高三一轮复习碳和硅.doc

第四章 第1讲 无机非金属材料的主角硅一、课前预习：1碳和硅位于周期表中的第 族，属于碳族元素。碳族元素原子最外层电子数为 ，既不容易 电子，也不容易 电子。易形成 键，难形成 键。2碳族元素的递变规律：从上到下电子层数依次 ，原子半径依次 ，原子核对最外层电子的吸引能力 ，失电子的能力 ，从上到下由非金属递变为金属的变化非常典型。其中碳是非金属，硅、锗是半导体材料，锡、铅是金属。3碳族元素在自然界里的存在：自然界里碳有 、 两种；硅在地壳里无游离态，主要以含氧化合物的形式存在。4几种同素异形体：碳： 、 、 ；硅：晶体硅，无定形硅。二、知识梳理（一）碳和硅1.物理性质：金刚石熔点 、硬度 。金刚石用作切割刀具，制饰品；石墨熔点高、质软，有滑腻感，可用作电极、铅笔芯等。晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、硬度大、熔点高。晶体硅可用作半导体材料、硅芯片和硅太阳能电池。2.化学性质： （2）硅 3.思考与探究1：用化学方程式表示工业上获取纯硅的过程。 ； ； 。（二）碳、硅的氧化物CO2和SiO2 物质二氧化硅二氧化碳结构 结构，不存在单个分子存在单个CO2分子主要物理性质硬度 ，熔、沸点 ，常温下为固体，不溶于水。熔、沸点 ，常温下为气体，微溶于水化学性质与水反应不反应CO2H2OH2CO3与酸反应 不反应与碱反应 CO2少量： CO2过量： 与盐反应与Na2CO3反应： 与Na2CO3反应： 与碱性氧化物反应与CaO的反应： 与Na2O的反应： 与碳反应CCO22CO2CSiO2Si2CO思考与探究2：有人认为SiO2既能与酸反应又能与碱反应，所以认为它是一种两性氧化物，你同意这种看法吗？ 。主要用途：CO2：化工原料、灭火剂。干冰用作制冷剂，人工降雨。SiO2：制光学仪器、石英玻璃。水晶可制作饰品，常用来制造通讯材料 。（三）H2CO3与H2SiO3的比较H2CO3H2SiO3酸性均为弱酸，且酸性： 水溶性能溶于水难溶于水稳定性常温下易分解为CO2与H2O受热易分解： 转化关系Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3用途：硅胶可用作 、催化剂的载体等。（四）硅酸盐定义：由硅、氧和金属元素组成化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分，结构复杂，化学性质很稳定。（1）硅酸钠(Na2SiO3)白色、可溶于水的粉末状固体，俗名泡花碱，其水溶液俗称 ，有黏性，水溶液显 性。它能与酸性较硅酸强的酸反应，化学方程式分别为：与盐酸反应： 。与CO2水溶液反应： 。用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。（2）硅酸盐组成的表示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：硅酸钠(Na2SiO3)可表示为 ，钾长石(KAlSi3O8)可表示为 。（3）无机非金属材料传统无机非金属材料水泥玻璃陶瓷生产原料 黏土主要设备水泥回转窑玻璃熔炉陶瓷窑生产条件高温特点：有抗腐蚀性、耐高温的优点，但质脆，经不起冲击。新型无机非金属材料：如高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷、光导纤维等。特点：能承受高温，强度高，有电学特性、光学特性和生物特性。思考与探究3：探究由SiO2制取H2SiO3的最佳方案(用流程图表示)。 三、练习巩固：(1)高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅(2013广东理综，11C)()(2)SiO2有导电性，所以SiO2可用于制备光导纤维(2012广东理综，12B)()(3)单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料(2012新课标全国卷，8B)()(4)合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料(2012新课标全国卷，8D)()(5)硅酸钠溶液应保存在带玻璃塞的试剂瓶中(2012海南，4B)()(6)SiO2与酸、碱均不反应(2012天津理综，2B)()(7)向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体，出现白色沉淀，则H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强(2012江苏，13C)()四、交流反思：通过本节课的学习，请同学们找出硅及其化合物的“反常现象”。2