高考化学一轮复习41无机非金属材料的主角——硅.ppt

,第四单元,第,1,节无机非金属材料的主角,硅,考点一,*,考点二,对点演练,课堂教学流程,完美展示,全书优质试题,随意编辑,独家研发,错题组卷系统,志鸿优化,永远更新,高中总复习用书课件光盘,目 录,CONTENTS,目 录,CONTENTS,命,题,调,研,明析考向,热,点,聚,焦,归纳拓展,典,题,试,做,评析指正,创,新,模,拟,预测演练,-,*,-,考点一,-,*,-,考点二,-,*,-,对点演练,-,*,-,-,*,-,-,*,-,-,*,-,-,*,-,第,1,节无机非金属材料的主角,硅,考纲要求,:,1,.,了解碳、硅元素单质及其重要化合物的制备方法,掌握其主要性质及其应用。,2,.,了解碳、硅元素单质及其重要化合物对环境的影响。,-,3,-,基础梳理,考点突破,碳、硅单质及其重要化合物的性质和用途,1,.,碳、硅单质,(1),原子结构、自然界存在形态、物理性质及用途。,化合态,游离态,化合态,高,大,不导,高,大,-,4,-,基础梳理,考点突破,金刚石,石墨,半导体,-,5,-,基础梳理,考点突破,(2),碳、硅单质的化学性质。,CO,2,2CO,CO,2,+2Cu,2CO,CO+H,2,CO,2,+2SO,2,+2H,2,O,CO,2,+4NO,2,+2H,2,O,-,6,-,基础梳理,考点突破,Si+2NaOH+H,2,O=Na,2,SiO,3,+2H,2,-,8,-,基础梳理,考点突破,特别提醒,(1),玻璃中含有二氧化硅,因此氢氟酸可用于雕刻玻璃,盛放氢氟酸不能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的玻璃瓶。,SiO,2,+4HF=SiF,4,+2H,2,O,-,9,-,基础梳理,考点突破,自主巩固,判断正误,正确的画,“,”,错误的画,“”,。,(1),氢氟酸与,SiO,2,反应,可用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记,(,),(2),可用带磨口玻璃塞的玻璃瓶保存,NaOH,溶液,(,),(3)SiO,2,既能和,NaOH,溶液反应又能和氢氟酸反应,所以是两性氧化物,(,),(4),硅胶可用作食品干燥剂,(,),(5)NH,4,F,水溶液中含有,HF,因此,NH,4,F,溶液不能存放于玻璃试剂瓶中,(,),(6)Si,和,SiO,2,都用于制造光导纤维,(,),(7),玻璃容器可长期盛放各种酸,(,),(8),浓硫酸可刻蚀石英制艺术品,(,),-,10,-,基础梳理,考点突破,(9),晶体硅熔点高、硬度大,所以可用于制作半导体材料,(,),(10),高温下用焦炭还原,SiO,2,制取粗硅,(,),(11),二氧化硅不与强酸反应,可用石英器皿盛放氢氟酸,(,),(12)SiO,2,可与氢氟酸反应,所以氢氟酸不能保存在玻璃瓶中,(,),-,11,-,基础梳理,考点突破,-,12,-,基础梳理,考点突破,-,13,-,基础梳理,考点突破,2,.,硅的制备工艺流程,-,14,-,基础梳理,考点突破,例,1,(2016,安徽淮北模拟,)SiO,2,是一种化工原料,可以制备一系列物质,(,如图所示,),。下列说法错误的是,(,),A.,高炉炼铁时,加入石灰石将铁矿石中的脉石,(,主要成分为,SiO,2,),转化为易熔的炉渣,B.,纯净的二氧化硅和单晶硅都是信息产业的重要基础材料,C.,用盐酸可除去石英砂,(,主要成分为,SiO,2,),中少量的碳酸钙,D.,图中所含反应都不属于氧化还原反应,答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,-,15,-,基础梳理,考点突破,易错警示,(1),硅在加热条件下能与,O,2,发生反应,制备粗硅时,用焦炭在电炉中隔绝空气还原,SiO,2,生成,CO,而不是,CO,2,。,(2),粗硅中杂质不是碳单质,而是,SiC,因为发生反应,C+Si SiC,。,(3),制备纯硅时,石英管不能更换为玻璃管,因为高温条件下玻璃会软化。,-,16,-,基础梳理,考点突破,跟踪训练,1,.(2017,湖北重点高中协作体模拟,),近年来美国研究人员合成了光伏电池新型硅材料,Si,24,。下列相关说法正确的是,(,),A.Si,24,是一种新型化合物,B.Si,24,是硅的一种同素异形体,C.Si,24,易与稀硫酸反应生成氢气,D.,硅太阳能电池供电原理与原电池相同,答案,解析,解析,关闭,Si,24,是由一种元素组成的纯净物,属于单质而不是化合物,A,项错误,;,同种元素形成的不同种单质互称为同素异形体,所以,Si,24,是硅的一种同素异形体,B,项正确,;Si,24,与碱反应,而与稀硫酸不反应,C,项错误,;,硅太阳能电池是用半导体原理将光能转化为电能,是物理变化,而原电池是化学能转化为电能,D,项错误。,答案,解析,关闭,B,-,17,-,基础梳理,考点突破,2,.(2016,东北育才学校二模,),二氧化硅广泛存在于自然界中,在日常生活、生产、科研等方面有着重要的用途。,ae,是对,反应中,SiO,2,所表现的化学性质或作用进行判断,ae,叙述中正确的选项有,(,),-,18,-,基础梳理,考点突破,a.,反应,中,SiO,2,作为玻璃的成分被消耗,用于刻蚀玻璃,b.,反应,中,SiO,2,表现出氧化性,c.,反应,中,SiO,2,表现了酸性氧化物的通性,d.,反应,符合用较强酸制取较弱酸的道理,e.,反应,中,SiO,2,未参加氧化还原反应,A.2,个,B.3,个,C.4,个,D.5,个,答案,解析,解析,关闭,反应,:,通常情况下,SiO,2,与氢氧化钠溶液的反应很微弱,不能用于刻蚀玻璃,错误,;,反应,:SiO,2,中硅元素的化合价由,+4,价降低为,0,价,得电子,表现出氧化性,正确,;,反应,:SiO,2,与氢氟酸反应是二氧化硅的特性,错误,;,反应,:,高温下用难挥发性酸酐制挥发性酸酐,不符合用较强酸制取较弱酸的道理,错误,;,反应,:Si,的化合价没有发生变化,即,SiO,2,未参加氧化还原反应,正确。,答案,解析,关闭,A,-,19,-,基础梳理,考点突破,硅酸、硅酸盐及无机非金属材料,1,.,硅酸,不,弱,Na,2,CO,3,+H,2,SiO,3,Na,2,SiO,3,+2HCl=2NaCl+H,2,SiO,3,-,20,-,基础梳理,考点突破,2,.,硅酸盐,硅酸盐是由,元素组成的化合物的总称,硅酸钠是一种常用的硅酸盐,化学式为,用氧化物的形式表示为,。硅酸钠的水溶液俗称,是无色黏稠液体,常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料等。,3,.,常见硅酸盐材料,硅、氧和金属,Na,2,SiO,3,Na,2,OSiO,2,水玻璃,石灰石,纯碱,石灰石,-,21,-,基础梳理,考点突破,4,.,特殊含硅材料,(1)SiC(,俗称,),具有类似于金刚石的结构,硬度大,可用作砂纸、砂轮的磨料。,(2),含硅,4%,的硅钢具有很高的导磁性,可用作,的铁芯。,(3),硅橡胶具有耐高温、耐低温的性质。,金刚砂,变压器,-,22,-,基础梳理,考点突破,(4),烧结黏土制陶瓷不涉及化学反应,(,),(5),氢氟酸刻蚀玻璃的过程不涉及化学变化,(,),(6),合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料,(,),(7),水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂,(,),(8),氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料,(,),(9),水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品,(,),-,23,-,基础梳理,考点突破,-,24,-,基础梳理,考点突破,2,.,硅酸盐改写成氧化物形式的方法,(1),氧化物的书写顺序,:,活泼金属氧化物,较活泼金属氧化物,二氧化硅,水。,(2),氧化物前计量数的配置原则,:,按配置前后原子个数守恒原则配置各氧化物的计量数,且不同氧化物间以,“”,隔开。,(3),当氧化物计量数出现分数时应化为整数,如钾长石,:KAlSi,3,O,8,不能写成,应写成,K,2,OAl,2,O,3,6SiO,2,。,-,25,-,基础梳理,考点突破,例,2,(2016,安徽合肥三模,),天工开物记载,:“,凡埏泥造瓦,掘地二尺余,择取无沙粘,(,通,“,黏,”),土而为之,”,“,凡坯既成,干燥之后,则堆积窑中燃薪举火,”,“,浇水转釉,(,主要为青色,),与造砖同法,”,。下列说法错误的是,(,),A.,沙子和黏土主要成分为硅酸盐,B.“,燃薪举火,”,使黏土发生复杂的物理化学变化,C.,烧制后自然冷却成红瓦,浇水冷却成青瓦,D.,黏土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料,A,解析,:,沙子的主要成分为,SiO,2,不属于硅酸盐,A,错误,;“,燃薪举火,”,是使成型的黏土器皿发生复杂的物理化学变化而制成陶器,B,正确,;,烧制过程中铁的化合物被氧化为氧化铁,得到红瓦,若浇水则发生氧化还原反应得到氧化亚铁而成为青瓦,C,正确,;,制作砖瓦、陶瓷的主要原料是黏土,D,正确。,-,26,-,基础梳理,考点突破,易错警示,(1),不要混淆二氧化硅和硅的用途。,用于制作光导纤维的是,SiO,2,;,用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅。,(2),水晶、石英、玛瑙的主要成分是,SiO,2,;,珍珠的主要成分是,CaCO,3,;,钻石是金刚石,;,宝石的主要成分是,Al,2,O,3,。,(3),硅酸盐写成氧化物形式,并不是以氧化物形式存在,但有利于理解硅酸盐的性质。,-,27,-,基础梳理,考点突破,跟踪训练,3,.(2016,湖北八校联考,),钢化玻璃是普通玻璃的化身,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,答案,解析,解析,关闭,答案,解析,关闭,-,28,-,基础梳理,考点突破,4,.(2016,吉林一中高三质检,),下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是,(,),硅酸盐,Na,2,Fe,2,Si,3,O,10,用氧化物的形式表示为,Na,2,O2FeO3SiO,2,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,单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料,A.,B.,C.,D.,答案,解析,解析,关闭,硅酸盐,Na,2,Fe,2,Si,3,O,10,中,Fe,的化合价是,+3,价,所以用氧化物的形式表示为,Na,2,O,Fe,2,O,3,3SiO,2,错误,;,水晶的主要成分是二氧化硅,不属于硅酸盐产品,错误,;,用于制作光导纤维的材料是二氧化硅,不是硅单质,错误,;,单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料,正确,所以答案为,D,。,答案,解析,关闭,D,-,29,-,基础梳理,考点突破,-,30,-,基础梳理,考点突破,-,31,-,1,2,3,4,1,.(,人教版必修,1P,81,5,改编,),坩埚是实验室用于灼烧或熔融固体物质的常用仪器,材质种类很多,实验时应根据物质的性质加以选择。熔融烧碱时,应选用下列哪种材质的坩埚,(,),A.,玻璃坩埚,B.,石英坩埚,C.,陶瓷坩埚,D.,铁坩埚,D,解析,:,二氧化硅能与氢氧化钠反应,因此熔融烧碱的坩埚中不能含有二氧化硅,A,、,B,、,C,中都含有二氧化硅,则熔融烧碱时应选用铁坩埚。,-,32,-,1,2,3,4,A.,为置换反应,B.,为化合反应,C.,均为氧化还原反应,D.,三个反应的反应物中硅元素均被还原,D,解析,:,反应,为置换反应,反应,为化合反应,三个反应均有元素化合价变化,均属于氧化还原反应,其中反应,和,中硅元素被还原,反应,中硅元素被氧化。,-,33,-,1,2,3,4,3,.(2017,江西第一次联考,),对于反应,3C+SiO,2,SiC+2CO,下列说法正确的是,(,),A.SiC,是氧化产物,B.,还原剂与氧化剂的物质的量之比为,1,2,C.,若生成,4.48 L CO,则转移,0.4 mol,电子,D.,该反应中,C,既是氧化剂又是还原剂,D,解析,:,SiC,中碳元素化合价是,-4,价,SiC,是还原产物,A,项错误,;,该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为,2,1,B,项错误,;,没有说明是否为标准状况,C,项错误,;,碳元素化合价既有升高又有降低,所以,C,既是氧化剂又是还原剂,D,项正确。,-,34,-,1,2,3,4,4,.(2015,海南化学,14),单质,Z,是一种常见的半导体材料,可由,X,通过如下图所示的路线制备。其中,X,为,Z,的氧化物,;Y,为氢化物,分子结构与甲烷相似。回答下列问题,:,(1),能与,X,发生化学反应的酸是,;,由,X,制备,Mg,2,Z,的化学方程式为,。,(2),由,Mg,2,Z,生成,Y,的化学方程式为,Y,分子的电子式为,。,(3)Z,、,X,中共价键的类型分别是,、,。,-,35,-,1,2,3,4,解析,:,(1)Z,为半导体单质,则为,Si;X,是其氧化物,则,X,为,SiO,2,能与,SiO,2,反应的酸只能是氢氟酸,;,根据反应的流程图可知,SiO,2,与,Mg,在加热条件下反应生成,Mg,2,Si,由元素守恒分析,可知还有,MgO,生成。,(2)Mg,2,Si,与盐酸反应生成的,Y,为氢化物,故,Y,的化学式是,SiH,4,。,(3)SiH,4,加热分解可得到,Si,单质,硅单质中含有,SiSi,非极性共价键,SiO,2,中含有,SiO,极性共价键。,