2022年高考化学无机非金属材料的主角硅考点全归纳.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 无机非金属材料的主角硅 考纲要求 1. 明白 C、Si 元素单质及其重要化合物的主要性质及应用；2. 明白 C、Si 元素单质及其重要化合物对环境质量的影响；3. 以新材料、 新技术为背景考查 C、Si 元素及其重要化合物的性质及应用；考点一 碳、硅单质的存在与性质1C、Si 单质的存在形状、物理性质及用途1 自然界中碳元素既有游离态,又有化合态,而硅元素因有亲氧性,所以仅有化合态；碳单质主要有金刚石、石墨、C60等同素异形体,硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类；2 单质的结构、物理性质与用途比较结构碳硅金刚石：空间网状结构晶体硅：与金刚石类似

2、的空间石墨：层状结构网状结构物理性质金刚石熔点高、硬度大晶体硅为灰黑色固体,有金属石墨熔点高、 质软,有滑腻感光泽、硬度大、熔点高用途金刚石用作切割刀具,石墨用晶体硅用作半导体材料、硅芯作电极、铅笔芯片和硅太阳能电池2. 碳、硅单质的化学性质碳、硅在参与化学反应时,一般表现仍原性；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - O2：Si O2= SiO22Si与非金属单质反应F2：Si 2F2=SiF4SiCl4Cl2 ： Si 2Cl2=与氢氟酸反应：Si 4HF=SiF4 2H2深度摸索1从元素周期表的位置看,碳和硅均为A

3、 中有硅的单质吗？为什么？元素,自然界中有碳的多种单质存在,自然界答案 没有,由于硅有很强的亲氧性,在地壳形成时硅与氧易结合,难分别,因而硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐形式存在；2硅单质有广泛的用途,用化学方程式表示工业上猎取硅单质的过程；答案 粗硅的制取： SiO22C= 高温 Si 2CO由粗硅制取纯硅 常用方法 ：加热Si 粗 2Cl2= SiCl4 SiCl4 2H2= 高温 Si 纯 4HCl 题组一 新材料、新技术下 C、Si 的考查1以下关于硅的说法中,不正确选项 A硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料B硅的导电性能介于金属和绝缘体之间,是良好的半导体材料C硅的化学性质不活泼,

4、常温下不与任何物质反应D加热到肯定温度时,硅能与氯气、氧气等非金属反应答案C F2、氢氟酸等发生反应；解析硅在常温下能与2石墨烯的结构示意图如下列图,以下关于石墨烯的表达正确名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 的是 A石墨烯可导电,说明它是电解质B石墨烯、金刚石、C60、“ 碳纳米泡沫” 四种物质都是碳的单质C由于 C石墨, s=C 金刚石, s D尽量使用含 12 6C 的产品,削减使用含答案 B H1.9 kJ mol 1 知金刚石比石墨烯稳固 6C 的产品,此举符合“ 促进低碳经济” 的宗旨解析“ 石墨烯可由石

5、墨剥离而成” 故石墨烯是可以导电的非金属单质,它既不是电解质,也不是非电解质,A 项错；石墨烯、金刚石、C60、“ 碳纳米泡沫” 都是由碳元素形成的不同的单质,它们互为同素异形体,B 项正确； C 项中由于石墨转化为金刚石的 H0,是吸热过程,即石墨的能量较金刚石低,因而石墨烯稳固,C项错； 12 6C 和13 6C 都是碳元素,故 D项错；题组二 工业制取高纯硅3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：. 高温下用碳仍原二氧化硅制得粗硅. 粗硅与干燥 HCl 气体反应制得 SiHCl3 ：300 Si 3HCl = SiHCl3 H2 .SiHCl3 与过量 H2在 1 000

6、 1 100 反应制得纯硅已知 SiHCl3 能与 H2O剧烈反应,在空气中易自燃；请回答以下问题：1 第步制备粗硅的化学反应方程式为_ _ ；2 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 采纳的方法为 _；3 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 ：装置 B 中的试剂是 _ ；装置 C中的烧瓶需要加热,其目的是_ ；反应一段时间后,装置D中观看到的现象是_,装置 D不能采纳一般玻璃管的缘由是 装置 D中发生反应的化学方程式为_ ,_ ；为保证制备纯

7、硅试验的胜利,操作的关键是检查试验装置的气密性,掌握好反应温度以及_ ；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 _；a碘水b氯水cNaOH溶液dKSCN溶液eNa2SO3溶液名师归纳总结 答案1SiO2 2C= 高温 Si 2CO第 3 页,共 13 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2 分馏 或蒸馏 3 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,一般玻璃会软化1 000 1 100 SiHCl3 H2 = Si 3HCl 排尽装置中的空气 bd解析 1 依据题给

8、信息,粗硅可以用碳仍原二氧化硅的方法来制得,故反应方程式为 SiO22C= 高温 Si 2CO ；2 因 HCl 易溶于水,而 SiHCl3 与 H2O剧烈反应,故提纯 SiHCl3 的方法只能在无水的条件下利用它们的沸点不同,采纳分馏的方法进行；3 因 SiHCl3 与水剧烈反应,故 A 中产生的 H2 必需干燥,故 B 中的液体肯定为浓 H2SO4,且 C 中烧瓶需加热,其 目的是使 SiHCl3 气化,加快与 H2 的反应；依据题给信息石英管中产生的物质应为硅,故 D中现象应有固体产生,由题给信息, 制纯硅的反应条件为 1 0001 100 ,此温度下一般玻璃简单软化；因高温下H2 与

9、O2简单反应而爆炸,故仍应排尽装置中的空气；铁与盐酸反应产生Fe2,其检验方法经常采纳先将Fe2氧化为Fe3然后再加入KSCN溶液看是否变血红色来检验；考点二碳、硅的氧化物1一氧化碳 1 物理性质：无色气体,有毒,难溶于水；2 化学性质点燃 燃烧： 2COO2= 2CO2,淡蓝色火焰；仍原 CuO：CuOCO= CuCO2冶炼金属 ；2二氧化碳和二氧化硅的比较名师归纳总结 物质二氧化硅二氧化碳第 4 页,共 13 页结构空间立体网状结构,不存存在单个 CO2分子在单个分子主要物理性质硬度大,熔、沸点高,常熔、沸点低,常温下为气体,温下为固体,不溶于水微溶于水与水反应不反应CO2H2OH2CO3

10、 与酸反应只与氢氟酸反应：SiO2不反应4HF=SiF4 2H2O 化SiO2 2NaOH=Na2SiO3CO2少量： CO22NaOH =Na2CO3H2O、学与碱反应H2O盛碱液的试剂瓶用CO2过量： CO2NaOH 性橡胶塞 =NaHCO3 质如与 Na2CO3反应： SiO2如与 Na2SiO3 反应： Na2SiO3与盐反应高温 Na2CO3=Na2SiO3 H2OCO2不足 =H2SiO3 Na2CO3或CO2Na2SiO3 2H2O 2CO2 足- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 量=H2SiO3 2NaHCO3 用途与碱性氧化如与 CaO

11、反应： SiO2 CaO 如与 Na2O反应： Na2O CO2 物反应= 高温 CaSiO3 =Na2CO3 光导纤维、光学仪器、电制饮料、制碳酸盐子部件深度摸索1除去以下气体中混有的杂质 括号内为杂质 可实行的方法：1COCO2 ：_ _ ；2CO2CO ：_ ；3CO2O2 ：_ ；4CO2SO2 ：_ ；5CO2HCl ：_ ；6CO2H2S ：_ ；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2如何用所供应的试剂和方法除去各

12、粉末状混合物中的杂质 括号内为杂质 ；将所选答案的编号填入下表内相应的空格内 假如不需要外加试剂,就对应答案栏可空着 ；可供挑选的试剂：A.盐酸 B氢氧化钠溶液 C氧气D水 E二氧化碳可选用的操作：水洗；加热；高温灼烧；过滤；结晶；粉末状混合物 挑选的试剂 选用的操作1 CaCO3SiO2 2 NaClSiO2 3 SiO2Fe2O3 4 SiO2CaCO3 5 SiO2H2SiO3 6 SiO2NH4Cl 答案 1B 2D 3A 4A 5 6 解析 可依据二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物；它可跟强碱反应,不跟酸 氢氟酸除外 反应；它受热不分解等性质；而三氧化二铁、碳酸钙 跟盐酸反应；硅酸、氯化

13、铵能受热分解；通过肯定操作,除去杂质；除杂过程中所发生反应的化学方程式如下：1SiO2 2NaOH=Na2SiO3H2O 2Fe2O3 6HCl=2FeCl3 3H2O 3CaCO32HCl=CaCl2CO2 H2O 高温4H2SiO3= SiO2H2O 5NH4Cl= NH3 HCl题组一 二氧化硅的结构与性质名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1判定正误,正确的划“ ” ,错误的划“ ”1 二氧化硅不与任何酸反应,可用石英制造耐酸容器 2022 江苏, 3A 2SiO2是酸性氧化物,能与 NaOH溶液反应 202

14、2 山东理综, 13A 3 二氧化硅是生产光纤制品的基本原料 2022 江苏, 4A 4 二氧化硅的分子式是SiO2 2022 上海, 2B 答案 1 2 3 4 2指出以下反应中 SiO2 所表现的化学性质或作用,在 AE 选项中挑选正确答案填入括号内；1SiO2 2NaOH=Na2SiO3H2O 高温 2SiO2 Na2CO3= Na2SiO3CO2 3SiO2 2C= 高温 Si 2CO 4SiO2 3C= 高温 SiC2CO 5SiO2 4HF=SiF4 2H2O A作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀B氧化性C酸性氧化物的通性D将挥发性的酸酐从其盐中置换出来E未参与氧化仍原反应答案 1

15、C 2D 3B 4E 5A 解析 此题较全面考查 SiO2 的性质,将所给选项结合实际一一对应查找,A 用来雕刻玻璃,应有氢氟酸 HF 参与反应； B 中氧化性是指反应中 SiO2 中 Si 得电子,化合价降低；D中挥发性酸酐,应为 CO2而不是 CO； C中表现酸性氧化物通性是指 SiO2 与碱的反应；题组二 二氧化碳与弱酸盐溶液反应的规律3用四种溶液进行试验,下表中“ 操作及现象” 与“ 溶液” 对应关系错误选项 选项 操作及现象 溶液通入 CO2,溶液变浑浊,再升温至 65 以上,A C6H5ONa溶液溶液变澄清通入 CO2,溶液变浑浊,连续通 CO2至过量,B Na2SiO3溶液浑浊消

16、逝通入 CO2,溶液变浑浊,再加入品红溶液,红 CaClO2 溶C 色褪去 液通入 CO2,溶液变浑浊,连续通 CO2至过量,D CaOH2 溶液浑浊消逝,再加入足量 NaOH溶液,又变浑浊答案 B 解析 A 项,升温至 65 以上, C6H5OH完全溶解,名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 溶液变澄清； B 项,CO2Na2SiO3H2O=Na2CO3H2SiO3 , H2SiO3与 CO2不反应, 浑浊 不会消逝； C 项, CO2CaClO2 H2O=CaCO3 2HClO,溶液变浑浊后加入品红溶液,被 HCl

17、O氧化褪色； D项,第一 CO2 CaOH2=CaCO3 H2O,连续通 CO2,生成可溶于水的 CaHCO32,再加入足量的 液又变浑浊；NaOH,就： 2NaOH CaHCO32=CaCO3 Na2CO32H2O,溶4以下试验过程中,始终无明显现象的是 ANH3通入 FeSO4溶液中BCO2通入 CaCl2 溶液中CAlCl3 溶液中滴入 NaHCO3溶液D向饱和碳酸钠溶液中通入过量的 CO2 答案 B 熟记可用 CO2制取的弱酸碳酸酸性比硅酸、 次氯酸、 苯酚、偏铝酸等强, 将 CO2气体通入 Na2SiO3、NaClO、NaAlO2 盐溶液中,均能发生反应而生成相 应的弱酸和碳酸 氢

18、盐,这是“ 强酸制弱酸” 原理的应用；如：CO2CaCl2溶液、溶液酸性比 H2CO3强的酸对应的盐不反应Na2CO3溶液自身对应的盐NaHCO3CO2Na2SiO3H2O=Na2CO3H2SiO3 或 CO2Na2SiO32H2O=H4SiO4 Na2CO3 CO2CaClO2 H2O=CaCO3 2HClO CO2H2ONaHCO3 CO2过量 NaAlO22H2O=AlOH3 NaHCO3 CO2少量 2NaAlO23H2O=2AlOH3 Na2CO3 易错警示 CO2通入 CaCl2 或 BaCl2 溶液不会产生白色沉淀,由于碳酸的酸性弱于盐酸；题组三 CO2与碱溶液反应产物的定量判定

19、5标准状况下,将 3.36 L CO2 气体通入 200 mL 1.00 mol L 1 NaOH溶液中,充分反应后溶液中 cCO2 与 cHCO3 的比值为 不考虑 CO2、HCO3 的水解 A11 B12 C21 D13答案 B 3.36 L解析 nCO222.4 L mol 1 0.150 mol nNaOH0.2 00 L 1.00 mol L 10.200 mol 名师归纳总结 0.2 mol 0.15 mol4 3即 1H2SiO3；8 水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂 2022 江苏, 4B 22022 海南, 9 改编 “ 碳捕获技术” 是指通过肯定的方法将工业生产中产生的 CO

20、2分离出来并利用；如可利用 NaOH溶液来“ 捕获”CO2,其基本过程如下图所示 部分条件及物质未标出 ；以下有关该方法的表达中正确选项 能耗大是该方法的一大缺点整个过程中,只有一种物质可以循环利用“ 反应分别” 环节中,分别物质的基本操作是蒸发结晶、过滤该方法可削减碳排放,捕获到的CO2仍可用来制备甲醇等产品ABCDNaOH和答案D CO2,需要消耗较多能量；,整个过程中解析,该方法中高温反应炉分别出CaO均可循环利用； ,从捕获室中得到的溶液中含有大量的NaHCO3,加入 CaO后生成 CaCO3和 NaOH,通过过滤的方法即可分别；,捕获到的 CO2 可与 H2 反应制备甲醇：CO2肯定

21、条件3H2 CH3OHH2O；32022 浙江理综, 28123 单晶硅是信息产业中重要的基础材料；通常用碳在高温下仍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 450500 ,四氯化硅经提纯后用氢气仍原可得高纯硅；以下是试验室制备四氯化硅的装置示意图；名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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；c有关物质的物理常数见下表：物质SiCl4 BCl3 AlCl3 FeCl3 PCl5 沸点

22、/ 57.7 12.8 315 熔点/ 70.0 107.2 升华温度 / 180 300 162 请回答以下问题：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 的残留物中,除铁元素外可能仍含有的杂质元素是类似多次蒸馏 得到高纯度四氯化硅,精馏后 _ 填写元素符号 ；答案1MnO24H 2Cl = Mn2Cl2 2H2O SiCl4 2 平稳气压浓 H2SO4 SiCl4 沸点较低,用冷却液可得到液态3Al 、B、P 名师归纳总结 解析依题中信息可知A 为 Cl2 的发生装置, B、C 为 Cl2 净扮装置, D中发生反应2Cl2 第 13 页,共 13 页Si=SiCl4 ,生成 SiCl4 用 E 收集,B中为饱和食盐水将氯化氢气体除去,C中应为浓 H2SO4除水,由表中数据可知SiCl4 沸点较低,用冷却液可得到液态SiCl4 ；由题中信息粗硅 含铁、铝、硼、磷等杂质 ,即可轻松完成第3 问；- - - - - - -