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1、化學人人 教教 版版第四章非金屬及其化合物第四章非金屬及其化合物必考內容第一課時無機非金屬材料的主角第一課時無機非金屬材料的主角硅硅考考 綱綱 解解 讀讀考綱要求考綱要求命題趨勢命題趨勢1.了解碳、硅的原子結構、認了解碳、硅的原子結構、認識硅在自然界的存在形式。識硅在自然界的存在形式。2.了解碳、硅及其重要化合物了解碳、硅及其重要化合物的主要性質。的主要性質。3.了解硅酸鹽產品及其在生產了解硅酸鹽產品及其在生產生活中的用途。生活中的用途。高考的考查點有三個：一是以新材料、新技高考的考查點有三個：一是以新材料、新技術為背景考查術為背景考查C、Si及其重要化合物的性質及其重要化合物的性質及應用，二
2、是以推斷題考查及應用，二是以推斷題考查C、Si及其化合及其化合物之間的轉化關系，三是以硅、硅酸的制備物之間的轉化關系，三是以硅、硅酸的制備為載體，考查實驗探究能力。特別注意為載體，考查實驗探究能力。特別注意Si、SiO2在現代科技中的用途經常以選擇題形式在現代科技中的用途經常以選擇題形式出現，已成為高考考查熱點。出現，已成為高考考查熱點。1 1考點一考點一2 2考點二考點二3 3考點三考點三4 4復 習 練 案復 習 練 案1碳單質的存在、性質和用途碳單質的存在、性質和用途考點一碳、硅單質的性質和用途考點一碳、硅單質的性質和用途種類種類主要有金剛石、石墨、主要有金剛石、石墨、_等等結構結構金剛
3、石：金剛石：_結構結構石墨：平面正六邊形層狀結構石墨：平面正六邊形層狀結構物理性質物理性質金剛石：熔點高，硬度金剛石：熔點高，硬度_，不導電，不導電石墨：熔點更高，質石墨：熔點更高，質_，有滑膩感，能導電，有滑膩感，能導電C60或富勒烯或富勒烯 正四面體空間網狀正四面體空間網狀 大大 軟軟 化學化學性質性質與與O2反反應應O2充足時：充足時：_O2不足時：不足時：_與氧化與氧化物反應物反應CuO：_ (冶煉金屬冶煉金屬)SiO2：_ (制取粗硅制取粗硅)H2O：_ (制取水煤氣制取水煤氣)與強氧與強氧化性酸化性酸反應反應濃濃H2SO4：_濃濃HNO3：_用途用途金剛石：用作切削刀具、裝飾品等；
4、石墨：作電極、高溫潤金剛石：用作切削刀具、裝飾品等；石墨：作電極、高溫潤滑劑、鉛筆芯等滑劑、鉛筆芯等2硅單質的存在、性質和制備硅單質的存在、性質和制備(1)結構及物理性質結構及物理性質(2)化學性質化學性質硅的化學性質不活潑，常溫下不能被濃硫酸、濃硝酸等強氧化劑氧化，只硅的化學性質不活潑，常溫下不能被濃硫酸、濃硝酸等強氧化劑氧化，只能與能與F2、氫氟酸、強堿溶液反應；在加熱條件下，能與、氫氟酸、強堿溶液反應；在加熱條件下，能與O2、Cl2等少數非金屬單等少數非金屬單質化合。質化合。寫出下列相關反應的化學方程式：寫出下列相關反應的化學方程式：(3)工業(yè)制備工業(yè)制備反應原理：反應原理：制粗硅制粗硅
5、_粗硅的提純粗硅的提純_、_。 D 解析解析 考查硅和二氧化硅的性質與應用。半導體硅晶體制造計算機芯考查硅和二氧化硅的性質與應用。半導體硅晶體制造計算機芯片，選項片，選項A正確；焦炭和二氧化硅在高溫下反應制得粗硅，其中二氧化硅作氧正確；焦炭和二氧化硅在高溫下反應制得粗硅，其中二氧化硅作氧化劑被還原，選項化劑被還原，選項B正確；常溫時硅不與水、氧氣及強酸反應，但可與氫氟酸反正確；常溫時硅不與水、氧氣及強酸反應，但可與氫氟酸反應，選項應，選項C正確；硅元素在自然界的主要以二氧化硅和硅酸鹽的形式存在，選正確；硅元素在自然界的主要以二氧化硅和硅酸鹽的形式存在，選項項D不正確。不正確。C 解析解析 晶體
6、硅與金剛石都是由原子直接構成的，不存在分子，晶體硅與金剛石都是由原子直接構成的，不存在分子，A錯誤；硅錯誤；硅酸鹽中的硅酸鈉易溶于水，酸鹽中的硅酸鈉易溶于水，B錯誤；硅與氫氟酸能夠發(fā)生反應，錯誤；硅與氫氟酸能夠發(fā)生反應，C錯誤；原硅酸錯誤；原硅酸和硅酸對應的酸酐都是二氧化硅，和硅酸對應的酸酐都是二氧化硅，D正確。正確。D C 解析解析 自然界中硅元素以自然界中硅元素以SiO2以及硅酸鹽的形式存在，以及硅酸鹽的形式存在，A錯誤；制造光導錯誤；制造光導纖維的原料是纖維的原料是SiO2，B錯誤；該條件下的反應，錯誤；該條件下的反應，C是還原劑，是還原劑，Si是還原產物，因是還原產物，因此該條件下還原
7、性此該條件下還原性C比比Si強，強，C正確；因不知正確；因不知CO所處狀態(tài)，無法確定其物質的所處狀態(tài)，無法確定其物質的量，因此也就不能確定轉移電子的數目，量，因此也就不能確定轉移電子的數目，D錯誤。錯誤。3SiCl42N26H2=Si3N412HCl SiHCl33H2O=H2SiO33HClH2 假設每一輪次制備假設每一輪次制備1 mol純硅，且生產過程中硅元素沒有損失，反應純硅，且生產過程中硅元素沒有損失，反應中中HCl的利用率為的利用率為90%，反應，反應中中H2的利用率為的利用率為93.75%。則在第二輪次的生產。則在第二輪次的生產中，補充投入中，補充投入HCl和和H2的物質的量之比是
8、的物質的量之比是_。51 總結提升總結提升1一氧化碳一氧化碳CO是無色無味的有毒氣體，是無色無味的有毒氣體，_溶于水，可用作氣體燃料和冶金工業(yè)的溶于水，可用作氣體燃料和冶金工業(yè)的_。(1)燃燒的化學方程式為：燃燒的化學方程式為：_。(2)還原還原CuO的化學方程式為：的化學方程式為：_。考點二碳和硅的氧化物考點二碳和硅的氧化物不不 還原劑還原劑 2二氧化碳和二氧化硅二氧化碳和二氧化硅酸性酸性 立體網狀立體網狀 高高 SiO24HF=SiF42H2 SiO22NaOH=Na2SiO3H2OCO2Na2SiO3H2O=H2SiO3Na2CO3CO2Na2O=Na2CO3 A B CO2與堿反應產物
9、的定量判斷與堿反應產物的定量判斷CO2通入通入NaOH、Ca(OH)2等強堿溶液的反應產物與等強堿溶液的反應產物與CO2氣體的通入量有氣體的通入量有關，當通入少量關，當通入少量CO2時生成碳酸鹽，當通入過量時生成碳酸鹽，當通入過量CO2時生成碳酸氫鹽；當時生成碳酸氫鹽；當CO2的的通入量介于兩者之間時，既有正鹽又有酸式鹽生成，因此推斷時一定要注意通入量介于兩者之間時，既有正鹽又有酸式鹽生成，因此推斷時一定要注意CO2與堿之間量的關系。與堿之間量的關系。以以CO2與與NaOH溶液反應為例，將溶液反應為例，將CO2通入通入NaOH溶液中，可能發(fā)生的反應溶液中，可能發(fā)生的反應為為方法技巧方法技巧 D
10、 A 含硅化合物的特殊性含硅化合物的特殊性(1)SiO2是是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接與水作用制備的酸酐，但它不溶于水，不能直接與水作用制備H2SiO3。(2)酸性氧化物一般不與酸作用，但酸性氧化物一般不與酸作用，但SiO2能跟能跟HF作用：作用：SiO24HF=SiF42H2O。(3)不要混淆二氧化硅和硅的用途不要混淆二氧化硅和硅的用途用于制作光導纖維的是用于制作光導纖維的是SiO2，用于制作半導體材料、計算機芯片的是晶體，用于制作半導體材料、計算機芯片的是晶體硅。硅。(4)水晶、石英、瑪瑙的主要成分是水晶、石英、瑪瑙的主要成分是SiO2；珍珠的主要成分是；珍珠的主要成分是C
11、aCO3；鉆石；鉆石是金剛石；紅、藍寶石的主要成分是是金剛石；紅、藍寶石的主要成分是Al2O3?？偨Y提升總結提升B D Na2CO3 1120 NaHCO32240 Na2CO3和和NaHCO3 1792 有關二氧化碳反應的總結有關二氧化碳反應的總結1與鹽溶液的反應與鹽溶液的反應(1)CO2Na2CO3H2O=2NaHCO3(2)CO2(少量少量)Ca(ClO)2H2O=CaCO32HClO(3)CO2(少量少量)Na2SiO3H2O=H2SiO3Na2CO3總結提升總結提升1硅酸硅酸硅酸硅酸_溶于水，其酸性比碳酸溶于水，其酸性比碳酸_，硅酸，硅酸_(填填“能能”或或“不不能能”)使紫色石蕊試
12、液變紅色。使紫色石蕊試液變紅色。(1)硅酸不穩(wěn)定，受熱易分解：硅酸不穩(wěn)定，受熱易分解：_?？键c三硅酸、硅酸鹽、無機非金屬材料考點三硅酸、硅酸鹽、無機非金屬材料難難 弱弱 不能不能 (2)硅酸能與堿溶液反應，如與硅酸能與堿溶液反應，如與NaOH溶液反應的化學方程式為溶液反應的化學方程式為_。(3)硅酸在水中易聚合形成膠體，硅膠有很強的吸水能力，常用作硅酸在水中易聚合形成膠體，硅膠有很強的吸水能力，常用作_。2硅酸鹽硅酸鹽(1)概念：概念：_的總稱，是構成地殼巖石的總稱，是構成地殼巖石的主要成分。的主要成分。(2)硅酸鈉硅酸鈉(Na2SiO3)白色、可溶于水的粉末狀固體，其水溶液俗稱白色、可溶于水
13、的粉末狀固體，其水溶液俗稱_，有黏性，水溶，有黏性，水溶液顯堿性。液顯堿性。H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O 干燥劑干燥劑 由硅、氧和金屬元素組成的化合物由硅、氧和金屬元素組成的化合物 水玻璃水玻璃 它能與較強的酸反應，如與鹽酸反應：它能與較強的酸反應，如與鹽酸反應：_；與與CO2水溶液反應：水溶液反應：_。用途：黏合劑用途：黏合劑(礦物膠礦物膠)，耐火阻燃材料。，耐火阻燃材料。(3)硅酸鹽組成的表示：通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示硅酸硅酸鹽組成的表示：通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示硅酸鹽的組成，如硅酸鈉鹽的組成，如硅酸鈉(Na2SiO3)可表示為可表示為Na
14、2OSiO2，長石，長石(KAlSi3O8)可表示為可表示為_。Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3 Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3 K2OAl2O36SiO2 3無機非金屬材料無機非金屬材料(1)傳統無機非金屬材料傳統無機非金屬材料三種硅酸鹽工業(yè)生產的比較：三種硅酸鹽工業(yè)生產的比較：水泥水泥玻璃玻璃陶瓷陶瓷生產原料生產原料_主要設備主要設備_陶瓷窯陶瓷窯主要成分主要成分3CaOSiO22CaOSiO23CaOAl2O3Na2SiO3CaSiO3SiO2硅酸鹽硅酸鹽生產條件生產條件高溫高溫石灰石、黏土石灰石、黏土 純堿、石灰石和石英純堿、石灰石和石英 黏土黏土
15、水泥回轉窯水泥回轉窯 玻璃窯玻璃窯 (2)新型無機非金屬材料新型無機非金屬材料高溫結構陶瓷：如氮化硅陶瓷具有較高的硬度和耐磨性、較強的抗化學高溫結構陶瓷：如氮化硅陶瓷具有較高的硬度和耐磨性、較強的抗化學侵蝕性和電絕緣性等。侵蝕性和電絕緣性等。生物陶瓷：對機體無排異反應，不會引起代謝作用異常。生物陶瓷：對機體無排異反應，不會引起代謝作用異常。壓電陶瓷：具有壓電效應。壓電陶瓷：具有壓電效應。(3)特殊功能的含硅物質特殊功能的含硅物質碳化硅具有金剛石結構，可用作磨料。碳化硅具有金剛石結構，可用作磨料。含硅元素含硅元素4%的硅鋼具有導磁性。的硅鋼具有導磁性。硅橡膠具有既耐高溫又耐低溫的性質。硅橡膠具有
16、既耐高溫又耐低溫的性質。 D C 方法技巧方法技巧 C A B SiO24HF=SiF42H2O Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3 D 請回答下列問題：請回答下列問題：(1)寫出各物質的化學式：寫出各物質的化學式：A_；B_；C_；D_；E_。(2)寫出反應寫出反應的化學方程式的化學方程式_，該反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為該反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為_。(3)寫出反應寫出反應的離子方程式的離子方程式_。(4)寫出反應寫出反應的離子方程式的離子方程式_。(5)H2CO3的酸性強于的酸性強于E的，請用離子方程式予以證明的，請用離子方程式予以證明_。SiO2 C
17、aSiO3 Na2SiO3 Si H2SiO3 12 解析解析 解答本題的第一個解答本題的第一個“突破口突破口”是非金屬元素是非金屬元素R的單質能與的單質能與NaOH溶溶液反應生成鹽液反應生成鹽(Na2RO3)和氫氣，說明是硅及其化合物之間的轉化。第二個和氫氣，說明是硅及其化合物之間的轉化。第二個“突突破口破口”是反應條件是反應條件“高溫高溫”，A在高溫條件下，能與焦炭、在高溫條件下，能與焦炭、CaCO3發(fā)生反應，發(fā)生反應，則則A為為SiO2。從而推知。從而推知B為為CaSiO3，D為為Si，E為為H2SiO3。硅及其化合物的轉化關系圖硅及其化合物的轉化關系圖總結提升總結提升復復 習習 練練 案案
化學第4章 非金屬及其化合物 第1課時 無機非金屬材料的主角-硅 新人教版
