山东省高考化学一轮复习第4章第1节硅无机非金属材料课件课件.pptx
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1、第第1节硅无机非金属材料节硅无机非金属材料 点面导图点面导图第1页/共51页考向分析考向分析本节高考重点考查:本节高考重点考查:(1)硅单质及其重要化合物的主要性质和应用;硅单质及其重要化合物的主要性质和应用;(2)无机非金属材料。无机非金属材料。高考对本节内容考查形式不固定,选择题难度较小;非选择高考对本节内容考查形式不固定,选择题难度较小;非选择题中等难度,但综合性较大。预计题中等难度,但综合性较大。预计2013年仍会出题。基于此,我年仍会出题。基于此,我们在复习时应注重以下三个方面的问题:硅及其化合物的实验探们在复习时应注重以下三个方面的问题:硅及其化合物的实验探究;硅及其化合物的推断;
2、无机非金属材料在现实中的应用。究;硅及其化合物的推断;无机非金属材料在现实中的应用。第2页/共51页一、硅与半导体材料一、硅与半导体材料1硅元素在自然界中的存在硅元素在自然界中的存在在在地地壳壳中中的的含含量量:_,自自然然界界中中存存在在形形态态:_,主要存在形式:,主要存在形式:_和硅酸盐等。和硅酸盐等。2单质硅单质硅单单 质质 硅硅 有有 _和和 无无 定定 形形 硅硅(非非 晶晶 体体 硅硅)两两 种种_,其晶体结构与金刚石类似。,其晶体结构与金刚石类似。居第二位化合态二氧化硅晶体硅同素异形体第3页/共51页(1)物理性质色泽色泽硬度硬度熔沸点熔沸点导电性导电性灰黑色、有金灰黑色、有金
3、属光泽属光泽大大高高介于介于_之间之间导体与绝缘体第4页/共51页(3)工业制法用焦炭和二氧化硅在电炉中反应得到粗硅,反应的化学方程式为_。(4)主要用途用做_材料、生产硅合金等。半导体第5页/共51页1(判判一一判判)判断下列说法是否正确(正确的打“”,不正确的打“”)(1)自然界中硅的含量稀少 ()(2)自然界中存在大量的单质硅 ()(3)硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质反应 ()(4)硅便于运输、贮存,从安全角度考虑,硅是最佳的燃料()(5)高 纯 度 的 单 晶 硅 被 广 泛 用 于 制 造 计 算 机 芯 片 ()(6)光导纤维的主要成分是硅 ()【答案答案】(1)(2)(3
4、)(4)(5)(6)第6页/共51页二、二氧化硅与光导纤维二、二氧化硅与光导纤维1二氧化硅二氧化硅(1)物理性质:硬度:物理性质:硬度:_,熔沸点:很高。,熔沸点:很高。(2)化学性质化学性质很大第7页/共51页2光导纤维光导纤维(1)主要成分:主要成分:_。(2)用用途途:用用于于通通讯讯、能能量量传传输输、信信息息处处理理、遥遥测测遥遥控控、医医疗器械制造等方面。疗器械制造等方面。(3)优点:耐腐蚀、传送量大、损耗少、抗干扰等。优点:耐腐蚀、传送量大、损耗少、抗干扰等。SiO2第8页/共51页2(选一选选一选)下列说法正确的是()A二氧化硅是酸性氧化物,它可以跟碱反应,但不能与任何酸反应B
5、根据反应SiO2CaCO3 CaSiO3CO2,可推知硅酸的酸性比碳酸的酸性强C石英的主要成分是SiO2DCO2与SiO2均可溶于水生成对应的酸【答案答案】C第9页/共51页3(想想一一想想)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?【答答案案】不同意,因为SiO2只与HF反应,这是SiO2的特性,与其他的酸不反应,所以SiO2是一种酸性氧化物。第10页/共51页三、硅酸盐和无机非金属材料三、硅酸盐和无机非金属材料1硅酸盐硅酸盐(1)硅酸盐制品的性质特征硅酸盐制品的性质特征化化学学性性质质稳稳定定,熔熔点点较较高高,大大都都难难溶溶于于水水(Na2
6、SiO3例例外外),Na2SiO3的的水水溶溶液液俗俗称称_,常常用用作作黏黏合合剂剂和和耐耐火火材料。材料。(2)硅酸盐组成的表示硅酸盐组成的表示通通常常用用二二氧氧化化硅硅和和金金属属氧氧化化物物的的组组合合形形式式表表示示硅硅酸酸盐盐的的组组成成:如如 硅硅 酸酸 钠钠(Na2SiO3)可可 表表 示示 为为 _,石石 棉棉(CaMg3Si4O12)可表示为:可表示为:_。水玻璃Na2OSiO2CaO3MgO4SiO2第11页/共51页2传统无机非金属材料传统无机非金属材料玻璃玻璃水泥水泥主要原料主要原料_石灰石、黏土石灰石、黏土生产过程中的生产过程中的主要变化主要变化SiO2Na2CO
7、3 _,CaCO3SiO2_复杂的物理、复杂的物理、化学变化化学变化纯碱、石灰石、石英Na2SiO3CO2CaSiO3CO2第12页/共51页主要成分主要成分_重要特性重要特性无固定熔点无固定熔点_Na2SiO3,CaSiO3,SiO23CaOSiO2,2CaOSiO2,3CaOAl2O3水硬性第13页/共51页4(连一连连一连)属于硅酸盐材料的用线连起来:第14页/共51页5(填填一一填填)三硅酸镁晶体被用来治疗胃溃疡病患者的胃酸过多症,是因为该物质不溶于水,服用后能中和胃酸,作用持久。三硅酸镁晶体化学式为:Mg2Si3O8nH2O。(1)用氧化物的形式表示三硅酸镁的化学式:_。(2)写 出
8、 该 药 物 中 和 胃 酸 的 离 子 方 程 式_。【答案答案】(1)2MgO3SiO2nH2O(2)Mg2Si3O8nH2O4H=2Mg23SiO2(n2)H2O 第15页/共51页硅及其化合物的特性及应用硅及其化合物的特性及应用 物质物质一般规律一般规律硅及其化合物特性硅及其化合物特性Si硅还原性大于碳硅还原性大于碳2CSiO2 Si2CO非金属单质与强碱溶液反非金属单质与强碱溶液反应一般不产生应一般不产生H2硅可与强碱溶液反应产生硅可与强碱溶液反应产生H2非金属一般不与非氧化性非金属一般不与非氧化性酸反应酸反应Si4HF=SiF42H2一般非金属单质为绝缘体一般非金属单质为绝缘体硅为
9、半导体,常用于电子部件硅为半导体,常用于电子部件第16页/共51页SiO2酸性氧化物一般与水反酸性氧化物一般与水反应生成相应酸应生成相应酸SiO2不溶于水,不与水反应不溶于水,不与水反应酸性氧化物一般不与酸酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应发生复分解反应SiO24HF=SiF42H2O“较强酸制较弱酸较强酸制较弱酸”是复分解反应的一般规是复分解反应的一般规律,律,H2CO3酸性大于酸性大于H2SiO3以下反应不符合此规律以下反应不符合此规律Na2CO3SiO2 Na2SiO3CO2CaCO3SiO2 CaSiO3CO2H2SiO3无机酸一般易溶于水无机酸一般易溶于水硅酸和原硅酸均难溶于水硅酸和
10、原硅酸均难溶于水硅酸盐硅酸盐大多数硅酸盐难溶于水大多数硅酸盐难溶于水常见的可溶性硅酸盐为常见的可溶性硅酸盐为Na2SiO3,其水溶液俗称水玻,其水溶液俗称水玻璃、泡花碱璃、泡花碱第17页/共51页(1)工工业业上上用用焦焦炭炭和和石石英英制制取取粗粗硅硅生生成成的的是是CO而而不不是是CO2。(2)中学化学中能与碱反应生成中学化学中能与碱反应生成H2的单质是的单质是Al和和Si。第18页/共51页第19页/共51页装置B中的试剂是_。装置C中的烧瓶需要加热,其目的是_。(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):第20页/共51页反应一段时间后,装置D中观察到的
11、现象是_,装 置 D不 能 采 用 普 通 玻 璃 管 的 原 因 是_。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 是(填 写 字 母 代 号)_。a碘水b氯水cNaOH溶液dKSCN溶液eNa2SO3溶液第21页/共51页【精讲精析精讲精析】(1)根据题意信息,粗硅可用碳还原二氧化根据题意信息,粗硅可用碳还原二氧化硅的方法制取。硅的方法制取。(2)因因HCl易溶于水,而易溶于水,而SiHCl3遇遇H2O强烈强烈水解,故提纯水解,故提纯SiHCl3的方
12、法只能在无水的条件下采用分馏的方法只能在无水的条件下采用分馏(或蒸馏或蒸馏)的方法进行分离,的方法进行分离,(3)因因SiHCl3强烈水解,故强烈水解,故A产生的产生的H2必须干燥,必须干燥,B中盛装的液体为浓硫酸,烧瓶需加中盛装的液体为浓硫酸,烧瓶需加热是为了使热是为了使SiHCl3气化,加快与氢气的反应。气化,加快与氢气的反应。根据信息,根据信息,石英管中产生的物质为硅,石英管中产生的物质为硅,D中应有固体物质产生,普通中应有固体物质产生,普通玻璃在该反应条件下会软化,玻璃在该反应条件下会软化,D中发生中发生SiHCl3被氢气还原被氢气还原生成硅的反应。生成硅的反应。因高温下氢气和氧气混合
13、容易爆炸,故因高温下氢气和氧气混合容易爆炸,故应先排净装置中的空气。应先排净装置中的空气。铁与盐酸反应生成二价铁,常铁与盐酸反应生成二价铁,常用氯水先将二价铁氧化,然后再加入硫氰化钾溶液进行检用氯水先将二价铁氧化,然后再加入硫氰化钾溶液进行检验。验。第22页/共51页【答案答案】(1)SiO22C Si2CO(2)分馏分馏(或蒸馏或蒸馏)(3)浓硫酸使滴入烧瓶中的浓硫酸使滴入烧瓶中的SiHCl3气化气化有固体物质生成在该反应温度下,普通玻璃会软化有固体物质生成在该反应温度下,普通玻璃会软化排尽装置中的空气排尽装置中的空气bd第23页/共51页第24页/共51页1下列说法正确的是()A盐酸可以与
14、硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅BSiO2既能与HF反应又能与NaOH溶液反应,说明SiO2是两性氧化物CNa2CO3SiO2 Na2SiO3CO2。该反应不符合强酸制弱酸规律,但符合高沸点物质制低沸点物质的规律D硅酸、硅酸盐都难溶于水【解解析析】盐盐酸酸与与硅硅不不反反应应,故故A项项错错;SiO2是是酸酸性性氧氧化化物物,故故B错错。高高沸沸点点物物质质制制低低沸沸点点物物质质,如如H2SO4、H3PO4制制HCl,Na制制K,SiO2制制CO2,C正正确确。Na2SiO3易易溶溶于于水水,D错误。错误。【答案答案】C第25页/共51页无机非金属材料无机非金属材料 第26页/共51页
15、下列关于无机非金属材料的说法正确的是()水泥、普通玻璃、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陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料高温结构陶瓷耐高温、硬度大,但是质脆,不可用于制造发动机普通玻璃中加入氧化亚铜(Cu2O)制成红色玻璃ABC D第27页/共51页【精精讲讲精精析析】水水晶晶成成分分是是SiO2,它它是是氧氧化化物物,不不是是盐盐,错错误误;制制作作光光导导纤纤维维的的材材料料是是SiO2,不不是是Si,错错误误;陶陶瓷瓷是是人人类类应应用用很很早早的的硅硅酸酸盐盐材材料料,正正确确;高高温温结结构构陶陶瓷瓷可可以以制制造造发发动动机机,错错误误;Cu2O(红红色色)、
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