2017年高考化学一轮复习精品资料专题1无机非金属材料的主角-硅教学案学生版

1、学必求其心得，业必贵于专精专题4.1无机非金属材料的主角-硅(教学案)Mb考情解读.了解C、Si元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2。了解C、Si元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。3.以新材料、新技术为背景考查C、Si元素及其重要化合物的性 质及应用。重点知识梳理一、碳、硅单质及其重要化合物的性质C、Si单质的存在形态、物理性质及用途(1)自然界中的碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素因有亲氧性，所以仅有化合态。碳单质主要有金刚石、石墨、C60等同素异形体，硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类.(2)单质的结构、物理性质与用途比较碳硅金刚石:空间网状石墨：层状结构晶体硅:与金 刚石

2、类似的空间 网状结构物理性质金刚石熔点高、硬晶体硅为灰黑色固体，有金属学必求其心得，业必贵于专精石墨熔点高、质软，有滑腻感光泽、硬度大、熔点图用途金刚石用作切割刀具，石墨用作电极、铅笔芯晶体硅用作 半导体材料、硅 芯片和硅太阳能 电池2。碳、硅单质的化学性质碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。与o一反应占燃。乂足量九 C+CfeUcOz占燃0M不足32C + O二三2co（ 与氧 化物y 反应CuO：2CuO+C2Cu+CQ - f 冶炼金属）高温5iOSiQ2+2CSi+2CC”（制取粗硅）H二0：C+ H2O（g）=CO+制取水煤气）浓 H? SO3C + ZHpO4浓）与强市化性酸反

3、应COi，+2S0? I +2H?0 浓 HN0rC+4HN0式浓） ；-CO2 t +4NO2 2 +2H2O【特别提醒】熟记硅及其化合物的特殊性质.硅单质的特殊性Si的还原性大于C,但C却能在高温下还原出Si:SiC2 +学必求其心得，业必贵于专精2C=Si+ 2C0t ;(2片卜金属单质跟碱液作用一般无 H2放出倡Si与碱液作用却放出 H2： Si+ 2NaOH + H2O=Na 2SQ3+2H2T ;(3)非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si能与HF作用:Si+ 4HF=SiFj +2H2T ;(4月曰金属单质大多为非导体，但 Si为半导体。.含硅化合物的特殊性SiO2是H2SQ3

4、的酸酊，但它不溶于水，不能直接与水作用制备H2SQ3；(2)酸性氧化物一月不与酸作用，但SiO2能跟HF作用：SiO2+ 4HF=SiF 4 T +2H2O;(3)无机酸一般易溶于水，但H2SiO3难溶于水；(4)因H2CO3的酸性大于H2SQ,所以在NazSid溶液中通入CO2 能发生下列反应:Na2SiO3+ CO2+H2O=H 2SiO3 J + Na2CO3,但在 高温下SiO2+ Na2CO3错误Na2SiO3+ CO21也能发生。3.二氧化碳和二氧化硅的比较物质二氧化硅二氧化碳立体网状结构，不存在单个分子存在单个CO2分子学必求其心得，业必贵于专精性质主要物理硬度大，熔、沸 点高，

5、常温下为固 体，不溶于水熔、沸点低， 常温下为气体,a 溶于水与水不反应CO2 +反应H2OH2CO3只与氢氟酸反与酸应：SiO2 +不反应反应4HFSiF 4 T +化2H2O学O2少量：CO2性SiO2 +十质与碱2NaOHNa 2SQ2NaOHNa 2cO3+H2O、CO2反应+ H2O（盛碱液的试过量：CO2 +剂瓶用橡胶塞）NaOHNaHCO3与盐如与Na2CO3反如与 Na2SiO3反应应：SiO2+Na2CO3反应：Na2SiO3+学必求其心得，业必贵于专精错 tNa2SiO3+CO2 TH2O+CO2（不足）H 2SQ3 J+ Na?CO3 或Na2SiO3+2H2O+ 2CO

6、2（足量）h 2SQ3 J+ 2NaHCO3与碱性氧化物反应如与CaO反应：SiO2+CaO群吴!CaSiQ如与Na2O反应：Na2O +CO2Na 2CO3用途光导纤维、光学仪器、电子部件制饮料、制碳酸盐4.硅酸和硅酸钠 （1海酸硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱，硅酸不能（填“能”或“不 能”）使紫色石蕊溶液变红色.硅酸不稳定，受热易分解：H2SQ3错误!SQ2+H2O。硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为H2SQ+2NaOHNa 2SQ3+2H2O。学必求其心得，业必贵于专精硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能力强 ，常用作干 燥剂。(2屣酸钠(Na2SiO3)白色、可溶

7、于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。它能与酸性比硅酸强的酸反应，分别写出以下化学方程式：与盐酸反应：Na2SQ+2HCl=2NaCl +H2SQ3 J。与 CO2水溶液反应：Na2SiO3+CO2+H2O=H 2SQ J +N32CO3O用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。二、硅酸盐及无机非金属材料.硅酸盐(1)概念：由硅、氧和金属组成的化合物的总称，是构成地壳 岩石的主要成分。(2)表示方法：硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式表示它们的组成，如硅酸钠(Na2SiO3)写成N32O- SiO2,钾云母(KH2AI3S3O12)写成 KzO 3AI2O3 - 6Si

8、Q 2H2O.无机非金属材料(1)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料学必求其心得，业必贵于专精常见硅酸盐材料比较水泥玻璃陶瓷生产原料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英黏土主要设备水泥回转窑玻璃熔窑陶瓷窑玻璃生产中的两个重要反应： N32CO3+ SiO2错误!Na2SiO3 +CO2 T ;CaCQ+ SiO加泉 CaSiQ+ CO2 3(2)新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、光导纤维、生物 陶瓷、压电陶瓷等。三、碳、硅转化关系的应用1.碳及其化合物的转化关系图少 UHiUH. NjCK)2.硅及其化合物的转化关系图Bk高频考点突破学必求其心得，业必贵于专精高频考点一 对比掌握碳

9、、硅单质、氧化物的性质和用途例1,下列对于碳和硅的叙述中，正确的是（）A.其氧化物都能与NaOH溶液反应B.其单质在加热时都能跟 02反应C.其氧化物都能溶于水生成相应的酸D .碳和硅两种兀素共有两种单质【变式探究】二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生 产、科研及新型材料等方面有着重要的用途。ae是对反应 中Si02所表现的化学性质或作用进行判断，其中正确的是（）Si02 + 2NaOH=Na 2SQ3+ H2OSiQ +2G群Si+ 2COTSiO2 + 4HF=SiF 41 + 2H2ONaCO3+SiO2=,局温 N&Sid+CO2 TSiQ+3c错tSiC+ 2COTa.反应中S

10、iO2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃b.反应中SiO2表现出氧化性c.反应中SiO2表现了酸性氧化物的通性d.反应符合用难挥发性的酸酊制取易挥发性的酸酊的道理e.反应中SiO2未参加氧化还原反应学必求其心得，业必贵于专精A. ace B. bde C. cde D. ab高频考点二 CO2与盐或碱溶液反应的规律例2.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（）选项操作及现象溶液A通入CO2,溶液变浑浊饱和Na2CO3溶液B通入CO2,溶液变浑浊，继续通CO2至过量浑浊消失Na2SiO3溶液C通入CO2,溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去Ca(ClO)2溶液D通入

11、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，又变浑浊澄清石灰水【变式探究】标准状况下，将3。36 L CO2气体通入200 mL 1.00 mol - F1 NaOH溶液中，充分反应后溶液中c（CO错误!）与c（HCO错t） 的比值为（不考虑CO2，3、HCO错误!的水解）（）A. 1 ： 1 B, 1 ： 2 C, 2 ： 1 D, 1 ： 3学必求其心得，业必贵于专精高频考点三无机非金属材料成分的辨别例3.下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是（）水玻璃是一种矿物胶，既不易燃烧也不易腐蚀水泥、玻璃、沙子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

12、人类应用很早的硅酸盐材料A. B. C. D.【变式探究】硅是构成无机非金属材料的一种主要元素，下列有 关硅的化合物的叙述错误的是（）A.氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为S3N4B.碳化硅（SiC%勺硬度大，熔点高,可用于制作高温结构陶瓷和 轴承C.光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为SiO2D .二氧化硅为立体网状结构，其晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为1 ： 2高频考点四复杂硅酸盐的成分及性质例4.青石棉是一种致癌物质，是鹿特丹公约中受限制的 46种化学品之一，其化学式为Na2Fe5S8O22（OH）2青石棉用稀硝酸溶 液处理时，还原产物只有 NO。下列说法不正确的

13、是（）学必求其心得，业必贵于专精A.青石棉是一种硅酸盐材料B.青石棉中含有一定量的石英晶体C.青石棉的化学组成可表示为N32O 3FeO FeO3 8SiQ H 2OD . 1 mol青石棉能使1 mol HNO3被还原【变式探究】硅与铝同周期。SiO2是硅酸盐玻璃(Na2CaS6Oi4) 的主要成分，Na2CaS6Oi4也可写成Na?。 CaO 6SiQ.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NaAlS3O8可推知钙长石的化学式为高频考点五化工生产中的硅及化合物的转化 例

14、5如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，下列说法正确的是()学必求其心得，业必贵于专精A. SiO2属于两性氧化物B.盛放Na2CO3溶液的试剂瓶能用玻璃塞C.硅胶吸水后可重复再生D.图中所示转化反应都是氧化还原反应【变式探究】氮化硅可用作高温陶瓷复合材料，在航空航天、 汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。由石英砂合成氮化硅粉 末的路线如下图所示：版司 M侬温 丽瑁取受严小而而日岁1里里| 闹跖面产氯后桂其中一NH2中各元素的化合价与NH3相同。请回答下列问题：(1疥英砂不能与碱性物质共同存放，以 NaOH为例，用化学反 应方程式表示其原因：O(2)图示的变化中，属于氧化还原反应的是(3

15、)SiC4在潮湿的空气中剧烈水解，产生白雾，军事工业中用于学必求其心得，业必贵于专精制造烟雾剂.SiC4水解的化学反应方程式为(4)在反应中,3 mol Si (NH 2)4在高温下加热可得1 mol氮化硅粉末和8 mol A气体，则氮化硅的化学式为 (5)在高温下将SiC4在B和C两种气体的气氛中，也能反应生成氮化硅，B和C两种气体在一定条件下化合生成 A 0写出SiC4与B和C两种气体反应的化学方程式真题感悟.【2016年高考海南卷】下列叙述错误的是()A .氯气可用于填充飞艇B.氯化铁可用于硬水的软化C.石英砂可用于生产单晶硅D.聚四乙烯可用于厨具表面涂层.【2016年高考江苏卷】在给定

16、的条件下，下列选项所示的物学必求其心得，业必贵于专精质间转化均能实现的是()SiO2 HCl(aq) SiC4 蓝 SiFeS 荔 SO2 H2 H2SO4N2 高温高工2催化剂 NH3 HCl(aq) NH4CI (aq)MgCO3 HCI(aq) MgCl2 (aq)电解 Mg1.12015新课标n卷理综化学】食品干燥剂应无毒、无味、无腐蚀性及环境友好。下列说法错误 的是() A.硅胶可用作食品干燥剂B. P2O5不可用作食品干燥剂C.六水合氯化钙可用作食品干燥剂D .加工后具有吸水性的植物纤维可用作食品干燥剂2.12015安徽理综化学】下列有关说法正确的是()A.在酒精灯加热条件下，Na

17、2CO3、NaHCO3固体都能发生分解Fe (OH) 3胶体无色、透明，能发生丁达尔现象H2、SO2、CO2三种气体都可用浓硫酸干燥SiO2既能和氢氧化钠溶液反应也能和氢氟酸反应，所以是两 性氧化物3.12015江苏化学】给定条件下，下列选项中所示的物质间转化 均能一步实现的是()Cl2_ _ H2_A.粗硅FSiCbrSi，一、 盐酸_, 电解Mg (OH) 23一MgCl2 (aq)MgFe2O3FeCb (aqT、无水 FeCb学必求其心得，业必贵于专精蔗糖AgNO3（aq）NH3H2Q Ag（NH3）2OH（aq）Ag（2014 海南卷）下列关于物质应用和组成的说法正确的是（）P2O5

18、可用于干燥Cl2和NH3“可燃冰”主要成分是甲烷和水CCl4可用于鉴别滨水和碘水Si和SiO2都用于制造光导纤维（2014 四川卷）化学与生活密切相关。下列说法不正确的是（）A.乙烯可作水果的催熟剂B.硅胶可作袋装食品的干燥剂C.福尔马林可作食品的保鲜剂D.氢氧化铝可作胃酸的中和剂（ 2014 天津卷）运用相关化学知识进行判断，下列结论错误 的是（）A.某吸热反应能自发进行，因此该反应是嫡增反应B. NH4F水溶液中含有HF,因此NH4F溶液不能存放于玻璃 试剂瓶中C.可燃冰主要是甲烷与水在低温高压下形成的水合物晶体，因学必求其心得，业必贵于专精 此可存在于海底D .增大反应物浓度可加快反应速

19、率，因此用浓硫酸与铁反应能增大生成H2的速率（ 2014 福建卷常温下，下列各组物质中，Y既能与X反应又能与Z反应的是（）XYZNaOH溶液Al(OH) 3稀硫酸KOH溶液SiO2浓盐酸O2N2H2FeC3 溶液Cu浓硝酸A. B. C. D.（2013 广东卷）11.下列措施不合理的是A.用SO2漂白纸浆和草帽辫B.用硫酸清洗锅炉中的水垢C.高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅D.用Na2s作沉淀剂，除去废水中的Cu2+和Hg2+学必求其心得，业必贵于专精（2013 江苏卷）4.下列有关物质性质的应用正确的是（）A.液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂B.二氧化硅不与强酸反应，可用石英器皿盛放

20、氢氟酸C.生石灰能与水反应，可用来干燥氯气D.氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝（2013 江苏卷）6.甲、乙、丙、丁四种物质中，甲、乙、丙丁丁均含有相同的某种元素，它们之间具有如下转化关系：甲一 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押题专练.下列关于C、Si两种非金属元素的说法中，正确的是（）A.两者结合形成的化合物是共价化合物B.在自然界中都能以游离态存在C.氢化物的热稳定性比较:CH4SiH4D.最高价氧化物都能与水反应生成相应的酸.下列说法中，不正确的是

21、（）学必求其心得，业必贵于专精A. SiO2是酸性氧化物，但不与水反应B.泡花碱属于盐类C.明研和漂白粉均可用于自来水的杀菌、消毒D.玻璃和陶瓷都属于传统硅酸盐材料3.有些科学家提出硅是“处1的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。下列有关 硅的说法中，不正确的是（）A.高纯度的硅广泛用于制作计算机芯片B.硅可由二氧化硅还原制得C.低温时，硅与水、空气和酸不反应，但能与氢氟酸反应D.自然界中硅的储量丰富，自然界中存在大量的单质硅4.化学家SeidH指出Si与NaOH溶液的反应，首先是Si与OH 一反应，生成SiO群然后SiO错误迅速水解生成H4SQ4。下列有关

22、说 法正确的是（）A.原硅酸钠（Na4SiO4）能迅速水解，溶液呈碱性，故 Na4SiO4 为弱电解质B.石英玻璃、普通玻璃、陶瓷及水泥均属于硅酸盐产品C. 2HCl+Na2SiO3=H 2SQ3 J +2NaCl,说明 Cl 的非金属性强于Si学必求其心得，业必贵于专精D.半导体工业所说的“从沙滩到用户”是指将二氧化硅制成晶体硅.下列物质性质与用途对应关系正确的是（）选项性质用途硅酸钠化学性A制备木材防火剂硅酸溶胶具有B吸附水分的能力硅作半导体的材料二氧化硅硬度C大、熔点高氢氟酸在玻璃上刻花纹焦炭具有可燃D性焦炭还原二氧化硅冶炼粗硅.下列说法正确的是（）A.高温下，可在试管内完成焦炭和石英砂

23、（SiQ）制取硅的反应CO2和钠在一定条件下反应可以得到金刚石和碳酸钠，反应中氧化剂和还原剂物质的量之比是 3:4C.现代海战通过喷放液体 SiC4（极易水解）和液氨可产生烟幕，其主要成分是NH4CI学必求其心得，业必贵于专精D.从燃煤烟道灰中（含GeO2）提取半导体材料单质储（Ge）,不 涉及氧化还原反应7,下列有关硅及硅酸盐材料的说法正确的是（）A.硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃 塞试剂瓶中B.反应 NOBiOs + H2O + CO2=Na 2CO3+ H2SiOs； 5反应 NaCO3+SiO2错误!Na2SiO3+CO2 T ,两反应是相互矛盾的，不可能都 能发

24、生C.普通玻璃、石英玻璃、水泥等均属于硅酸盐材料D.祖母绿的主要成分为BesAlzSbOig,用氧化物形式表示为3BeO A2O3 6SiC28.将足量CO2气体通入水玻璃（Na2SiO3溶液）中，然后加热蒸 干，再在高温下充分灼烧，最后得到的固体物质是（）A. Na2SiO3B. NazCO?、 NazSiO?C. Na2CO3、 SiO2 D. SiO2.用足量的CO还原13.7 g某铅氧化物，把生成的CO2全部通 入到过量的澄清石灰水中，得到的沉淀干燥后质量为 8.0 g,则此铅 氧化物的化学式是（）A. PbO B. Pb2O3 C. Pb3O4 D . PbO2学必求其心得，业必贵于专精.将足量CO2通入KOH和Ca （OH”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（）.甲、乙是两种常见的化合物，X、Y、Z是三种常见的单质。下表所列各组物质中，物质之间通过一步反应不能实现如图所示转化的是（）单底X化合物乙选项XYZACH2O2H2OCOBZnFeCI2FeCl3ZnCl2CMgCO2CO2MgO华/YI： /化合物甲一学必求其心得，业必贵