4-1高三化学一轮复习课件——硅及其化合物-(1)

1、第一节无机非金属材料的主角第一节无机非金属材料的主角硅、碳硅、碳第四章非金属元素及其化合物第四章非金属元素及其化合物 第第1课时课时 碳和硅碳和硅第一轮复习第一轮复习考向分析考向分析 本节高考重点考查：本节高考重点考查： (1)了解了解C、Si及其化合物主要性质、应用；及其化合物主要性质、应用； (2)了解无机非金属材料的应用。了解无机非金属材料的应用。题型以选择题、推断题为主，难度为低中档题。题型以选择题、推断题为主，难度为低中档题。预测预测2018年会以新材料、新科技为背景在年会以新材料、新科技为背景在C、Si及其主要化及其主要化合物性质应用方面进行命题。因此平时复习注意关注与合物性质应用

2、方面进行命题。因此平时复习注意关注与C、Si有关的新材料、新科技。有关的新材料、新科技。点点面面导导图图课前体验课前体验1.回答下列问题(1)写出碳族元素的所有元素名称、元素符号， C(碳)Si(硅)Ge(锗)Sn(锡)Pb(铅)二氧化碳与某种金属反应实验室制取二氧化碳工业上制取粗硅氢氟酸腐蚀玻璃石英与苛性钠溶液反应制取普通玻璃的两个主要反应(2)写出下列反应方程式2Mg+CO2 2MgO+C点燃CaCO3+2HCl 2CaCl2+H2O+CO22C+SiO2 2CO+Si高 温SiO2+4HF SiF4+2H2OSiO2+2NaOH Na2SiO3+H2OSiO2+Na2CO3 Na2SiO

3、3+CO2高 温SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2高 温课前体验课前体验(2)写出下列反应方程式硅单质与氢氧化钾溶液反应水玻璃长期放置于空气中变质：工业上制取水煤气Si+2KOH+H2O K2SiO3+2H2Na2SiO3+H2O+CO2 Na2CO3+H2SiO3C+H2O CO+H2高 温1存在形态及常见单质存在形态及常见单质自然界中碳元素既有游离态，又有化合态，自然界中碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素因有亲氧性，而硅元素因有亲氧性，所以仅有所以仅有_态。碳单质主要有金刚石、石墨等同素异形体，硅单质态。碳单质主要有金刚石、石墨等同素异形体，硅单质主要有主要有_和和_两大类。两

4、大类。化合化合晶体晶体无定形无定形2单质的结构、物理性质与用途比较单质的结构、物理性质与用途比较碳碳硅硅结构结构金刚石：金刚石：_结构结构石墨：层状结构石墨：层状结构晶体硅：与金刚石类似的空间晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构网状结构物理物理性质性质金刚石熔点金刚石熔点_、硬度大、硬度大石墨熔点高、质石墨熔点高、质_，有滑腻感，有滑腻感晶体硅为灰黑色固体，有金属晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、硬度大、熔点光泽、硬度大、熔点_用途用途金刚石用作切割刀具，金刚石用作切割刀具，_用作电极、铅笔芯用作电极、铅笔芯晶体硅用作晶体硅用作_材料、硅材料、硅芯片和硅太阳能电池芯片和硅太阳能电池空间网状空间网状

5、高高软软石墨石墨高高半导体半导体一、碳和硅的存在和性质一、碳和硅的存在和性质自然界中硬度最大的物质自然界中硬度最大的物质3.碳的碳的化学性质化学性质(一般表现为一般表现为还原性还原性)写出下列反应的化学方程式写出下列反应的化学方程式以以C为还原剂还原为还原剂还原氧化物均生成氧化物均生成CO( (2) )单质硅的单质硅的主要化学性质主要化学性质(一般表现为一般表现为还原性还原性)思考与交流：思考与交流：硅既可以与硅既可以与HF反应，也可以与强反应，也可以与强碱反应，那么硅具有两性吗？碱反应，那么硅具有两性吗？没有两性，是特性没有两性，是特性Si2NaOHH2O = Na2SiO32H2课前体验课

6、前体验2.下列说法均摘自某些科普杂志，你认为无科学性错误的事A.铅笔芯的原料是重金属铅，儿童在使用时不可以用嘴吮吸铅笔，以免引起铅中毒B.CO有毒，生有煤炉的居室，可放置数盆清水，这样可有效的吸收CO，防止煤气中毒C.汽水浇灌农田有一定的道理，其中二氧化碳的缓释，有利于作物的光合作用D.用加酶洗衣粉洗涤衣服时，热水比温水好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：高温下用高温下用过量过量的碳与二氧化硅反应制得粗硅；的碳与二氧化硅反应制得粗硅；粗硅与粗硅与干燥干燥的的HCl气体反应制得气体反应制得SiHCl3(Si3HCl=SiH

7、Cl3H2)；SiHCl3与过量的与过量的H2在在10001100反应制得纯硅，已知反应制得纯硅，已知SiHCl3能与水能与水剧烈剧烈反应，在反应，在空气中易自燃空气中易自燃。请回答：请回答：(1)第一步，制备粗硅的化学方程式为第一步，制备粗硅的化学方程式为 ，氧化剂是，氧化剂是_。(2)粗硅与粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3(沸点沸点33.0 )中含有少量中含有少量SiCl4(沸点沸点57.6 )和和HCl(沸点沸点84.7 )，提纯，提纯SiHCl3可采用可采用 的方法。的方法。(3)已知已知SiHCl3遇水剧烈反应生成遇水剧烈反应生成H2SiO3、

8、HCl和和H2，其化学方程式为，其化学方程式为_。(4)H2还原还原SiHCl3过程中若混入过程中若混入O2，可能引起的后果是，可能引起的后果是_。2CSiO2 =Si2CO高温高温SiO2蒸馏或分馏蒸馏或分馏SiHCl33H2O=H2SiO33HClH2氧化氧化SiHCl3 ，引起爆炸。引起爆炸。(5)实验室用实验室用SiHCl3与过量的与过量的H2反应制取纯硅的装置如图所示反应制取纯硅的装置如图所示(加热器和夹加热器和夹持装置略去持装置略去)：装置装置B中的试剂是中的试剂是_，装置，装置C需水浴加热，目的是需水浴加热，目的是_。反应一段时间后，装置反应一段时间后，装置D中可观察到有晶体硅生

9、成，中可观察到有晶体硅生成，D中发生的反应的中发生的反应的化学方程式是化学方程式是_。为保证实验的成功，操作的关键除题中已告知的以外，你认为最重要为保证实验的成功，操作的关键除题中已告知的以外，你认为最重要的还有：的还有：_(说出三点说出三点)。浓硫酸浓硫酸使使SiHCl3挥发至挥发至D，且能较好地控制温度，且能较好地控制温度 a.实验前要检查气密性；实验前要检查气密性；b.加热前要先排尽装置中的加热前要先排尽装置中的空气和空气和H2O(g)；c.加热温度控制要适当加热温度控制要适当SiHCl3H2 = = Si3HCl10001100SiHCl3(沸点沸点33.0 )第一节无机非金属材料的主

10、角第一节无机非金属材料的主角硅、碳硅、碳第四章非金属元素及其化合物第四章非金属元素及其化合物 第第2课时课时 二氧化硅、硅酸、硅酸盐及非金属材料二氧化硅、硅酸、硅酸盐及非金属材料第一轮复习第一轮复习二、二氧化硅（二、二氧化硅（ SiO2 ）水晶水晶玛瑙玛瑙与盐反应与盐反应二氧化碳二氧化碳二氧化硅（石英）二氧化硅（石英）空气空气硅石硅石、石英石英、水晶、水晶、玛瑙、沙子、硅藻土玛瑙、沙子、硅藻土熔、沸点低，能溶于水熔、沸点低，能溶于水熔点高，硬度大，不溶于水熔点高，硬度大，不溶于水不溶于水，与水不反应不溶于水，与水不反应CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3

11、+H2OCO2+CaO=CaCO3SiO2+CaO 高温高温CaSiO3存存 在在物理性质物理性质不反应不反应只与氢氟酸反应只与氢氟酸反应SiO2+4HF=SiF4+2H2O化学性质化学性质与水反应与水反应与与NaOH反应反应与与CaO反应反应与酸反应与酸反应1、二氧化碳和二氧化硅的性质、二氧化碳和二氧化硅的性质SiO2既跟既跟NaOH溶液反应又跟溶液反应又跟HF反应，所以它是两性氧化物？反应，所以它是两性氧化物？CO2H2O H2CO3想一想想一想1、实验室为什、实验室为什么不用玻璃瓶盛么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？装氢氟酸？2、实验室盛装、实验室盛装NaOH溶液的试溶液的试剂瓶为什么用剂瓶为什么

12、用橡胶塞而不用橡胶塞而不用玻璃塞？玻璃塞？ HF能腐蚀玻璃，因此，盛装能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。塑料瓶。 NaOH溶液能与玻璃中的溶液能与玻璃中的SiO2反应生成反应生成Na2SiO3，使瓶塞，使瓶塞部分粘结而无法打开。因此盛装部分粘结而无法打开。因此盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用塞而要用橡胶塞橡胶塞。2、SiO2 的用途的用途制晶体硅、光导纤维、化学仪器、石英玻璃制晶体硅、光导纤维、化学仪器、石英玻璃SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O2(判一判判一判)下列说法是否正确下列说法是否正确(填填

13、“”或或“”)(1)SiO2是沙子、石英、玛瑙的主要成分是沙子、石英、玛瑙的主要成分 ()(2)玻璃、石英玻璃、水泥均是硅酸盐材料玻璃、石英玻璃、水泥均是硅酸盐材料 ()(3)SiO2是酸性氧化物，不能与任何酸反应是酸性氧化物，不能与任何酸反应 ()(4)SiO2与与CO2是同族元素的氧化物，化学性质相同是同族元素的氧化物，化学性质相同 ()(5)CO2通入硅酸钠溶液中，有白色沉淀生成，说明酸性通入硅酸钠溶液中，有白色沉淀生成，说明酸性H2CO3H2SiO3 ()（6）SiO2导电性强，因此常用于制作光纤导电性强，因此常用于制作光纤（ ）3、下列物质中、下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是不能用

14、玻璃瓶来盛装的是( )A.烧碱溶液烧碱溶液 B.浓硫酸浓硫酸 C.氢氟酸氢氟酸 D.碳酸钠溶液碳酸钠溶液4、加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚（、加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚（ ）A.石英坩埚石英坩埚 B.普通玻璃坩埚普通玻璃坩埚 C.铁坩埚铁坩埚 D.陶瓷坩埚陶瓷坩埚CC3 3、硅酸及硅酸盐：、硅酸及硅酸盐：(1)(1)硅酸的制备：硅酸的制备：NaNa2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O = NaO = Na2 2COCO3 3+H+H2 2SiOSiO3 3(2)(2)硅酸盐：硅酸盐：能否用能否用SiO2与水反应生成与水反应生成H H2 2SiOSiO3 3？ Na

15、Na2 2SiOSiO3 3+2HCl = 2NaCl+H+2HCl = 2NaCl+H2 2SiOSiO3 3白色胶状沉淀，脱水形成硅胶定义：是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。定义：是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。性质：结构复杂，一般不溶于水，化学性质很稳定性质：结构复杂，一般不溶于水，化学性质很稳定SiO2Na2C3=Na2i+CO2 高温高温NaNa2 2SiOSiO3 3的水溶液：的水溶液：俗名水玻璃，有粘性，溶俗名水玻璃，有粘性，溶液呈液呈碱碱性，也称泡花碱，制备硅胶和用作木材性，也称泡花碱，制备硅胶和用作木材防火剂。防火剂。NaNa2 2SiOSiO3 3+CO+CO

16、2 2+H+H2 2O = NaO = Na2 2COCO3 3+H+H2 2SiOSiO3 3（2）氧化物化学式法：）氧化物化学式法： 金属氧化物金属氧化物（低价（低价高价）高价）二氧化硅二氧化硅水水（1）盐化学式法：）盐化学式法： 如：如：Na2SiO3、CaSiO3、K2SiO3 等等滑滑 石：石：3MgO4SiO2H2O云云 母：母：K2O3Al2O36SiO22H2O沸沸 石：石：Na2OAl2O33SiO22H2O石石 棉：棉：3MgOCaO4SiO2高岭石（黏土）：高岭石（黏土）：Al2O32SiO22H2O 硅酸盐的表示方法硅酸盐的表示方法1.回答下列问题(3)把下列式子改写成

17、氧化物的形式，请填入横线上：硅酸钙：CaSiO3高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4滑石：Mg3(Si4O10)(OH)2钙沸石：Ca(Al2Si3O7)(OH)6CaOSiO2Al2O32SiO22H2O3MgO4SiO2H2OCaOAl2O33SiO23H2O无机非金属材料能承受高温，强度高，有能承受高温，强度高，有电学特性、光学特性和生电学特性、光学特性和生物特性物特性无无机机非非金金属属材材料料传统无机传统无机非金属材料非金属材料新型无机新型无机非金属材料非金属材料玻璃玻璃水泥水泥陶瓷陶瓷有抗腐蚀性、耐高温优有抗腐蚀性、耐高温优点，但质脆，经不起力冲击点，但质脆，经不起力冲击高温陶瓷

18、高温陶瓷光导纤维光导纤维压电陶瓷压电陶瓷生物陶瓷生物陶瓷晶体硅：半导体材料、晶体硅：半导体材料、硅芯片和硅太阳能电池硅芯片和硅太阳能电池二氧化硅：光导纤维、二氧化硅：光导纤维、饰品饰品、石英玻璃、制备晶体硅、化学仪器、石英玻璃、制备晶体硅、化学仪器硅酸盐：硅酸盐：玻璃、水泥、陶瓷玻璃、水泥、陶瓷必修1 P78( (1) )传统硅酸盐工业简介传统硅酸盐工业简介a高高温结构陶瓷的温结构陶瓷的优点优点：能经受高温、不怕氧化、耐酸：能经受高温、不怕氧化、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等。碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等。b高温结构陶瓷的高温结构陶瓷的种类种类 氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷Al2O3：又称人

19、又称人造刚玉，造刚玉，具有熔点具有熔点很高、硬度高的优点。可用于作坩很高、硬度高的优点。可用于作坩 埚、高温炉管、球磨埚、高温炉管、球磨机、高压钠灯的灯管等。机、高压钠灯的灯管等。氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷Si3N4：具有硬度极高、耐磨损、抗腐具有硬度极高、耐磨损、抗腐蚀和抗氧化能力等优点。可用于制造轴承、汽轮机叶片、蚀和抗氧化能力等优点。可用于制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具、发动机部件等。机械密封环、永久性模具、发动机部件等。碳化硼陶瓷碳化硼陶瓷B4C：也称也称人造金刚石或黑钻石人造金刚石或黑钻石，具具有熔点高、硬度大的优点。广泛应用于工农业生产、原子有熔点高、硬度大的优点。广泛应用

20、于工农业生产、原子能工业、宇航工业等。能工业、宇航工业等。(2)两种新型无机非金属材料两种新型无机非金属材料课前体验课前体验3.有关材料分类正确的是A.硅酸盐材料属于新型无机非金属材料B.高温结构陶瓷属于新型无机金属材料，属于结构材料C.新型无机非金属材料包括半导体材料，光导纤维，氧化铝陶瓷等D.氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，但不是高温结构材料高纯硅高纯硅的制取方法的制取方法1，反应式分别为：，反应式分别为：制粗硅：制粗硅： 提纯提纯( (与与Cl2反应反应) )： 还原还原( (用用H2还原还原) )： 高纯硅高纯硅的制取方法的制取方法2，反应式分别为：，反应式分别为：制粗硅：制粗硅：

21、提纯提纯( (与与HCl反应反应) )： 还原还原( (用用H2还原还原) )： Si+3HCl=SiHCl3+H2高温、催化剂高温、催化剂SiHCl3+H2=Si+3HCl高温高温难点突破难点突破CD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 生成白色絮状沉淀，又刺激性气味的气体生成；解释：SiO32与NH4+发生双水解反应，SiO32+2NH4+2H2O 2NH3H2O+H2SiO3。典例精析典例精析【例例1 1】 将足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量(n)和通入CO2体积(V)的关系正确的是 （ ）D【解析】混合溶液中有KOH和Ca(OH)2，反应过程按顺 序如下：Ca(OH)2+CO2 CaCO3+H2O2KOH+CO2 K2CO3+H2OK2CO3+H2O+CO2 2KHCO3CaCO3+H2O+CO2 Ca(HCO3)2典例精析典例精析 向MgSO4和Al2(SO4)3的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。下列图象中，能正确表示上述反应的是(横坐标表示加入NaOH溶液的体积，纵坐标表示反应生成沉淀的质量) ( )A典