2015高考化学专题三第二单元（含硅矿物与信息材料）一轮复习教案

1、2015金版新学案高中化学总复习讲义：专题三第二单元含硅矿物与信息材料考点一碳、硅单质的性质及用途1碳、硅元素在自然界中的存在形态(1)碳：既有游离态又有化合态。(2)硅：只有化合态。硅在地壳中的含量占第二位。2碳、硅单质的物理性质和用途(用短线连接)答案：(1)(2)(3)(4)(5)3化学性质硅(1)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？(2)用化学方程式表示工业上获取纯硅的过程。提示：(1)可以，硅位于金属和非金属的分界线附近，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。(2)SiO22CSi2COSi2Cl2SiCl4SiCl42H2Si(纯)4

2、HCl1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B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C硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应D加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应答案：C2硅被誉为无机非金属材料的主角。有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”。下列有关说法中正确的是()A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B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C存放NaOH溶液的试剂瓶应用细口玻璃瓶并配磨口玻璃塞D硅是一种良好的半导体材料，所以是制造光导纤维的基

3、本原料解析： 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，A不正确；C不正确，应该用橡皮塞；D不正确，制造光导纤维的是二氧化硅，答案选B。答案：B3.石墨烯的结构示意图如右图所示，下列关于石墨烯的叙述正确的是()A石墨烯可导电，说明它是电解质B石墨烯、金刚石、C60、“碳纳米泡沫”四种物质都是碳的单质C由于C(石墨，s)=C(金刚石，s)H1.9 kJ·mol1知金刚石比石墨烯稳定D尽量使用含6C的产品，减少使用含6C的产品，此举符合“促进低碳经济”的宗旨解析：“石墨烯可由石墨剥离而成”故石墨烯是可以导电的非金属单质，它既不是电解质，也不是非电解质，A

4、项错；石墨烯、金刚石、C60、“碳纳米泡沫”都是由碳元素形成的不同的单质，它们互为同素异形体，B项正确；C项中由于石墨转化为金刚石的H>0，是吸热过程，即石墨的能量较金刚石低，因而石墨烯稳定，C项错；6C和6C都是碳元素，故D项错。答案：B42013年6月，欧洲对我国光伏产品实行高额征税措施，严重影响世界清洁能源的发展。多晶硅、导电玻璃(玻璃上镀金属)是太阳能光伏产业的重要物质。制备多晶硅必须先得到高纯度硅。三氯甲硅烷(SiHCl3，可燃)还原法是当前制高纯硅的主要方法，其生产流程如图所示：(1)下列判断正确的是_(填序号)。A高纯度石英砂能用作制造CPU的半导体材料B石英砂在高温下与焦

5、炭反应生成粗硅和二氧化碳C利用石英砂可制备光伏产业所需的玻璃D硅性质稳定，不能溶解在任何酸或碱溶液中(2)整个制备过程中必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇H2O剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出该反应的化学方程式：_。H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是_。(3)该工艺流程可循环利用的物质是_。解析：(1)选项A，石英砂的主要成分是SiO2，SiO2能制造光导纤维等，但它不是半导体，不能用于制造CPU。选项B，由于SiO2与C在高温下反应时，C是过量的，所以其产物为CO。选项C，SiO2在高温下与CaCO3、Na2CO3反应可制得玻璃。选项D，Si性质稳定，

6、但它能溶解在氢氟酸和NaOH溶液中。(2)SiHCl3中H为1价，H2O中的H为1价，二者发生氧化还原反应生成H2：SiHCl33H2O=H2SiO33HClH2。 因SiHCl3、H2在O2中都能燃烧，所以混有O2时易引起爆炸。(3)粗硅与HCl反应的化学方程式为Si(粗) 3HCl(g)=SiHCl3(l)H2(g)；SiHCl3制备高纯硅的反应为SiHCl3H2Si(纯)3HCl，可知反应产生的H2是反应的反应物，反应产生的HCl是反应的反应物，所以H2、HCl是可循环利用的物质。答案：(1)C(2)SiHCl33H2O=H2SiO33HClH2O2与SiHCl3、H2混合可能引起爆炸(

7、3)H2和HCl本题以光伏产业为背景，考查硅及其化合物相关知识，其难点就是分析生产工艺中可以循环使用的物质：通常是参与了某一反应，同时又在另一反应中生成的物质。考点二碳、硅的氧化物1CO的性质(1)物理性质：无色无味的气体，难溶于水，能使人中毒的原因是：与人体中血红蛋白相结合，因缺氧而中毒。(2)化学性质可燃性：2COO22CO2还原性：CO还原Fe2O3的反应为Fe2O33CO2Fe3CO2。2CO2与SiO2的比较(1)物理性质熔沸点：CO2的熔沸点比SiO2的熔沸点低。溶解性：CO2：可溶于水；SiO2：不溶于水。(2)二氧化碳与二氧化硅化学性质比较物质二氧化碳二氧化硅化学性质与水反应C

8、O2H2OH2CO3不反应与酸反应不反应氢氟酸用于刻蚀玻璃，反应为SiO24HF=SiF42H2O与碱反应(如NaOH)CO22NaOH=Na2CO3H2O或CO2NaOH=NaHCO3SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(盛碱液的试剂瓶不能用玻璃塞)化学性质与碱性氧化物反应与Na2O反应：CO2Na2O=Na2CO3与CaO反应：SiO2CaOCaSiO3与碳反应CCO22CO2CSiO2Si2CO(3)主要用途CO2：化工原料、灭火剂。干冰用作制冷剂，人工降雨。SiO2：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光导纤维。(1)除去下列气体中混有的杂质(括号内为杂质)可采

9、取的方法：CO(CO2)：_。CO2(CO)：_。CO2(O2)：_。CO2(SO2)：_。CO2(HCl)：_。(2)有人认为SiO2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？ 提示：(1)通过盛有浓NaOH溶液的洗气瓶通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管通过饱和NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液通过饱和NaHCO3溶液(2)该看法是错误的。SiO2和碱溶液反应体现了SiO2为酸性氧化物的性质，但SiO2与氢氟酸反应时并没有生成盐，另外其他酸难与SiO2反应，故SiO2不具备两性氧化物的性质，不属于两性氧化物。1下列关于碳和硅的氧化物说法

10、正确的是_。碳和硅的氧化物都是酸性氧化物二氧化硅分子由1个硅原子和2个氧原子构成二氧化硅不与水及任何酸反应CO2、CH4等气体都是温室气体CO常作还原剂，PbO2常作氧化剂碳在高温下与SiO2反应，作还原剂，但碳的非金属性比硅强ABCD答案：D2下列说法正确的是()二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应，但不能与任何酸反应根据反应SiO2CaCO3CaSiO3CO2可推知硅酸酸性比碳酸强二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸二氧化硅常被用来制造光导纤维ABCD解析：SiO2能与氢氟酸反应，高温条件下反应并不能说明硅酸的酸性比碳酸的酸性强。答案：C3在下图所示的物质相互转化关系中，A是一种固体单质，

11、E是一种白色不溶于水的物质，a溶液焰色为黄色。据此填空：据此填写：(1)B的化学式是_，目前在现代通讯方面B已被用作_的主要原料。(2)B和a溶液反应的离子方程式是_。(3)A和a溶液反应的离子方程式是_。(4)C和过量盐酸反应的离子方程式是_。解析：由CE(白色)DB及问题(1)可推知C应为Na2SiO3，E为H2SiO3，D为H2O，B为SiO2。进一步可推知A为Si，a溶液为NaOH溶液，F为H2。答案：(1)SiO2光导纤维(或光纤)(2)SiO22OH=SiOH2O(3)Si2OHH2O=SiO2H2(4)SiO2H=H2SiO34下列实验过程中，始终无明显现象的是()ANH3通入F

12、eSO4溶液中BCO2通入CaCl2溶液中CAlCl3溶液中滴入NaHCO3溶液D向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2答案：B5用四种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是()选项溶液操作与现象ANaAlO2溶液通入CO2，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，溶液仍保持浑浊BCa(ClO)2溶液通入CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去CNa2SiO3溶液通入CO2，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊消失DCa(OH)2溶液通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失，再加入足量NaOH溶液，又变浑浊答案：C(1)可用CO2制取的弱酸碳酸酸性比硅酸、次氯酸、

13、苯酚、偏铝酸等强，将CO2气体通入Na2SiO3、NaClO、ONa、NaAlO2盐溶液中，均能发生反应而生成相应的弱酸和碳酸(氢)盐，这是“强酸制弱酸”原理的应用。(2)注意事项用CO2制取弱酸时，若通入过量CO2均生成HCO。CO2通入CaCl2或BaCl2溶液不会产生白色沉淀，因为碳酸的酸性弱于盐酸。6标准状况下，将3.36 L CO2气体通入200 mL 1.00 mol·L1 NaOH溶液中，充分反应后溶液中c(CO)与c(HCO)的比值为(不考虑CO、HCO的水解)()A11 B12C21 D13解析：n(CO2)0.15 mol，n(NaOH)0.2 L×1.

14、00 mol·L10.2 mol由于1<<2，故二者完全反应生成含Na2CO3和NaHCO3的混合溶液设n(Na2CO3)x，n(NaHCO3)y则有解得x0.05 mol，y0.1 mol答案：BCO2与NaOH溶液反应产物的判断(1)将CO2通入一定量NaOH溶液中至过量的反应原理：转化示意图：NaOHNa2CO3NaHCO3有关化学方程式：.2NaOHCO2=Na2CO3H2O.Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3(2)反应后溶质成分的判断考点三硅酸和硅酸盐1硅酸(1)物理性质：不溶于水。(2)化学性质H2SiO3(3)用途：硅胶可用作干燥剂、催化剂的载体等。2

15、硅酸盐(1)由硅、氧和金属元素组成化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。(2)硅酸钠Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3硅酸钠水溶液俗称水玻璃，是无色黏稠液体，常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。(3)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酸盐的组成：如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，钾长石(KAlSi3O8)可表示为K2O·Al2O3·3SiO2(或K2O·Al2O3·6SiO2)。3无机非金属材料(1)传统无机非金属材料水泥玻璃陶瓷生产原料黏土、石灰石纯碱、石灰石、石英黏土主要设备水

16、泥回转窑玻璃熔炉陶瓷窑生产条件高温(2)新型无机非金属材料如高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷、光导纤维等。(1)探究由SiO2制取H2SiO3的最佳方案(用流程图表示)。(2)实验室里熔融NaOH固体时，能否选用瓷坩埚？为什么？(3)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4个词中选出1个与它们同类的物质_。(填代码)光导纤维有机陶瓷人造纤维砖瓦提示：(1)SiO2Na2SiO3溶液H2SiO3。(2)不能，因为陶瓷中含有SiO2，会与NaOH反应生成溶于水的Na2SiO3。(3)1开发新材料是现代科技发展的方向之一。下列有关材料的说法正确的是()硅是构成一些岩石和矿物的基本元

17、素水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料C60属于原子晶体，用于制造纳米材料纤维素乙酸酯属于天然高分子材料ABCD解析：水晶的主要成分是SiO2，而非硅酸盐，错。光导纤维的主要成分是SiO2，而非单质Si，错。C60属于分子晶体，错。纤维素乙酸酯不是天然高分子材料，错。答案：C2青石棉(cricidolite)是世界卫生组织确认的一种致癌物质，是鹿特丹公约中受限制的46种化学品之一。青石棉的化学式为：Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸处理时，还原产物只有NO。下列说法中正确的是()A青石棉

18、是一种易燃品且易溶于水B青石棉的化学组成用氧化物的形式可表示为：Na2O·FeO·2Fe2O3·8SiO2·H2OC1 mol Na2Fe5Si8O22(OH)2与足量的硝酸作用，至少需消耗6 L 3 mol·L1 HNO3溶液 D1 mol Na2Fe5Si8O22(OH)2与足量氢氟酸作用，至少需消耗5.5 L 2 mol·l1 HF溶液解析：根据青石棉的组成可知，该物质属于硅酸盐，不是一种易燃品且难溶于水，A不正确；根据氧原子守恒可知应该是Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O

19、，B不正确；根据组成可知和硝酸作用生成2 mol硝酸钠、5 mol硝酸铁和1 mol NO，因此需要硝酸的物质的量是18 mol，选项C正确；和氢氟酸反应生成SiF4、NaF，物质的量分别是8 mol和2 mol，所以需要HF的物质的量是34 mol，D不正确，答案选C。答案：C(1)硅酸盐的表示方法硅酸盐(2)无机非金属材料分类无机非金属材料3能实现下列物质间直接转化的元素是()单质氧化物酸或碱盐A硅B氮C钠 D铁解析：A项SiO2不能和水反应；B项N2和O2第一步只能生成NO，NO不能和水反应；C项正确；D项Fe2O3不能和水反应。答案：C4已知A是带有金属光泽的灰黑色固体单质。根据如图所

20、示的物质之间的转化关系，回答下列有关问题。(1)写出B、C两物质的名称：B_，C_。(2)写出DB的化学方程式：_。(3)写出BC的离子方程式：_。答案：(1)硅酸钠硅酸(2)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(3)SiOH2OCO2=COH2SiO3硅及其化合物间的转化关系图1(2011·全国理综·11)将足量CO2通入下列各溶液中，所含离子还能大量共存的是()AK、SiO、Cl、NOBH、NH、Al3、SOCNa、S2、OH、SODNa、C6H5O、CH3COO、HCO解析：A项，因碳酸酸性强于硅酸，将足量二氧化碳通入该溶液中可得硅酸沉淀，则SiO不能大量共存，错

21、误；B项，将足量二氧化碳通入该溶液中，四种离子均不发生反应，可以大量共存，正确；C项，将足量二氧化碳通入该溶液中，OH不能大量共存，C项错误；D项，碳酸酸性强于苯酚，将足量二氧化碳通入该溶液中，C6H5O不能大量共存，D项错误。答案：B2(2013·江苏化学)甲、乙、丙、丁四种物质中，甲、乙、丙均含有相同的某种元素，它们之间具有如下转化关系：甲乙丙。下列有关物质的推断不正确的是()A若甲为焦炭，则丁可能是O2B若甲为SO2，则丁可能是氨水C若甲为Fe，则丁可能是盐酸D若甲为NaOH溶液，则丁可能是CO2解析：A项正确，所发生的反应为：2CO2(不足)2CO,2COO22CO2，CCO

22、22CO。B项正确，所发生的反应为：SO2(过量)NH3·H2O=NH4HSO3，NH4HSO3NH3·H2O=(NH4)2SO3H2O，(NH4)2SO3H2OSO2=2NH4HSO3。C项中，若甲为Fe，丁为盐酸，则乙为FeCl2，FeCl2与盐酸不反应，故C错误。D项正确，所发生的反应为：2NaOHCO2=Na2CO3H2O，Na2CO3H2OCO2=2NaHCO3，NaOHNaHCO3=Na2CO3H2O。答案：C3判断正误(正确的打“”，错误的打“×”)(1)高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅(2013·广东理综，11C)()(2)SiO2有导电

23、性，所以SiO2可用于制备光导纤维(2012·广东理综，12B)()(3)单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料(2012·新课标全国卷，8B)()(4)合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料(2012·新课标全国卷，8D)()(5)变色硅胶干燥剂含有CoCl2，干燥剂呈蓝色时，表示不具有吸水干燥功能(2011·浙江理综，8A)()(6)硅酸钠溶液应保存在带玻璃塞的试剂瓶中(2012·海南，4B)()(7)SiO2与酸、碱均不反应(2012·天津理综，2B)()(8)向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体，出现白色沉淀，则

24、H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强(2012·江苏，13C)()答案：(1)(2)×(3)(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×4(2013·上海化学·25)硅与铝同周期。SiO2是硅酸盐玻璃(Na2CaSi6O14)的主要成分，Na2CaSi6O14也可写成Na2O·CaO·6SiO2。盛放NaOH溶液的试剂瓶若用玻璃瓶塞容易形成粘性的硅酸盐而无法打开，发生反应的化学方程式为_。长石是铝硅酸盐，不同类长石其氧原子的物质的量分数相同。由钠长石化学式NaAlSi3O8可推知钙长石的化学式为_。解析：由钠长石的化学式NaAlSi3O8可