高三化学复习课件安徽用时无机非金属材料的主角硅教学教材

1、1高三化学复习课件安徽用时无机非金属材料的主角硅CO2SiO2与盐反与盐反应应Na2SiO3+CO2+H2O Na2CO3+H2SiO3Ca（ClO）2 +CO2 +H2O CaCO3+2HClO SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2与碳反与碳反应应C+CO2 2CO2C+SiO2 Si +2CO高温高温高温高温高温高温高温高温续表续表CO2SiO2与与H2O作用作用CO2+H2O H2CO3不与水化合不与水化合与酸反应与酸反应不反应不反应只与只与HF反应反应SiO2+4HF SiF4 +2H2O续表续表 下列说法正确的是（下列说法正确的是（

2、 ）A.SiO2溶于水显酸性溶于水显酸性B.由由Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3可知碳酸的酸性比硅酸强可知碳酸的酸性比硅酸强C.由由Na2CO3+SiO2 Na2SiO+CO2可知硅酸的酸性比碳酸的酸性强可知硅酸的酸性比碳酸的酸性强D.SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸是酸性氧化物，它不溶于任何酸高温高温B SiO2不溶于水，也不与不溶于水，也不与H2O反应，所以水溶液不显酸性。反应，所以水溶液不显酸性。H2CO3的酸性强的酸性强于于H2SiO3，所以，所以B项的反应可以发生。项的反应可以发生。Na2CO3与与SiO2的反应之所以能发生的反应之所以能发生是因为反应是

3、在高温无水条件下进行的；反应后生成的是因为反应是在高温无水条件下进行的；反应后生成的CO2脱离反应脱离反应体系。体系。SiO2虽为酸性氧化物，但是它可与虽为酸性氧化物，但是它可与HF反应。反应。下列说法正确的是下列说法正确的是( )A硅的氧化物及硅酸盐是构成地壳的主要物质，硅是地壳中含量最多的硅的氧化物及硅酸盐是构成地壳的主要物质，硅是地壳中含量最多的非金属元素非金属元素B硅和碳都是不活泼非金属，在自然界中大多以游离态形式存在硅和碳都是不活泼非金属，在自然界中大多以游离态形式存在C硅是一种亲氧元素，因此硅在自然界中都以氧化物形式存在硅是一种亲氧元素，因此硅在自然界中都以氧化物形式存在D硅是构成

4、岩石及矿物的基本元素硅是构成岩石及矿物的基本元素 D1.传统无机非金属材料传统无机非金属材料（1）玻璃玻璃原料：生产普通玻璃的主要原料是纯碱（原料：生产普通玻璃的主要原料是纯碱（Na2CO3），石灰石），石灰石（CaCO3）和石英（）和石英（SiO2）。）。主要设备：玻璃熔炉。主要设备：玻璃熔炉。无机非金属材料无机非金属材料反应原理：将粉碎混匀的原料加强热使之熔化，发生复杂的物理化学变化，冷却反应原理：将粉碎混匀的原料加强热使之熔化，发生复杂的物理化学变化，冷却即成玻璃。其中主要化学反应是即成玻璃。其中主要化学反应是CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2Na2CO3+SiO2Na2SiO3

5、+CO高温高温高温高温主要成分：制造玻璃的原料中，石英是过量的，所以，普通玻璃是主要成分：制造玻璃的原料中，石英是过量的，所以，普通玻璃是CaSiO3、Na2SiO3和和SiO2熔化在一起得到的物质，其物质的量之熔化在一起得到的物质，其物质的量之比为比为1 1 4，因此玻璃可表示为：，因此玻璃可表示为：Na2OCaO6SiO2。主要性质：硬而脆，受热时在一定温度范围内逐渐软化，没有一定的主要性质：硬而脆，受热时在一定温度范围内逐渐软化，没有一定的熔点，故称作玻璃态物质，耐酸腐蚀（熔点，故称作玻璃态物质，耐酸腐蚀（HF除外）。除外）。（2）水泥水泥普通水泥的主要成分为硅酸三钙（普通水泥的主要成分

6、为硅酸三钙（3CaOSiO2），硅酸二钙（），硅酸二钙（2CaOSiO2）和铝酸三钙（和铝酸三钙（3CaOAl2O3）等。）等。水泥的特点是水泥具有水硬性，与水掺和搅拌并静置后，很容易凝固变硬。水泥的特点是水泥具有水硬性，与水掺和搅拌并静置后，很容易凝固变硬。混凝土是指水泥、沙子和碎石的混合物，混凝土常用钢筋作结构，这就是通混凝土是指水泥、沙子和碎石的混合物，混凝土常用钢筋作结构，这就是通常所说的钢筋混凝土。常所说的钢筋混凝土。类别类别示例示例特性特性用途用途高温结高温结构陶瓷构陶瓷氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷硬度极高，耐磨损，耐高温，抗腐蚀，硬度极高，耐磨损，耐高温，抗腐蚀，抗氧化能力强，电绝缘性好

7、抗氧化能力强，电绝缘性好汽轮机叶片、轴承、发动机汽轮机叶片、轴承、发动机部件、永久性模具部件、永久性模具碳化硅陶瓷碳化硅陶瓷硬度仅次于金刚石，耐高温，且在室温硬度仅次于金刚石，耐高温，且在室温下能导电下能导电电热元件电热元件2.新型无机非金属材料新型无机非金属材料类别类别示例示例特性特性用途用途生物陶瓷生物陶瓷氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷氧化锆陶瓷氧化锆陶瓷强度高，耐磨，无毒，不溶于水，强度高，耐磨，无毒，不溶于水，对人体组织有较好的适应性，可直对人体组织有较好的适应性，可直接植于人体接植于人体人造牙齿、人造骨骼人造牙齿、人造骨骼压电陶瓷压电陶瓷钛酸钡陶瓷钛酸钡陶瓷钛酸铅钛酸铅陶瓷可将极其微弱的机械振

8、动转换陶瓷可将极其微弱的机械振动转换成电信号成电信号声纳系统、气象检测、遥控环境声纳系统、气象检测、遥控环境保保 护、家用电器、压电地震仪护、家用电器、压电地震仪续表续表 物质物质A是一种高熔点化合物，不溶于硫酸、硝酸，却溶于氢氟酸；是一种高熔点化合物，不溶于硫酸、硝酸，却溶于氢氟酸；C是一种气体；是一种气体；D是白色胶状沉淀；是白色胶状沉淀；A、B、C、D之间的转化如图，试推断：之间的转化如图，试推断：A_；B._； C._；D._。SiO2Na2SiO3CO2H2SiO3 由由A的性质可知的性质可知A为为SiO2；结合转化关系知；结合转化关系知B为硅酸钠，为硅酸钠，C为为CO2，D为硅酸。

9、为硅酸。 硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：（1）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷（）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷（SiHCl3）还原法）还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：石英砂石英砂高温高温 焦炭焦炭573573K K以上以上HCl 精馏精馏1357 K1357 K H2 粗硅粗硅SiHCl3（粗）（粗）SiHCl3（纯）（纯）高纯硅高纯硅 写 出 由 纯 写 出 由 纯 S i H C l3制 备 高 纯 硅 的 化 学 反 应 方 程

10、式 ：制 备 高 纯 硅 的 化 学 反 应 方 程 式 ：.。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。SiHCl3遇水剧烈反应遇水剧烈反应生 成生 成 H2SiO3、 HCl和 另 一 种 物 质 ， 写 出 配 平 的 化 学 反 应 方 程和 另 一 种 物 质 ， 写 出 配 平 的 化 学 反 应 方 程式：式： . ；H2还原还原SiHCl3过程中若混有过程中若混有O2，可能，可能引起的后果是引起的后果是 。SiHCl3+H2Si+3HCl SiHCl3+3H2O H2SiO3+H2+3HCl高温下，高温下，H2遇遇O2发生爆炸发生爆炸1357K （2）

11、下列有关硅材料的说法正确的）下列有关硅材料的说法正确的 是是 （填字母）。（填字母）。A.碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥B.氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料光导纤维光导纤维D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制备的，其熔点很高普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制备的，其熔点很高E.盐酸可以与硅反应，盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅BC（3）硅酸钠水溶液俗称水玻璃。

12、取少量硅酸钠溶液于试管中，逐）硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象并给予解释生成滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象并给予解释生成_ 白色胶状沉淀，有刺白色胶状沉淀，有刺激性气味的气体生成；激性气味的气体生成；Si 与与N 发发生双水解反应，生双水解反应，Si +2N +2H2O2NH3H2O+H2SiO323O+4H23O+4H(2009安徽安徽)石墨烯是由碳原子构成的单石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料层片状结构的新材料(结构示意图如结构示意图如右右)，可由石墨剥离而成，具有极好的，可由石墨剥离而成，具有极好的应用前景。下

13、列说法正确的是应用前景。下列说法正确的是( )A石墨烯与石墨互为同位素石墨烯与石墨互为同位素B0.12 g石墨烯中含有石墨烯中含有6.021022个碳原子个碳原子C石墨烯是一种有机物石墨烯是一种有机物D石墨烯中的碳原子间以共价键结合石墨烯中的碳原子间以共价键结合D一、选择题一、选择题(每小题每小题7分，共分，共49分分)1.下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是( )硅是构成一些岩石和矿物的基本元素硅是构成一些岩石和矿物的基本元素水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品水泥、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高纯度的硅单质广泛用于制作

14、光导纤维陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料A B C DC 光导纤维的成分是光导纤维的成分是SiO2，错；水晶的成分是，错；水晶的成分是SiO2，而不属于硅酸盐，错。，而不属于硅酸盐，错。故故C项正确。项正确。 2.在制玻璃、制水泥两种工业生产中，都需要原料在制玻璃、制水泥两种工业生产中，都需要原料( )A纯碱纯碱 B石灰石石灰石C石英石英 D黏土黏土B3.下面关于下面关于SiO2晶体网状结构的叙述正确的是晶体网状结构的叙述正确的是( )A最小的环上，有最小的环上，有3个个Si原子和原子和3个个O原子原子B最小的环上，最小的环上，Si和和O原子数之比为原子数之比为1

15、2C最小的环上，有最小的环上，有6个个Si原子和原子和6个个O原子原子D存在四面体结构单元，存在四面体结构单元，O处于中心，处于中心，Si处于处于4个顶角个顶角C4.下列说法正确的是下列说法正确的是( )A硅材料广泛应用于光纤通讯硅材料广泛应用于光纤通讯B工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品C水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品D粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应A5.近来查明，二氧化三碳近来查明，二氧化三碳(C3O2)是金星大气层的一个组成部分，下列关于二氧化三是金星大气层的一个组成部分，下列关于二

16、氧化三碳的说法错误的是碳的说法错误的是( )A二氧化三碳的电子式为二氧化三碳的电子式为 BC3O2、CO、CO2都是碳的氧化物都是碳的氧化物CC3O2和和CO一样可以燃烧生成一样可以燃烧生成CO2DC3O2和和CO2都是碳酸的酸酐都是碳酸的酸酐D 6.考古学家可以通过测定古生物化石中考古学家可以通过测定古生物化石中14C的含量确定古生物生活的年代。下列关于的含量确定古生物生活的年代。下列关于14C的说法正确的是的说法正确的是( )A与与12C化学性质不同化学性质不同B与与C60互为同素异形体互为同素异形体C与与12C互为同位素互为同位素D与与14N含有的中子数相同含有的中子数相同C 7.用用N

17、A表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是( )36 g D2O含有的电子数为含有的电子数为20NA；0.1 mol Na2O2与水完全反应时转移电子数为与水完全反应时转移电子数为0.2 NA；0.1 mol C10H22分子中共价键总数为分子中共价键总数为3.1 NA；在标准状况下，在标准状况下，22.4 L CH2Cl2的物质的量为的物质的量为1 mol；6.2 g氧化钠和氧化钠和7.8 g过氧化钠中各含有离子数约为过氧化钠中各含有离子数约为0.36.021023；28 g硅晶体硅晶体(结构如图结构如图)中含有中含有NA个个SiSi键键A BC DB二、非选

18、择题二、非选择题(有有4小题，共小题，共51分分)8.(2009全国全国)已知周期表中，元素已知周期表中，元素Q、R、W、Y与元素与元素X相邻。相邻。Y的最高化合价的最高化合价氧化物的水化物是强酸。回答下列问题：氧化物的水化物是强酸。回答下列问题：(1)W与与Q可以形成一种高温结构陶瓷材料。可以形成一种高温结构陶瓷材料。W的氯化物分子呈正四面体结构，的氯化物分子呈正四面体结构，W的的氧化物的晶体类型是氧化物的晶体类型是_；(2)Q的具有相同化合价且可以相互转变的氧化物是的具有相同化合价且可以相互转变的氧化物是_；(3)R和和Y形成的二元化合物中，形成的二元化合物中，R呈现最高化合价的化合物的化

19、学式是呈现最高化合价的化合物的化学式是_；原子晶体原子晶体NO2和和N2O4As2S5(4)这这5个元素的氢化物分子中，立体结构类型相同的氢化物的沸点从高到低排列个元素的氢化物分子中，立体结构类型相同的氢化物的沸点从高到低排列次 序 是次 序 是 ( 填 化 学 式填 化 学 式 ) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ， 其 原 因 是 ， 其 原 因 是_；电子总数相同的氢化物的化学；电子总数相同的氢化物的化学式和立体结构分别是式和立体结构分别是_。NH3、AsH3、PH3NH3分子间存在氢键，所以沸点最高，相对分子间存在氢键，所以沸点最高，相对分子质量分子质量AsH3大于

20、大于PH3，分子间作用力，分子间作用力AsH3大于大于PH3，故，故AsH3沸点高于沸点高于PH3SiH4正四面体，正四面体，PH3三角锥，三角锥，H2S角形角形(V形形) (5)W和和Q所形成的结构陶瓷材料的一种合成方法如下：所形成的结构陶瓷材料的一种合成方法如下：W的氯化物与的氯化物与Q的氢化物加的氢化物加热反应，生成化合物热反应，生成化合物W(QH2)4和和HCl气体；气体；W(QH2)4在高温下分解生成在高温下分解生成Q的氢化的氢化物和该陶瓷材料。上述相关反应的化学方程式物和该陶瓷材料。上述相关反应的化学方程式(各物质用化学式表示各物质用化学式表示)是是SiCl44NH3 Si(NH2

21、)44HCl高温高温3Si(NH2)4 Si3N48NH3 本题可结合问题作答。本题可结合问题作答。W的氯化物为正四面体形，则应为的氯化物为正四面体形，则应为SiCl4或或CCl4，又，又W与与Q形成高温结构陶瓷，故可推断形成高温结构陶瓷，故可推断W为为Si。(1)SiO2为原子晶体。为原子晶体。(2)高温结构陶瓷可联想到高温结构陶瓷可联想到Si3N4，Q为为N，则有，则有NO2与与N2O4之间的相互转化关系。之间的相互转化关系。(3)Y的最高价氧化物的水化物为强酸，且与的最高价氧化物的水化物为强酸，且与Si、N等相邻，则只能是等相邻，则只能是S。R为为As，所以符合题意的化合物应为所以符合题

22、意的化合物应为As2S5。 (4)显然显然X为为P元素。氢化物沸点顺序为元素。氢化物沸点顺序为NH3AsH3PH3，因为前者含有氢，因为前者含有氢键后两者构型相同，分子间作用力不同。键后两者构型相同，分子间作用力不同。SiH4、PH3和和H2S的电子数均为的电子数均为18，结构分别为正四面体、三角锥和，结构分别为正四面体、三角锥和V形。形。(5)由题中所给出的含字母的化学式可以写出具体的物质，然后配平即可。由题中所给出的含字母的化学式可以写出具体的物质，然后配平即可。9.(16分分)某课外小组欲通过实验证明方铅矿分解所得白色粉末中含有氧元素，设计某课外小组欲通过实验证明方铅矿分解所得白色粉末中

23、含有氧元素，设计以下的实验装置：以下的实验装置：在实验或改进实验中，可能发生的化学反应如下：在实验或改进实验中，可能发生的化学反应如下：PbOC PbCO，2PbOC 2PbCO2，Ca(OH)2CO2 CaCO3H2OCu(NH3)2AcCO2NH3Cu(NH3)4AcCOH0。请回答以下问题：请回答以下问题： (1)在装置在装置A中不断鼓入氮气的作用是中不断鼓入氮气的作用是_，能否用空气代替氮气？，能否用空气代替氮气？_，其理由，其理由是是_。将实验装置内的空气排净，并作为动力源将将实验装置内的空气排净，并作为动力源将PbO与与C反应生成的气体，赶入反应生成的气体，赶入B、C两个实两个实验

24、装置处验装置处不能不能 空气中的空气中的O2可与灼可与灼热的炭反应，且空气中还含有热的炭反应，且空气中还含有CO2、H2O等等含氧化合物，均可导致实验失败含氧化合物，均可导致实验失败 (2)在实验过程中，未见在实验过程中，未见B装置中有白色沉淀生成，说明在装置装置中有白色沉淀生成，说明在装置A中发生反应的化中发生反应的化学方程式是学方程式是_，证明氧化铅里含有氧元素的实验，证明氧化铅里含有氧元素的实验事实是事实是_。PbOC PbCO在装置在装置C处可见一氧化碳燃烧产生的淡蓝色火焰处可见一氧化碳燃烧产生的淡蓝色火焰 (3)若使实验更具有说服力，通过增添设备和药品，设计一个更加严密的改进实验若使

25、实验更具有说服力，通过增添设备和药品，设计一个更加严密的改进实验方案是方案是_。 可 在 装 置可 在 装 置 B 后 串 联 一 个 内 盛后 串 联 一 个 内 盛Cu(NH3)2Ac溶液的洗气装置，吸收一氧化溶液的洗气装置，吸收一氧化碳，反应完毕，取出吸收液加热解吸，用排碳，反应完毕，取出吸收液加热解吸，用排水取气法收集放出的气体，通过进一步实验水取气法收集放出的气体，通过进一步实验证明该气体是一氧化碳证明该气体是一氧化碳(4)若没有木炭粉和氮气，改用氢气行吗？若没有木炭粉和氮气，改用氢气行吗？_，实验的装置和药品又，实验的装置和药品又将 做 怎 样 的 调 整 ？将 做 怎 样 的 调

26、 整 ？ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。可用可用 用无水用无水CuSO4吸收生成的水，吸收生成的水，证明氧化铅中含有氧元素。装置证明氧化铅中含有氧元素。装置B应改用内应改用内盛盛CuSO4白色粉末的干燥管白色粉末的干燥管10.(9分分)几种含硅元素的物质之间的相互转化关系如图所示。几种含硅元素的物质之间的相互转化关系如图所示。 试判断：试判断：(1)写出下列几种物质的化学式：写出下列几种物质的化学式：A_B_C_D_ E_(2)写出下列反应的化学方程式：写出下列反应的化学方程式：BA_BE_SiSiO2H2SiO3Na2SiO3CaSiO3SiO22C Si2CO高温高温SiO2CaCO3 CaSiO3CO2高温高温(3)写出下列溶液中反应的离子方程式：写出下列溶液中反应的离子方程式：DCDESiO32CO2 H2SiO3CO32SiO32Ca2 CaSiO311.(12分分)晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅；高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅；粗硅与干燥粗硅与干燥HCl气体反应制得气体反应制得SiHCl3：Si3HCl SiHCl3H2；SiHCl3与过量与过量H2在在