高三化学复习硅及其化合物无机非金属材料教案中学教育高考_中学教育-高中教育.pdf

学习必备 欢迎下载 高三化学复习 硅及其化合物 无机非金属材料教案【高考考点】1硅和二氧化硅 2无机非金属材料 3硅的用途【知识要点】一硅 1晶体硅的结构 2硅的存在和物理性质 存在：只以 态存在，主要以 和 ，在地壳中含量居第 位。物理性质：晶体硅是一种 色具有 光泽，硬而脆的固体，熔沸点较高，能导电，是良好的 材料。3化学性质：与单质（O2、F2）反应 与酸（HF）反应 与强碱（如 NaOH）溶液反应 4用途 制造 、5工业制法 二二氧化硅 1晶体结构 2物理性质 3化学性质 4用途 制造 ，等。三硅酸 硅的常见含氧酸有原硅酸、硅酸。原硅酸是一种 色 溶于水的胶状物，易失水变为白色粉末状的硅酸（溶于水），硅酸在一定条件下继续失水可转变成 。硅酸是一种 酸，酸性比碳酸还要 。实验室制取硅酸常用 Na2SiO3（aq）与稀 HCl（aq）或向 Na2SiO3（aq）中通入 CO2（g）（首先生成原硅酸）。写出上述有关反应的化学方程式。、四硅酸盐 硅酸钠 Na2SiO3 （Na2OSiO2）高岭石 Al2(Si2O5)(OH)4 （Al2O32SiO22H2O）常见可溶性硅酸盐是硅酸钠，其水溶液俗名 ，是一种无色粘稠液体，是一种矿物胶，用作黏合剂，还可用作 。五无机非金属材料 1传统无机非金属材料硅酸盐材料 硅酸盐工业是以 为原料，经 制成的。如制造 、等产品的工业。水泥、玻璃和陶瓷生产的有关比较 工业名称 制水泥 制玻璃 制陶瓷 原料 学习必备 欢迎下载 设备 生产过程 混合成型干燥烧结冷却陶瓷器 反应原理 复杂的物理、化学变化 复杂的物理、化学变化 产品成分 硅酸盐 产品主要特性 水硬性 玻璃态物质 抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型 2新型无机非金属材料 新型无机非金属材料的特性主要有：。具有 特性 具有 特性 具有 重要的新型无机非金属材料高温结构陶瓷和光导纤维 高温结构陶瓷 、光导纤维【高考试题】1下列物质的晶体中，不存在分子的是 A二氧化硅 B二硫化碳 C二氧化硫 D二氧化碳 2下列物质属于原子晶体的化合物是 A金刚石 B晶体硅 C二氧化硅 D干冰 3光纤是一种很好的通讯材料，制造光导纤维的主要原料是 ACaCO3 BCaO CSiO2 DNa2CO3 4固体熔化时必须破坏非极性共价键的是 A冰 B晶体硅 C溴 D二氧化硅 5X是核外电子数最少的元素，Y是地壳中含量最丰富的元素，Z 在地壳中的含量仅次于 Y，W可以形成自然界最硬的原子晶体。下列叙述错误的是 AWX4是沼气的主要成分 B固态 X2Y是分子晶体 CZW是原子晶体 DZY2的水溶液俗称“水玻璃”6晶体硅是一种重要的非金属材料。制备纯硅的主要步骤如下：高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅 粗硅与干燥 HCl气体反应制得 SiHCl3：Si 3HCl SiHCl3H2 SiHCl3与过量 H2在 10001100反应制得纯硅 已知 SiHCl3能与 H2O强烈反应，在空气中易自燃。请回答下列问题：第步制备粗硅的化学反应方程式为 。粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3（沸点33.0）中含有少量SiCl4（沸点57.6）和 HCl（沸点84.7），提纯 SiHCl3采用的方法为：。用 SiHCl3与过量 H2反应制备纯硅的装置如下（热源及夹持装置略去）：300 途知识要点一硅晶体硅的结构硅的存在和物理性质存在只以态存在主要以和在地壳中含量居第位物理性质晶体硅是一种色具有光泽硬而脆的固体熔沸点较高能导电是良好的材料化学性质与单质反应与酸反应与强碱如溶液反应用途制溶于水的胶状物易失水变为白色粉末状的硅酸溶于水硅酸在一定条件下继续失水可转变成硅酸是一种酸酸性比碳酸还要实验室制取硅酸常用与稀或中通入首先生成原硅酸写出上述有关反应的化学方程式等四硅酸盐硅酸钠高岭石常见酸盐工业是以为原料经制成的如制造等产品的工业是一种无色粘稠液体是一种矿物水泥玻璃和陶瓷生产的有关比较制水泥制玻璃制陶瓷工业名称原料学习必备欢迎下载设备生产过程反应原理产品成分复杂的物理化学变化混合成型干学习必备 欢迎下载 装置中的试剂是 ，装置中的烧瓶需要加热，其目的是：。反应一段时间后，装置中观察到的现象是 ，装置不能采用普通玻璃管的原因是 ，装置中发生反应的化学方程式为 。为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及 。为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂（填写字母代号）是 碘水 氯水 NaOH 溶液 KSCN溶液 Na2SO3溶液【巩固练习】1下列材料属于传统无机非金属材料的是 A玻璃 B钢铁 C超硬材料 D半导体陶瓷 2传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的共同特点是 A耐高温 B具有电学特性 C具有光学特性 D具有生物功能 3下列叙述中，不正确的是 A碳族元素容易生成共价化合物 B碳族元素的原子最外电子层上都是 4 个电子，所以碳族元素都是+4 价的化合物最稳定 C碳族元素从上到下由非金属性向金属性递变 D碳族元素的原子半径从上到下依次增大 4普通玻璃是电的绝缘体，这种透明固体物质是 A离子晶体 B分子晶体 C原子晶体 D不属于晶体 5最近科学家研制出一种新的分子，它具有空心的类似足球状结构，分子式为 C60。下列说法正确的是 AC60是一种新型化合物 BC60和石墨是碳的同素异形体 CC60中含有离子键 DC60的相对分子质量为 720 6下列物质中，不能通过化合反应制取的是 AH2SiO3 BFe(OH)3 CFe(NO3)2 DCaSiO3 7下列关于说法中，正确的是 A1 mol SiO2晶体中，含有 2 mol SiO键 B熔融烧碱可选择石英坩埚 C二氧化硅分子由一个硅原子和两个氧原子构成 D尽管二氧化硅既能与烧碱又能与氢氟酸反应，但它仍不是两性氧化物 8有一种粗铝含金属铁和单质硅两种杂质。取等质量的样品分别投入足量的稀 HCl（aq）和足量的稀 NaOH（aq）中，放出等量的 H2，则该粗铝中铁和硅的关系正确的是 物质的量之比为 2:1 物质的量之比为 3:1 质量之比为 2:1 质量之比为 4:1 A B C D只有 途知识要点一硅晶体硅的结构硅的存在和物理性质存在只以态存在主要以和在地壳中含量居第位物理性质晶体硅是一种色具有光泽硬而脆的固体熔沸点较高能导电是良好的材料化学性质与单质反应与酸反应与强碱如溶液反应用途制溶于水的胶状物易失水变为白色粉末状的硅酸溶于水硅酸在一定条件下继续失水可转变成硅酸是一种酸酸性比碳酸还要实验室制取硅酸常用与稀或中通入首先生成原硅酸写出上述有关反应的化学方程式等四硅酸盐硅酸钠高岭石常见酸盐工业是以为原料经制成的如制造等产品的工业是一种无色粘稠液体是一种矿物水泥玻璃和陶瓷生产的有关比较制水泥制玻璃制陶瓷工业名称原料学习必备欢迎下载设备生产过程反应原理产品成分复杂的物理化学变化混合成型干学习必备 欢迎下载 9在反应 SiO2+2C 高温 Si+2CO中，还原剂和氧化剂的质量之比为 A5:2 B2:5 C1:1 D2:1 10钢化玻璃的重要用途之一是制造汽车车窗。合成钢化玻璃的主要原料是 A纯碱、石灰石、石英 B纯碱、石灰石、石英、硼酸盐 C碳酸钾、石灰石、石英 D水玻璃、石灰石、石英、氧化铅 11现代建筑的门窗框架常用电解加工成的古铜色硬铝制造，取硬铝样品进行如下实验（每一步试剂均过量）：不溶物溶液气体溶液浓不溶物溶液气体稀盐酸样品NaOH 由此可推知，硬铝的组成为 A.Al、Cu、Mg、Si、Mn B.Al、Mg、Si、Zn C.Al、Fe、C、Cu D.Al、Si、Zn、Na 12工业上由粗硅制取纯硅涉及以下反应：Si（s）+3HCl（g）300SiHCl3（g）+H2（g）；H-381kJ SiHCl3（g）+H2（g）950Si（s）+3HCl（g）对于上述反应的说法中正确的是 A均为置换反应和氧化还原反应 B反应、实际上互为可逆反应 C由于反应放热，则反应一定吸热 D欲提高 SiHCl3产率，应采用加压、升温的办法 13氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大，熔点高，化学性质稳定。工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在 1300反应获得氮化硅。根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是 制汽轮机叶片 制有机玻璃 制永久性模具 制造柴油机 氮化硅晶体属于 晶体（填晶体类型）。下列物质融化时，所克服的微粒间作用力与氮化硅熔化时所克服的微粒间作用相同的是 。单质 I2和金刚石 晶体硅和二氧化硅 冰和干冰 金刚石和碳化硅 已知氮化硅晶体结构中，原子间都以单键相连，且 N原子和 N原子、Si 原子和 Si 原子不直接相连，同时每个原子都满足 8 电子稳定结构。请写出氮化硅的化学式：，1 mol 氮化硅晶体中含 mol NSi 键。现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅。反应的化学方程式为：。14材料科学是近年来化学研究的热点之一。某新型无机非金属材料 K由两种非金属元素组成，它是一种超硬物质，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特性，它是以中学化学中的常见物质为原料来生产的，下图虚线框外为其生产过程；虚线框内的其他转化是为探究 C的组成而设，G、H均为难溶于水的白色固体；图中 C、M、K均含 A元素，C物质遇水强烈水解，能生途知识要点一硅晶体硅的结构硅的存在和物理性质存在只以态存在主要以和在地壳中含量居第位物理性质晶体硅是一种色具有光泽硬而脆的固体熔沸点较高能导电是良好的材料化学性质与单质反应与酸反应与强碱如溶液反应用途制溶于水的胶状物易失水变为白色粉末状的硅酸溶于水硅酸在一定条件下继续失水可转变成硅酸是一种酸酸性比碳酸还要实验室制取硅酸常用与稀或中通入首先生成原硅酸写出上述有关反应的化学方程式等四硅酸盐硅酸钠高岭石常见酸盐工业是以为原料经制成的如制造等产品的工业是一种无色粘稠液体是一种矿物水泥玻璃和陶瓷生产的有关比较制水泥制玻璃制陶瓷工业名称原料学习必备欢迎下载设备生产过程反应原理产品成分复杂的物理化学变化混合成型干学习必备 欢迎下载 成一种白色胶状物质 F和 E的酸雾，其余物质均为中学化学常见物质。请回答下列问题：指出 K可能所属的晶体类型_；写出化学式：单质 B_，化合物 F_；写出图中下列反应的离子方程式：_，_；写出反应的化学反应方程式：_。15某科研小组用含有少量的 CaO和 Fe2O3的高岭土（主要成分为 Al2O32SiO22H2O）来研制新型净水剂，其实验方案如下：将土样和纯碱混合均匀，加热熔融，冷却后用水浸取熔块，过滤弃去残渣，滤液用盐酸酸化，将分离得到沉淀和溶液，溶液即为净水剂。熔融时主要成分与纯碱反应的化学方程式为：。最后得到的沉淀物是 。生成沉淀的离子方程式为 。用文字和离子方程式说明净水剂的净水原理：。实验室中常备的坩埚由瓷坩埚和铁坩埚，此实验中熔融土样时应选用 坩埚。16第A族元素中碳、硅、锗、锡的+4 价化合物是稳定的，而铅的+2 价化合物是稳定的。锗（Ge）是一种良好的半导体材料，被广泛用于电子工业上，它可以从煤燃烧的烟道灰中提取。其过程如下：烟道灰（含 GeO2）盐酸蒸馏锗的氯化物 水解锗酸 加热纯净的锗的氧化物氢气流中加热锗。写出以上各步反应的化学方程式。17为了获得平整度高的平板玻璃，20 世纪 80 年代发明了浮法玻璃生产流水线。该工艺的主要原理是让液态玻璃在极平的水平面上边流动边冷却成固体，控制液态玻璃的流动速度即可得到不同厚度的平板玻璃。能够承载液态玻璃的最好平面为与液态玻璃互不熔融的液态物质。请根据下列资料选择恰当的物质作为液态玻璃的载体。物质名称 玻璃 石蜡 硫 钠 铝 铁 锡 铅 汞 密度/2.2 2.8 0.87 0.91 1.93 2.07 0.97 2.7 7.9 7.3 11.3 13.6 熔点/400800 72 119 97.7 659 1535 232 327 38.9 F NaOH 溶液 过量 CO2 H I F E G 硝酸银溶液 稀硝酸 G 水 单质 A 单质 B 化合物 C 化合物 M：A(NH2)4 K 过量 NH3 隔绝空气 高温 途知识要点一硅晶体硅的结构硅的存在和物理性质存在只以态存在主要以和在地壳中含量居第位物理性质晶体硅是一种色具有光泽硬而脆的固体熔沸点较高能导电是良好的材料化学性质与单质反应与酸反应与强碱如溶液反应用途制溶于水的胶状物易失水变为白色粉末状的硅酸溶于水硅酸在一定条件下继续失水可转变成硅酸是一种酸酸性比碳酸还要实验室制取硅酸常用与稀或中通入首先生成原硅酸写出上述有关反应的化学方程式等四硅酸盐硅酸钠高岭石常见酸盐工业是以为原料经制成的如制造等产品的工业是一种无色粘稠液体是一种矿物水泥玻璃和陶瓷生产的有关比较制水泥制玻璃制陶瓷工业名称原料学习必备欢迎下载设备生产过程反应原理产品成分复杂的物理化学变化混合成型干学习必备 欢迎下载 沸点/280 445 880 2500 3000 2270 1744 357 运用表中数据分析：作为承载液态玻璃的物质，其熔点要 ，沸点要 ，密度要 。符合上述条件的物质是 。作为载体最好还要不易被氧化且无毒无公害。从无公害的角度出发应选择 做载体。18已知如下反应：NaH+H2O=NaOH+H2；Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 现有氢化钠（NaH）晶体和单质硅的混合物 9.0g 与足量的水加热充分反应，共收集到 H2 0.80g，求混合物中硅的质量。硅及其化合物参考答案【高考试题】1A 2 C 3 C 4 B 5 D 6 分馏（或蒸馏）浓硫酸 使滴入烧瓶中的 SiHCl3气化 有固体物质生成 在反应温度下，普通玻璃会软化 排尽装置中的空气 bd【巩固练习】1A 2 A 3 B 4 D 5 BD 6 A 7 D 8 C 9 B 10 A 11 AC 12A 13 原子 Si3N4 12 14 原子晶体 Cl2 H2SiO3或 H4SiO4 SiO2+2OH=SiO32+H2O；SiO32+2H2O+2CO2=H2SiO3+2HCO3 15 H2SiO3 2H+SiO32=H2SiO3 Al3+3H2O Al(OH)3(胶体)+3H，氢氧化铝胶体可以吸附水中的悬浮杂质。铁 16 17低于 400 高于 800 大于 2.8 g cm3 锡、铅 锡 180.84g（Si 完全反应）或 4.2g（NaOH 完全反应）高温 SiO2+2C=Si+2CO 高温 SiHCl3+H2=Si+3HCl 高温 3SiCl4+6H2+2N2=Si3N4+12HCl 高温 SiO2+Na2CO3=CO2+Na2SiO3 高温 Al2O3+Na2CO3=CO2+GeCl4+4H2O=H4GeO4+4HCl H4GeO4=GeO2+2H2O GeO2+2H2=Ge+2H2O GeO2+4HCl=GeCl4+2H2O 高温 3Si(NH2)4=Si3N48NH3 途知识要点一硅晶体硅的结构硅的存在和物理性质存在只以态存在主要以和在地壳中含量居第位物理性质晶体硅是一种色具有光泽硬而脆的固体熔沸点较高能导电是良好的材料化学性质与单质反应与酸反应与强碱如溶液反应用途制溶于水的胶状物易失水变为白色粉末状的硅酸溶于水硅酸在一定条件下继续失水可转变成硅酸是一种酸酸性比碳酸还要实验室制取硅酸常用与稀或中通入首先生成原硅酸写出上述有关反应的化学方程式等四硅酸盐硅酸钠高岭石常见酸盐工业是以为原料经制成的如制造等产品的工业是一种无色粘稠液体是一种矿物水泥玻璃和陶瓷生产的有关比较制水泥制玻璃制陶瓷工业名称原料学习必备欢迎下载设备生产过程反应原理产品成分复杂的物理化学变化混合成型干