨C C都能溶于水且与水反应生成相应的酸都能溶于水且与水反应生成相应的酸D D都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应解析：解析：SiOSiO2 2不溶于水且与水不反应，不溶于水且与水不反应，C C项错误。项错误。C C结束放映结束放映返回导航页返回导航页解析：选项解析：选项A A、D D的反应在高温下均生成了气体，的反应在高温下均生成了气体，使平衡正移，致使反应能顺利进行，但不能说明使平衡正移，致使反应能顺利进行，但不能说明C C、SiSi的还原性强弱，也不能说明的还原性强弱，也不能说明H H2 2SiOSiO3 3与与H H2

11、2COCO3 3酸性的酸性的强弱，故错误；强弱，故错误； 【解析解析】NaOHNaOH能与玻璃成分中的能与玻璃成分中的SiOSiO2 2反应生成反应生成NaNa2 2SiOSiO3 3而使瓶塞粘在一起。而使瓶塞粘在一起。 由由SiOSiO2 2制取制取H H2 2SiOSiO3 3的过程为：的过程为： C C 结束放映结束放映返回导航页返回导航页C CD DB BE EA A结束放映结束放映返回导航页返回导航页结束放映结束放映返回导航页返回导航页题组二题组二COCO2 2与盐或碱溶液反应的规律与盐或碱溶液反应的规律4 4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

12、”与与“溶液溶液”对应关系错误的是对应关系错误的是( () )操作及现象操作及现象溶液溶液A A通入通入COCO2 2，溶液变浑浊，溶液变浑浊饱和饱和NaNa2 2COCO3 3溶液溶液B B通入通入COCO2 2，溶液变浑浊，继续，溶液变浑浊，继续通通COCO2 2至过量，浑浊消失至过量，浑浊消失NaNa2 2SiOSiO3 3溶液溶液C C通入通入COCO2 2，溶液变浑浊，再加，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去入品红溶液，红色褪去Ca(ClO)Ca(ClO)2 2溶液溶液D D通入通入COCO2 2，溶液变浑浊，继续，溶液变浑浊，继续通通COCO2 2至过量，浑浊消失，再至过量，浑浊

13、消失，再加入足量加入足量NaOHNaOH溶液，又变浑浊溶液，又变浑浊澄清石灰水澄清石灰水B B 结束放映结束放映返回导航页返回导航页A A1111 B B12 C12 C21 D21 D1313B B结束放映结束放映返回导航页返回导航页结束放映结束放映返回导航页返回导航页考点三硅酸、硅酸盐及无机非金属材料考点三硅酸、硅酸盐及无机非金属材料【知识梳理知识梳理】结束放映结束放映返回导航页返回导航页2 2硅酸盐硅酸盐(1)(1)由由硅、氧和金属元素硅、氧和金属元素组成化合物的总称，是构组成化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。成地壳岩石的主要成分。(2)(2)硅酸钠硅酸钠NaNa2 2SiOSiO

14、3 3COCO2 2H H2 2O=O=NaNa2 2COCO3 3H H2 2SiOSiO3 3硅酸钠水溶液俗称硅酸钠水溶液俗称水玻璃水玻璃，是无色黏稠液体，常，是无色黏稠液体，常用于制备用于制备黏合剂黏合剂、防腐剂、耐火材料。、防腐剂、耐火材料。(3)(3)硅酸盐组成的表示硅酸盐组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成：如硅酸钠酸盐的组成：如硅酸钠(Na(Na2 2SiOSiO3 3) )可表示为可表示为NaNa2 2OSiOOSiO2 2钾长石钾长石(KAlSi(KAlSi3 3O O8 8) )可表示为可表示为K K2 2

15、OAlOAl2 2O O3 36SiO6SiO2 2。结束放映结束放映返回导航页返回导航页3 3无机非金属材料无机非金属材料(1)(1)传统无机非金属材料传统无机非金属材料(2)(2)新型无机非金属材料新型无机非金属材料如高温结构陶瓷、如高温结构陶瓷、生物陶瓷生物陶瓷、压电陶瓷压电陶瓷、光导纤维、光导纤维等。等。结束放映结束放映返回导航页返回导航页结束放映结束放映返回导航页返回导航页2.(1)2.(1)探究由探究由SiOSiO2 2制取制取H H2 2SiOSiO3 3的最佳方案的最佳方案( (用流程图用流程图表示表示) )。(2)(2)实验室里熔融实验室里熔融NaOHNaOH固体时，能否选用

16、瓷坩埚？固体时，能否选用瓷坩埚？为什么？为什么？(3)(3)想一下为什么可将陶瓷、玻璃、水泥归纳在一想一下为什么可将陶瓷、玻璃、水泥归纳在一起，然后从所给的起，然后从所给的4 4个词中选出个词中选出1 1个与它们同类的物个与它们同类的物质质_。( (填代码填代码) )光导纤维有机陶瓷人造纤维砖瓦光导纤维有机陶瓷人造纤维砖瓦 不能，因为陶瓷中含有不能，因为陶瓷中含有SiOSiO2 2，会与，会与NaOHNaOH反应生成溶于反应生成溶于水的水的NaNa2 2SiOSiO3 3。 结束放映结束放映返回导航页返回导航页题组一硅酸、硅酸盐题组一硅酸、硅酸盐D D 结束放映结束放映返回导航页返回导航页解析

17、：解析：COCO2 2与水玻璃反应生成与水玻璃反应生成NaNa2 2COCO3 3和和H H2 2SiOSiO3 3，在高温，在高温条件下条件下H H2 2SiOSiO3 3变为变为SiOSiO2 2，NaNa2 2COCO3 3与与SiOSiO2 2又反应生成又反应生成NaNa2 2SiOSiO3 3和和COCO2 2，所以最后得到的固体物质是，所以最后得到的固体物质是NaNa2 2SiOSiO3 3，故故A A项正确。项正确。A A 结束放映结束放映返回导航页返回导航页结束放映结束放映返回导航页返回导航页题组二无机非金属材料题组二无机非金属材料3. 3. 下列关于硅单质及其化合物的说法正确

18、的下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是是 ( () )硅是非金属元素，但硅单质能导电水泥、硅是非金属元素，但硅单质能导电水泥、玻璃、沙子都是硅酸盐制品高纯度的硅单质玻璃、沙子都是硅酸盐制品高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维广泛用于制作光导纤维 陶瓷是人类应用很早陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料的硅酸盐材料A A B B C C D DC C 结束放映结束放映返回导航页返回导航页4 4氮化硅氮化硅(Si(Si3 3N N4 4) )是一种高温陶瓷材料，它的硬是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮气在高纯硅与纯

19、氮气在1 300 1 300 时反应获得。时反应获得。(1)(1)根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是_(_(填序号填序号) )。A A制汽轮机叶片制汽轮机叶片 B B制有色玻璃制有色玻璃C C制永久性模具制永久性模具 D D制陶瓷发动机制陶瓷发动机(2)(2)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学不与其他无机酸反应。该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式方程式_。(3)(3)现用现用SiClSiCl4 4和和N N2 2( (在在H H2 2气氛下气氛下) )，加强热发生反，加强热发生反应，

20、可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为应，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为_。ACD ACD Si Si3 3N N4 412HF=3SiF12HF=3SiF4 44NH4NH3 3( (或或SiSi3 3N N4 416HF=3SiF16HF=3SiF4 44NH4NH4 4F) F) 3SiCl3SiCl4 42N2N2 26H6H2 2 SiSi3 3N N4 412HCl12HCl 高温高温结束放映结束放映返回导航页返回导航页结束放映结束放映返回导航页返回导航页【高考还可以这样考高考还可以这样考】 (1)(1)工业上用焦炭与石英砂在高温下反应制取粗硅，工业上用焦炭与石英砂在高

21、温下反应制取粗硅，其反应的化学方程式为：其反应的化学方程式为：_。上述反应中的氧化剂是上述反应中的氧化剂是_，还原剂是，还原剂是_。(2)(2)用焦炭和石英砂制取粗硅为什么要隔绝空气进用焦炭和石英砂制取粗硅为什么要隔绝空气进行？行？_。SiOSiO2 22C Si2C Si2CO2CO 高温高温SiOSiO2 2 C C焦炭能与空气中的氧气发生反应焦炭能与空气中的氧气发生反应结束放映结束放映返回导航页返回导航页(3)(3)粗硅与粗硅与ClCl2 2加热到加热到460 460 时发生反应，写出该反时发生反应，写出该反应的化学方程式应的化学方程式_。(4)(4)在在1 100 1 100 时，时，SiClSiCl4