2015年高考化学总复习【课件】4.1无机非金属材料的主角—硅(人教版)教程

1、考纲定标考纲定标1了解碳、硅单质及其化合物的主要性质及应用。了解碳、硅单质及其化合物的主要性质及应用。2了解碳、硅及其化合物对环境质量的影响。了解碳、硅及其化合物对环境质量的影响。热点定位热点定位1金刚石、石墨、晶体硅、金刚石、石墨、晶体硅、SiO2的结构及性质比较。的结构及性质比较。2Si、SiO2的性质及应用。的性质及应用。3Si、SiO2的制备方法及相关实验。的制备方法及相关实验。第四章第一节抓基础析考点提能力一、碳、硅单质一、碳、硅单质1 1单质的存在形态、物理性质和用途单质的存在形态、物理性质和用途游离态和化合态游离态和化合态碳碳硅硅存在存在形态形态物理物理性质性质金刚石：熔点金刚石

2、：熔点 、硬度、硬度 石墨：硬度石墨：硬度 、电的、电的 色固体，有金属光泽、色固体，有金属光泽、熔点熔点 、硬度、硬度 ，有脆性，有脆性用途用途 用作切割刀具，用作切割刀具， 用作电极、铅笔芯用作电极、铅笔芯 材料和合金材料材料和合金材料化合态化合态高高大大小小良导体良导体灰黑灰黑高高大大金刚石金刚石石墨石墨半导体半导体2.2.化学性质化学性质 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。无无有有不不2 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 结构，不存结构，不存在单个分子在单个分子存在单个存在单

3、个CO2分子分子主要物理主要物理性质性质硬度硬度 ，熔、沸点，熔、沸点 ，常温下为常温下为 体，不溶于水体，不溶于水熔、沸点熔、沸点 ，常温，常温下为气体，微溶于水下为气体，微溶于水化化学学性性质质与水与水反应反应不反应不反应与酸与酸反应反应只与氢氟酸反应：只与氢氟酸反应：不反应不反应空间网状立体空间网状立体大大高高固固低低4HF= SiF42H2O CO2H2OH2CO3SiO2SiO22NaOH= Na2SiO3H2O橡胶橡胶CO22NaOH= Na2CO3H2O或或CO2NaOH=NaHCO 4 4除去下列气体中混有的杂质除去下列气体中混有的杂质( (括号括号内为杂质内为杂质) )可采取

4、的方法：可采取的方法： (1)CO(CO2)(1)CO(CO2)：_。 (2)CO2(CO)(2)CO2(CO)：_。 (3)CO2(O2)_(3)CO2(O2)_。 (4)CO2(SO2)_(4)CO2(SO2)_。 (5)CO2(HCl)(5)CO2(HCl)：_。 (6)CO2(H2S)(6)CO2(H2S)：_。Na2SiO32HCl=H2SiO32NaCl碳酸碳酸干燥剂干燥剂Si、O和金属和金属K2OAl2O36SiO23传统无机非金属材料传统无机非金属材料(1)普通玻璃：普通玻璃：主要原料：主要原料： 、 、 。主要成分：主要成分： 、 、 。(2)普通硅酸盐水泥：普通硅酸盐水泥：

5、主要原料：主要原料： 、 。主要设备：主要设备： 。石灰石石灰石纯碱纯碱石英石英CaSiO3Na2SiO3SiO2石灰石石灰石黏土黏土水泥回转窑水泥回转窑特别提醒特别提醒 常见与强碱溶液反应生成常见与强碱溶液反应生成H2的固体单质有的固体单质有Al和和Si，能够置换出能够置换出H2O中氢的非金属单质为碳，这些特征反应中氢的非金属单质为碳，这些特征反应常作为推断题的突破口。常作为推断题的突破口。 例例11 某短周期非金属元素的原子核外某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素 ( () )A A在自然界中只以化合态的形式存在在自然

6、界中只以化合态的形式存在B B单质常用作半导体材料和光导纤维单质常用作半导体材料和光导纤维C C最高价氧化物不与酸反应最高价氧化物不与酸反应D D气态氢化物比甲烷稳定气态氢化物比甲烷稳定解析解析本题考查硅及其化合物，意在考查考生对硅及其化本题考查硅及其化合物，意在考查考生对硅及其化合物知识的理解与应用。该短周期非金属元素为合物知识的理解与应用。该短周期非金属元素为Si，硅在自，硅在自然界中只以化合态形式存在，然界中只以化合态形式存在，A项正确；单质硅可用作半导项正确；单质硅可用作半导体材料，而光导纤维的主要成分是体材料，而光导纤维的主要成分是SiO2，B项错误；项错误；Si的最高的最高价氧化物

7、为价氧化物为SiO2，其可以与氢氟酸反应，其可以与氢氟酸反应，C项错误；由于非金项错误；由于非金属性属性SiC，因此气态氢化物稳定性：，因此气态氢化物稳定性：SiH4CH4，D项错误。项错误。答案答案A1(双选题双选题)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 ()A A. .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B.B.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C.C.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光导纤维D.D.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解

8、析：解析：水晶、光导纤维的主要成分均是水晶、光导纤维的主要成分均是SiO2，并不是硅，并不是硅酸盐或硅单质。酸盐或硅单质。答案：答案：AD2下列说法正确的是下列说法正确的是()ASiO2是酸性氧化物，可与碱反应，但不能与任何酸是酸性氧化物，可与碱反应，但不能与任何酸 反应反应BSiO2溶于水可制得硅酸溶于水可制得硅酸CSiO2常用于制造光导纤维常用于制造光导纤维D硅酸盐比较稀少，发现后要作为文物收藏起来硅酸盐比较稀少，发现后要作为文物收藏起来解析：解析：A项项SiO2可与氢氟酸反应，可与氢氟酸反应，B项项SiO2不溶于水，不溶于水，D项硅酸盐很普遍，没有必要作为文物收藏。项硅酸盐很普遍，没有必

9、要作为文物收藏。答案：答案：C1CO2与碱、盐溶液的反应与碱、盐溶液的反应与与碱碱的的反反应应反应原理反应原理CO22NaOH(足量足量)=Na2CO3H2OCO2NaOH(少量少量)=NaHCO3反应后溶质成分反应后溶质成分的判断，的判断，xn(NaOH)n(CO2)x11NaHCO311x21NaOH、Na2CO3也可用数轴表示：也可用数轴表示： 与盐与盐的反的反应应(遵遵循强循强制弱制弱的原的原理理)CO2Na2CO3H2O=2NaHCO3CO2(少量少量)2NaAlO23H2O=2Al(OH)3Na2CO3CO2(足量足量)NaAlO22H2O=Al(OH)3NaHCO3CO2(少量少

10、量)Ca(ClO)2H2O=CaCO32HclOCO2(少量少量)Na2SiO3H2O=H2SiO3Na2CO3特别提醒特别提醒 CO2与多种溶液反应时要注意反应的先后顺序，如与多种溶液反应时要注意反应的先后顺序，如CO2通入通入NaOH、Na2CO3混合溶液中，先与混合溶液中，先与NaOH反应，再与反应，再与Na2CO3反应，一方面可从反应，一方面可从NaOH碱性强于碱性强于Na2CO3，另一方，另一方面面Na2CO3若先与若先与CO2反应，生成的反应，生成的NaHCO3将会与将会与NaOH反反应生成应生成Na2CO3，说明，说明CO2不可能先与不可能先与Na2CO3反应。反应。例例2将将0

11、.4 g NaOH和和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，混合并配成溶液，向溶液中滴加向溶液中滴加0.1 molL1稀盐酸。下列图像能正确表示加稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系是的物质的量的关系是 ()解析解析经计算可知混合液中含经计算可知混合液中含n(NaOH)0.01 mol，n(Na2CO3)0.01 mol，加入盐酸，依次发生的反应为，加入盐酸，依次发生的反应为NaOHHCl=NaClH2O，Na2CO3HCl=NaHCO3NaCl，NaHCO3HCl=NaClH2OCO2，故，故C项项正确。正确。答案答案C(1)CO2属于酸

12、性氧化物，会与碱反应且能生成两种盐：属于酸性氧化物，会与碱反应且能生成两种盐：酸式盐和正盐，其中酸式盐和正盐，其中CaCO3、BaCO3、MgCO3难溶；难溶；而而Ca(HCO3)2、Ba(HCO3)2、Mg(HCO3)2易溶。易溶。(2)CO2对应的酸为对应的酸为H2CO3，其酸性强于，其酸性强于H2SiO3、HClO等，等，因而能与这些酸所对应的盐发生反应。因而能与这些酸所对应的盐发生反应。3将足量的将足量的CO2不断通入不断通入KOH、 Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀与通入的混合溶液中，生成沉淀与通入CO2的的 量的关系可表示为量的关系可表示为 ()答案：答案：C4.下列物质的反应过程符合图示过程的是下列物质的反应过程符合图示过程的是 ()A向向CaCl2溶液中通入过量溶液中通入过量CO2B向水玻璃溶液中通入过量向