高考化学一轮总复习 无机非金属材料的主角——硅1课件 新人教版-新人教版高三全册化学课件

1、第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角硅一、碳、硅单质的主要性质及应用一、碳、硅单质的主要性质及应用1.1.存在存在(1)(1)碳碳: :既有既有_态又有态又有_态。化合态的碳以态。化合态的碳以_和和_的形式存在。的形式存在。(2)(2)硅硅: :只有只有_态。硅在地壳中的含量占第二位态。硅在地壳中的含量占第二位, ,以以_和和_的形式存在。的形式存在。游离游离化合化合氧化物氧化物碳酸盐碳酸盐化合化合二氧化硅二氧化硅硅酸盐硅酸盐【微点拨微点拨】碳和硅的单质均有同素异形体。碳和硅的单质均有同素异形体。碳单质碳单质: :金刚石、石墨、金刚石、石墨、C C6060等。等。硅单质硅单质: :

2、晶体硅、无定形硅等。晶体硅、无定形硅等。2.2.结构结构金刚石金刚石: :空间网状结构。空间网状结构。石墨石墨: :层状结构。层状结构。晶体硅晶体硅: :与金刚石类似的空间网状结构。与金刚石类似的空间网状结构。3.3.物理性质和用途物理性质和用途( (连线连线) )4.4.碳、硅单质的化学性质碳、硅单质的化学性质写出的化学方程式写出的化学方程式: :_;_;_;_;_;_;_;_;_。高温高温=高温高温=SiOSiO2 2+2C Si+2CO+2C Si+2COC+HC+H2 2O(g) CO+HO(g) CO+H2 2Si+OSi+O2 2 SiO SiO2 2Si+2FSi+2F2 2=S

3、iF=SiF4 4Si+2NaOH+HSi+2NaOH+H2 2O=NaO=Na2 2SiOSiO3 3+2H+2H2 25.5.硅的工业制法硅的工业制法二、二氧化碳和二氧化硅的比较二、二氧化碳和二氧化硅的比较1.1.物理性质物理性质(1)(1)硬度硬度:SiO:SiO2 2为固体为固体, ,硬度大。硬度大。(2)(2)结构结构:CO:CO2 2由由_组成组成;SiO;SiO2 2是是_结构结构, ,不存在单个分子。不存在单个分子。(3)(3)熔、沸点熔、沸点:SiO:SiO2 2的熔、沸点的熔、沸点_;CO_;CO2 2的熔、沸点的熔、沸点_。(4)(4)溶解性溶解性:CO:CO2 2_溶于

4、水溶于水,SiO,SiO2 2_溶于水。溶于水。分子分子空间网状空间网状高高低低可可不不2.2.化学性质化学性质物质物质SiOSiO2 2COCO2 2与水与水反应反应不反应不反应_与酸与酸(HF)(HF)反应反应_不反应不反应COCO2 2+H+H2 2O HO H2 2COCO3 3SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2O O物质物质SiOSiO2 2COCO2 2与碱与碱反应反应SiOSiO2 2+2NaOH=+2NaOH= _ _盛碱液的试剂瓶盛碱液的试剂瓶用橡皮塞用橡皮塞COCO2 2+2NaOH(+2NaOH(足量足量) )=_=_或或COCO2

5、 2+NaOH+NaOH( (少量少量)=_)=_与盐与盐反应反应SiOSiO2 2+Na+Na2 2COCO3 3 _、SiOSiO2 2+CaCO+CaCO3 3 _Ca(ClO)Ca(ClO)2 2+CO+CO2 2+H+H2 2O=O=_、COCO2 2+Na+Na2 2COCO3 3+H+H2 2O=O=_高温高温=高温高温=NaNa2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O ONaNa2 2COCO3 3+H+H2 2O ONaHCONaHCO3 3NaNa2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2CaSiOCaSiO3 3+CO+CO2 2CaCOCaCO3 3+2HClO+2HC

6、lO2NaHCO2NaHCO3 3物质物质SiOSiO2 2COCO2 2与碱性与碱性氧化物氧化物反应反应SiOSiO2 2+CaO CaSiO+CaO CaSiO3 3 COCO2 2+Na+Na2 2O=O=NaNa2 2COCO3 3与碳与碳反应反应_ _ _高温高温=高温高温=高温高温=SiOSiO2 2+2C Si+2CO+2C Si+2COCOCO2 2+C 2CO+C 2CO【微点拨微点拨】(1)(1)酸性氧化物一般和水反应生成相应的酸酸性氧化物一般和水反应生成相应的酸, ,但但SiOSiO2 2不不与水反应与水反应, ,不能用不能用SiOSiO2 2与水反应制备硅酸。与水反应制

7、备硅酸。(2)SiO(2)SiO2 2不能与盐酸、硝酸、硫酸等酸反应不能与盐酸、硝酸、硫酸等酸反应, ,但能与氢但能与氢氟酸反应。氟酸反应。3.3.用途用途物质物质SiOSiO2 2COCO2 2用途用途制光学仪器、石英制光学仪器、石英玻璃、常用来制造玻璃、常用来制造通讯材料通讯材料_化工原料、灭火化工原料、灭火剂。干冰用作剂。干冰用作_,_,人工降雨人工降雨光导纤维光导纤维制冷剂制冷剂三、硅酸和硅酸盐三、硅酸和硅酸盐1.1.硅酸硅酸2.2.硅酸钠硅酸钠(1)(1)白色、可溶于水的粉末状固体白色、可溶于水的粉末状固体, ,其水溶液俗称水其水溶液俗称水玻璃玻璃, ,有黏性有黏性, ,水溶液显碱性

8、。水溶液显碱性。(2)(2)与盐酸反应与盐酸反应:_:_。与与COCO2 2水溶液反应水溶液反应:_:_。(3)(3)用途用途: :黏合剂黏合剂( (矿物胶矿物胶),),耐火阻燃材料。耐火阻燃材料。NaNa2 2SiOSiO3 3+2HCl=2NaCl+H+2HCl=2NaCl+H2 2SiOSiO3 3NaNa2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O=HO=H2 2SiOSiO3 3+Na+Na2 2COCO3 3【微点拨微点拨】(1)(1)向硅酸钠溶液中通入向硅酸钠溶液中通入COCO2 2气体气体, ,可生成胶状的硅酸可生成胶状的硅酸凝胶凝胶, ,干燥脱水即可得到硅胶。同

9、时这一事实也说明干燥脱水即可得到硅胶。同时这一事实也说明H H2 2COCO3 3的酸性强于的酸性强于H H2 2SiOSiO3 3。(2)NaOH(2)NaOH溶液可以用玻璃瓶盛放溶液可以用玻璃瓶盛放, ,但不能用磨口玻璃塞但不能用磨口玻璃塞而要使用橡胶塞。而要使用橡胶塞。3.3.无机非金属材料无机非金属材料(1)(1)硅酸盐组成的表示方法硅酸盐组成的表示方法硅酸盐组成的表示方法硅酸盐组成的表示方法: :通常用二氧化硅和金属氧化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物的组合形式表示硅酸盐的组成, ,如硅酸钠如硅酸钠(Na(Na2 2SiOSiO3 3) )可表示为可表示为_,_

10、,长石长石(KAlSi(KAlSi3 3O O8 8) )可表示为可表示为_。NaNa2 2OSiOOSiO2 2K K2 2OAlOAl2 2O O3 36SiO6SiO2 2(2)(2)传统无机非金属材料传统无机非金属材料, ,如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。盐材料。常见硅酸盐材料比较。常见硅酸盐材料比较。水泥水泥玻璃玻璃陶瓷陶瓷生产原料生产原料 石灰石、黏土石灰石、黏土纯碱、石灰石、纯碱、石灰石、石英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窑玻璃窑陶瓷窑陶瓷窑玻璃生产中的两个重要反应玻璃生产中的两个重要反应:Na:Na2 2COCO3 3+SiO+Si

11、O2 2 _。(3)(3)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、光导纤维、如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。生物陶瓷、压电陶瓷等。高温高温=高温高温=NaNa2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2;CaCO;CaCO3 3+SiO+SiO2 2 CaSiO CaSiO3 3+CO+CO2 2【微点拨微点拨】(1)(1)玻璃是一种混合物玻璃是一种混合物, ,无固定的熔沸点。无固定的熔沸点。(2)(2)玻璃中含有二氧化硅玻璃中含有二氧化硅, ,因此氢氟酸可用于雕刻玻璃因此氢氟酸可用于雕刻玻璃, ,盛放氢氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。盛放氢氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。

12、1.(RJ1.(RJ必修必修1P811P81改编改编) )下列关于碳、硅的叙述正确的下列关于碳、硅的叙述正确的是是( () )A.A.在自然界中都以化合态的形式存在在自然界中都以化合态的形式存在B.B.碳、硅的单质都有同素异形体碳、硅的单质都有同素异形体C.C.二氧化碳、二氧化硅都由分子构成二氧化碳、二氧化硅都由分子构成D.D.二氧化碳、二氧化硅都不能与酸反应二氧化碳、二氧化硅都不能与酸反应【解析解析】选选B B。碳在自然界有游离态。碳在自然界有游离态,A,A项错误项错误; ;碳有金碳有金刚石、石墨等单质刚石、石墨等单质, ,硅有晶体硅、无定形硅等单质硅有晶体硅、无定形硅等单质,B,B项正确项

13、正确;SiO;SiO2 2不是由分子构成的不是由分子构成的,C,C项错误项错误;SiO;SiO2 2能与氢能与氢氟酸反应氟酸反应,D,D项错误。项错误。2.(RJ2.(RJ必修必修1P761P76改编改编) )下列关于下列关于SiOSiO2 2和和COCO2 2的叙述中不的叙述中不正确的是正确的是( () )A.A.都是共价化合物都是共价化合物B.SiOB.SiO2 2可用于制光导纤维可用于制光导纤维, ,干冰可用于人工降雨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.都是酸性氧化物都是酸性氧化物, ,都能与强碱溶液反应都能与强碱溶液反应【解

14、析解析】选选C C。SiOSiO2 2和和COCO2 2中都只含有共价键中都只含有共价键, ,均为共价均为共价化合物化合物,A,A项正确项正确; ;干冰升华吸热干冰升华吸热, ,可用于人工降雨可用于人工降雨,B,B项项正确正确;SiO;SiO2 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;SiO;SiO2 2与强与强碱溶液反应生成硅酸盐碱溶液反应生成硅酸盐,CO,CO2 2与强碱溶液反应生成碳酸与强碱溶液反应生成碳酸盐或碳酸氢盐盐或碳酸氢盐,D,D项正确。项正确。3.(RJ3.(RJ必修必修1P761P76改编改编) )下列叙述正确的是下列叙述正确的是( () )A.A.红

15、宝石、珍珠、水晶、钻石等装饰的主要成分都是红宝石、珍珠、水晶、钻石等装饰的主要成分都是硅酸盐硅酸盐B.B.硅酸钠的水溶液俗名为水玻璃硅酸钠的水溶液俗名为水玻璃, ,可用于制备硅胶和可用于制备硅胶和木材防火剂木材防火剂C.C.制造玻璃是复杂的物理过程制造玻璃是复杂的物理过程, ,玻璃的组成不同玻璃的组成不同, ,性能性能不同不同D.D.可用磨口玻璃瓶保存可用磨口玻璃瓶保存NaOHNaOH溶液溶液【解析解析】选选B B。红宝石的主要成分为。红宝石的主要成分为AlAl2 2O O3 3, ,珍珠的主要珍珠的主要成分为成分为CaCOCaCO3 3, ,水晶的主要成分为水晶的主要成分为SiOSiO2 2

16、, ,钻石为碳单质钻石为碳单质,A,A选项错误选项错误; ;制造玻璃包含复杂的物理变化和化学变制造玻璃包含复杂的物理变化和化学变化化,C,C选项错误选项错误; ;玻璃的成分中含有二氧化硅玻璃的成分中含有二氧化硅, ,可与氢氧可与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠化钠溶液反应生成硅酸钠, ,会使磨口玻璃塞与瓶口黏会使磨口玻璃塞与瓶口黏合在一起合在一起,D,D选项错误。选项错误。4.(RJ4.(RJ必修必修1P771P77改编改编) )下列物品或设备所用材料不是下列物品或设备所用材料不是硅酸盐的是硅酸盐的是( () )A.A.陶瓷餐具陶瓷餐具B.B.水泥路桥水泥路桥C.C.门窗玻璃门窗玻璃D.D.玛瑙手镯

17、玛瑙手镯【解析解析】选选D D。玛瑙手镯所用材料的主要成分为。玛瑙手镯所用材料的主要成分为SiOSiO2 2。5.(RJ5.(RJ必修必修1P781P78改编改编) )世界著名的科技史专家、英国世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说剑桥大学的李约瑟博士考证说:“:“至少在距今至少在距今3 0003 000年年以前以前, ,中国就已经使用玻璃了。中国就已经使用玻璃了。”下列关于普通玻璃下列关于普通玻璃的叙述中的叙述中, ,正确的是正确的是( () )A.A.玻璃是人类最早使用的硅酸盐材料玻璃是人类最早使用的硅酸盐材料B.B.玻璃在加热熔化时有固定的熔点玻璃在加热熔化时有固定的熔点C.C.制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英D.