2019届一轮复习化学人教版课件：碳、硅及无机非金属材料(98张)

2019届一轮复习化学人教版课件：碳、硅及无机非金属材料(98张)第一页，共98页。第12讲碳、硅及无机非金属材料[考纲要求]1.掌握碳、硅元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解碳、硅元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。3.了解常见无机非金属材料的性质和用途。第一页第二页，共98页。高频考点一碳、硅单质及其氧化物1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)金刚石和石墨物理性质有较大差别的原因是碳原子的排列不同。(√)(2)碳燃烧可生成CO或CO2，但硅与氧气反应只能生成SiO2。(√)第二页第三页，共98页。(3)非金属性：C>Si，则热稳定性：CH4>SiH4。(√)(4)晶体硅熔点高硬度大，故可用于制作半导体材料。(×)(5)12C、13C、14C是碳的三种同素异形体。(×)(6)硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。(√)(7)1molSi和1molSiO2晶体中均有4NA个共价键。(×)第三页第四页，共98页。2．(1)从元素周期表的位置看，碳和硅均为ⅣA族元素，自然界中有碳的多种单质存在，自然界中有硅的单质吗？为什么？【答案】

没有，因为硅有很强的亲氧性，在地壳形成时硅与氧易结合，难分离，因而硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。第四页第五页，共98页。(2)从元素周期表的位置看，硅的还原性比碳强，但碳能与SiO2反应制取Si，试从化学平衡的角度认识该反应发生的原因。第五页第六页，共98页。第六页第七页，共98页。【答案】

不能；此反应中生成的CO2气体脱离反应体系有利于反应的向右进行，与其氧化物对应酸的强弱无关；而强酸制弱酸的规律一般适用于在溶液中发生的反应。第七页第八页，共98页。第八页第九页，共98页。【答案】

(1)通过盛有浓NaOH溶液的洗气瓶(2)通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管(3)通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管(4)通过饱和NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液(5)通过饱和NaHCO3溶液(6)通过CuSO4溶液第九页第十页，共98页。一、碳、硅单质的结构与性质1．碳、硅元素的原子结构与存在第十页第十一页，共98页。第十一页第十二页，共98页。2.碳、硅单质的物理性质第十二页第十三页，共98页。【注意】

(1)碳单质的结构不同导致物理性质不同，但化学性质相似。(2)同素异形体之间的转化是化学变化，但不是氧化还原反应。第十三页第十四页，共98页。3．碳、硅单质的化学性质——还原性碳、硅的最外层都是__个电子，位于元素周期表的第_____族，不容易失也不容易得电子，通常化学性质稳定，但在一定条件下也能与许多物质发生化学反应，一般表现为还原性(如图)。ⅣA4第十四页第十五页，共98页。第十五页第十六页，共98页。第十六页第十七页，共98页。【注意】

工业上常用焦炭在电炉中还原SiO2得到粗硅，但反应需隔绝空气(或O2)，生成的是CO而不是CO2。第十七页第十八页，共98页。第十八页第十九页，共98页。2．二氧化碳和二氧化硅的比较第十九页第二十页，共98页。第二十页第二十一页，共98页。第二十一页第二十二页，共98页。第二十二页第二十三页，共98页。第二十三页第二十四页，共98页。第二十四页第二十五页，共98页。第二十五页第二十六页，共98页。2．(2017·信阳模拟)为检验二氧化碳气体中是否混有一氧化碳，某课外兴趣小组的同学设计了如下图所示的实验装置：根据装置回答问题：第二十六页第二十七页，共98页。(1)A装置的作用是________。(2)实验后怎样处理尾气________，发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(3)若实验时观察到________，则证明原气体中一定含有一氧化碳。第二十七页第二十八页，共98页。【解析】

(1)除去混合气体的CO2时，可先将混合气体通入盛有浓NaOH溶液的洗气瓶中，故A装置的作用是吸收CO2，以排除对下面实验的干扰。(2)CO有毒，故将CO点燃生成CO2才能排放到空气中。(3)CO还原CuO的实验现象是黑色粉末变成红色，故利用这一现象来证明原气体中一定含有CO。第二十八页第二十九页，共98页。第二十九页第三十页，共98页。【方法总结】

确认混合气体(CO、CO2)中含有CO气体的实验设计方法第三十页第三十一页，共98页。第三十一页第三十二页，共98页。考点2硅及其氧化物的性质与制备第三十二页第三十三页，共98页。第三十三页第三十四页，共98页。4．(2018·南宁联考)已知A是灰黑色的、有金属光泽的固体单质。根据如图所示的物质之间的转化关系，回答下列有关问题。第三十四页第三十五页，共98页。(1)写出B、C两物质的名称：B________，C________。(2)写出D→B的化学方程式：_______________________________________________________________________________________________。(3)写出B→C的离子方程式：_______________________________________________________________________________________________。第三十五页第三十六页，共98页。第三十六页第三十七页，共98页。第三十七页第三十八页，共98页。第三十八页第三十九页，共98页。5．(2017·南昌模拟改编)单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450～500℃)，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。第三十九页第四十页，共98页。相关信息如下：a．四氯化硅遇水极易水解；b．硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；第四十页第四十一页，共98页。c．有关物质的物理常数见下表：物质SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5沸点/℃57.712.8－315－熔点/℃－70.0－107.2－－－升华温度/℃－－180300162第四十一页第四十二页，共98页。请回答下列问题：(1)写出装置A中发生反应的离子方程式________________________________________________。(2)装置A中g管的作用是________________________；装置C中的试剂是________；装置E中的h瓶需要冷却的理由是________________________________________________________________________。(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外还可能含有的元素是________(填写元素符号)。第四十二页第四十三页，共98页。【解析】

制四氯化硅是由粗硅与Cl2反应得到的，所以必须先制得Cl2，因SiCl4极易水解，所以Cl2须干燥，再根据表格数据分析提纯SiCl4的方法。(1)书写的是离子方程式，B装置中盛放饱和食盐水除去HCl，C装置中用浓硫酸除水以制得干燥纯净的Cl2；(2)A中g管作用为平衡压强，使液体顺利流下；h瓶用冷却液冷却的主要目的是得到SiCl4；(3)精馏粗产物得到SiCl4，温度应控制在57.7℃，此时BCl3变为气体，但AlCl3、FeCl3、PCl5均残留在瓶中，所以残留的元素是Fe、Al、P、Cl。第四十三页第四十四页，共98页。第四十四页第四十五页，共98页。第四十五页第四十六页，共98页。第四十六页第四十七页，共98页。高频考点二硅酸、硅酸盐及无机非金属材料1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)玻璃是一种晶体，有较高的熔点(×)(2)水玻璃是一种特殊的玻璃，泡花碱属于碱(×)(3)向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2出现白色沉淀，证明H2CO3的酸性比H2SiO3的酸性强(√)第四十七页第四十八页，共98页。第四十八页第四十九页，共98页。2．(1)填写下列材料主要成分的化学式。①刚玉________；②大理石、石灰石________；③普通玻璃________；④石英、水晶________。【答案】

①Al2O3

②CaCO3

③Na2SiO3、CaSiO3、SiO2

④SiO2第四十九页第五十页，共98页。(2)硅酸盐可用氧化物的形式表示其组成，能说明硅酸盐是由氧化物组成的吗？【答案】

氧化物形式只表示硅酸盐的组成而不表示其结构，切不可认为硅酸盐是由氧化物混合而成的。第五十页第五十一页，共98页。1．硅酸第五十一页第五十二页，共98页。【思考】

如何通过实验证明硅酸的酸性比碳酸的弱？【提示】

向硅酸钠溶液中通入CO2气体，若溶液变浑浊，说明H2CO3的酸性强于H2SiO3。第五十二页第五十三页，共98页。第五十三页第五十四页，共98页。(2)硅酸盐组成的表示方法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__________，长石(KAlSi3O8)可表示为___________________。【注意】

(1)氧化物形式只表示硅酸盐的组成而不表示其结构，切不可认为硅酸盐是由氧化物混合而成的。(2)硅酸盐大多难溶于水，常见可溶性硅酸盐是硅酸钠，其水溶液称为泡花碱或水玻璃，但却是盐溶液。硅胶(mSiO2·nH2O)是一种很好的无毒干燥剂。Na2O·SiO2K2O·Al2O3·6SiO2第五十四页第五十五页，共98页。3．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。①常见硅酸盐材料比较水泥玻璃陶瓷生产原料_______、黏土____、____、石灰石黏土主要设备水泥回转窑玻璃熔窑陶瓷窑石灰石纯碱石英第五十五页第五十六页，共98页。第五十六页第五十七页，共98页。(2)新型无机非金属材料①高温结构陶瓷：如氮化硅陶瓷具有较高的硬度和耐磨性、较强的抗化学侵蚀性和电绝缘性等。②生物陶瓷：对机体无排异反应，不会引起代谢作用异常。

③压电陶瓷：具有压电效应。【注意】

(1)玻璃中含有二氧化硅，因此氢氟酸可用于雕刻玻璃，盛放氢氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。(2)NaOH溶液可以用玻璃瓶盛放，但不能用带磨口玻璃塞而使用橡胶塞。第五十七页第五十八页，共98页。第五十八页第五十九页，共98页。第五十九页第六十页，共98页。2．(2018·新疆伊犁质检)寿山石主要成分为叶蜡石，叶蜡石组成为Al2O3·4SiO2·H2O，下列观点不正确的是(

)A．寿山石雕刻作品要避免与酸、碱接触B．寿山石颜色丰富多彩是因为含有不同形态的金属氧化物C．潮湿的空气可能导致寿山石作品表面溶解变质D．久置于干燥空气中可能会导致寿山石作品脱水变质第六十页第六十一页，共98页。【解析】

根据寿山石的主要成分，可知其能与酸或碱发生反应，A正确；寿山石中含有不同形态的Al2O3，造成其色彩丰富，B正确；其中的氧化物Al2O3和SiO2不溶于水也不和水反应，在潮湿的空气中不会溶解变质，C项错误；久置于干燥空气中，会失去其中的结晶水变质，D正确。【答案】

C第六十一页第六十二页，共98页。3．(2017·洛阳模拟)胃舒平主要成分是氢氧化铝，同时含有三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)等化合物。(1)三硅酸镁的氧化物形式为________________________。(2)Al2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料，其原因是________。a．Al2O3、MgO和SiO2都是白色固体b．Al2O3、MgO和SiO2都是金属氧化物c．Al2O3、MgO和SiO2都有很高的熔点第六十二页第六十三页，共98页。【解析】

(1)Mg2Si3O8·nH2O改写成氧化物的形式为2MgO·3SiO2·nH2O。(2)Al2O3、MgO和SiO2均具有很高的熔点，故可作为耐火材料。【答案】

(1)2MgO·3SiO2·nH2O

(2)c第六十三页第六十四页，共98页。第六十四页第六十五页，共98页。考点2无机非金属材料4．(2016·孝感统考)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Si3N4B．碳化硅(SiC)的硬度大，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第六十五页第六十六页，共98页。【解析】

A项，在氮化硅中N元素为－3价，Si元素为＋4价，则化学式为Si3N4，正确；D项，在SiO2晶体中，一个硅原子与周围4个氧原子形成4个硅氧单键，错误。【答案】

D第六十六页第六十七页，共98页。5．(2018·湖北八校联考)钢化玻璃俗称普通玻璃的化身，是普通玻璃经一定物理方法处理后得到的。钢化玻璃一般不会发生自爆现象，但当钢化玻璃中含有硫化镍结核时就有可能发生自爆现象。下列有关说法中错误的是(

)A．制取钢化玻璃的原料为石灰石、纯碱和石英B．钢化玻璃是一种新型无机非金属材料C．制取钢化玻璃的主要反应都是非氧化还原反应D．在碳素钢中加入镍等合金元素可以制得不锈钢及各种特种钢第六十七页第六十八页，共98页。第六十八页第六十九页，共98页。第六十九页第七十页，共98页。难点专攻(十)

CO2与盐或碱反应产物的判断考点1

CO2与盐溶液的反应1．向下列溶液中通入足量的CO2，最终无沉淀生成的是(

)①Ca(OH)2溶液②Na2SiO3溶液③饱和Na2CO3溶液④CaCl2溶液⑤漂白粉溶液⑥NaAlO2溶液A．①③⑤

B．①④⑤C．②④⑥

D．①④⑥第七十页第七十一页，共98页。【解析】

最终②有H2SiO3沉淀，③有NaHCO3晶体，⑥有Al(OH)3沉淀且不溶解。【答案】

B第七十一页第七十二页，共98页。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第七十二页第七十三页，共98页。【解析】

Na2SiO3溶液与过量CO2反应生成H2SiO3和NaHCO3，H2SiO3不溶于水。【答案】

B第七十三页第七十四页，共98页。第七十四页第七十五页，共98页。第七十五页第七十六页，共98页。考点2

CO2与混合液的反应3．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(

)第七十六页第七十七页，共98页。第七十七页第七十八页，共98页。4．将足量的CO2不断通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀与通入CO2的量的关系可表示为(

)第七十八页第七十九页，共98页。第七十九页第八十页，共98页。【方法总结】CO2与多组分混合液反应顺序的判断当有多种组分与一种物质反应时，判断反应顺序的方法：先假设与其中的一种组分反应，若产物还能与另一种组分反应，则假设错误。如将CO2通入KOH、Ba(OH)2混合溶液中，假设CO2先与KOH反应，则生成的K2CO3会与Ba(OH)2继续反应生成BaCO3，故假设错误，应该是CO2先与Ba(OH)2反应。第八十页第八十一页，共98页。第八十一页第八十二页，共98页。第八十二页第八十三页，共98页。【方法规律】

CO2与碱反应产物的定量判断CO2通入NaOH、Ca(OH)2等强碱溶液的反应与CO2气体的通入量有关，当CO2通