浙江专用高考化学一轮复习专题非金属及其化合物含硅矿物与信息材料苏教.pptx
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1、考点一碳、硅单质及氧化物第1页/共88页1.C、Si单质的存在形态、物理性质及用途(1)自然界中的碳元素既有游离态,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,硅单质主要有和两大类。化合晶体硅无定形硅(2)单质的结构、物理性质与用途比较碳硅结构金刚石:_结构石墨:层状结构晶体硅:与金刚石类似的_结构空间网状空间网状知识梳理1 1答案第2页/共88页物理性质金刚石熔点高、硬度大;石墨熔点高、质,有滑腻感晶体硅为灰黑色固体,有金属光泽、硬度大、熔点_用途金刚石用作切割刀具,_用作电极、铅笔芯晶体硅用作_材料、硅芯片和硅太阳能电池软高石墨半导体答案第3页
2、/共88页2.碳、硅单质的化学性质还原性碳、硅的最外层都是个电子,位于元素周期表的第 族,不容易失电子也不容易得电子,通常化学性质稳定,但在一定条件下也能与许多物质发生化学反应,一般表现为还原性(如图)。4A答案第4页/共88页 。;(1)碳的还原性碳有重要的用途,除了在氧气中燃烧利用其热能外,还能用于金属冶炼(如炼铜)、制取粗硅、生产水煤气等,完成上图转化关系中的化学方程式。;碳的还原性还表现为可将强氧化性浓硫酸、浓硝酸分别还原为和_,本身被氧化为。SO2NO2CO2答案第5页/共88页 ;(2)硅的化学性质不活泼,在常温下只能与氟气(F2)、_反应,不能与氢气、氧气、氯气、反应,加热或高温
3、时能与氧气、氯气反应。完成上图转化关系中的化学方程式。氢氟酸(HF)强碱硫酸硝酸;。Si2F2=SiF4Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2答案第6页/共88页(3)硅的工业制法第7页/共88页3.二氧化硅和二氧化碳的比较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大,熔、沸点,常温下为固体,不溶于水熔、沸点低,常温下为气体,微溶于水立体网状高答案第8页/共88页化 学性 质与水反应不反应CO2H2O H2CO3与酸反应只与氢氟酸反应:_不反应与碱反应_(盛碱液的试剂瓶用_塞)CO2少量:_、CO2过量:_SiO24HF=SiF42H2OSiO22Na
4、OH=Na2SiO3H2O橡胶CO22NaOH=Na2CO3H2OCO2NaOH=NaHCO3答案第9页/共88页Na2SiO3H2OCO2(不足)=H2SiO3Na2CO3答案第10页/共88页SiO2Na2OCO2=Na2CO3答案第11页/共88页题组一硅和碳的结构与性质1.下列说法错误的是()A.高纯度的单质硅被广泛用于制作计算机芯片B.铅笔芯的主要成分是石墨C.低温时硅与水、空气和酸不反应,但能与氢氟酸反应D.自然界硅元素的储量丰富,并存在大量的单质硅D解题探究2 2答案12345678第12页/共88页2.下列关于金刚石、足球烯(C60)、石墨的说法正确的是()A.碳元素的三种同素
5、异形体都属于原子晶体B.金刚石、足球烯、石墨和足量的氧气反应,最终产物不同C.足球烯是分子晶体D.金刚石、石墨、足球烯都是碳的共价化合物C答案12345678第13页/共88页3.下列关于硅的说法中不正确的是()A.硅是非金属元素,但它的单质是有金属光泽的灰黑色固体B.硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料C.硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质反应D.硅与氟、氯、溴、碘在一定条件下能直接化合解析硅的化学性质不活泼,但在常温下能与F2、氢氟酸、强碱溶液等反应,C项错误。C解析答案12345678第14页/共88页题组二硅、碳的氧化物对比4.下列对于碳和硅的叙述中,正确的是()A.
6、其氧化物都能与NaOH溶液反应B.其单质在加热时都能跟O2反应C.其氧化物都能溶于水生成相应的酸D.碳和硅两种元素共有两种单质解析CO不溶于水不能生成相应的酸,也不能与NaOH溶液反应;SiO2不溶于水,也不能生成相应的酸;碳有金刚石、石墨、C60等同素异形体,硅有晶体硅和无定形硅等,所以两种元素共有多种单质。B解析答案12345678第15页/共88页5.下列叙述正确的是()A.利用高纯硅可以制成光电池,将光能直接转化为电能B.CO、CO2均易与血红蛋白结合而中毒C.SiO2可用于制造光导纤维和半导体D.SiO2和H2O反应可直接制备H2SiO3A答案12345678第16页/共88页6.下
7、列反应不能一步得到的是()A.SiO2Na2SiO3B.SiO2H2SiO3C.SiO2SiF4D.H2SiO3SiO2解析 SiO2是酸性氧化物,能与NaOH溶液反应生成Na2SiO3:SiO22NaOH=Na2SiO3H2O,A项不符合题意;SiO2不溶于水,也不能与水反应,故不能由SiO2直接得到H2SiO3,B项符合题意;SiO2可以和氢氟酸反应生成SiF4,C项不符合题意;H2SiO3受热分解生成SiO2和H2O:BD项不符合题意。1234567解析答案8第17页/共88页7.下列关于CO2和SiO2性质的说法中,不正确的是()A.CO2通入水玻璃中可以得到硅酸B.CO2和SiO2在
8、物理性质上有很大的差别C.SiO2不与CaCl2溶液反应,而CO2通入CaCl2溶液中可得到白色沉淀D.CO2和SiO2都是酸性氧化物,都能与NaOH溶液反应解析水玻璃是Na2SiO3的水溶液,由于C的非金属性比Si强,则酸性:H2CO3H2SiO3,故CO2能与Na2SiO3溶液反应生成硅酸,A项正确;CO2是气体,熔、沸点很低,而SiO2是坚硬的固体,熔、沸点很高,故B项正确;SiO2、CO2均不与CaCl2溶液反应,故C项错误。C解析答案12345678第18页/共88页熟记硅及其化合物的特殊性质 1.硅单质的特殊性(2)非金属单质跟碱液作用一般无H2放出,但Si与碱液作用却放出H2:S
9、i2NaOHH2O=Na2SiO32H2。(3)非金属单质一般不跟非氧化性酸反应,但Si能与HF反应:Si4HF=SiF42H2。(4)非金属单质大多为非导体,但Si为半导体。归纳总结 思维建模第19页/共88页2.含硅化合物的特殊性(1)SiO2是H2SiO3的酸酐,但它不溶于水,不能直接与水作用制备H2SiO3。(2)酸 性 氧 化 物 一 般 不 与 酸 反 应,但 SiO2能 跟 HF反 应:SiO24HF=SiF42H2O。(3)无机酸一般易溶于水,但H2SiO3难溶于水。(4)因H2CO3的酸性大于H2SiO3,所以在Na2SiO3溶液中通入少量CO2能发生下列反应:Na2SiO3
10、CO2H2O=H2SiO3Na2CO3,但在高温下第20页/共88页题组三工业制取高纯硅8.硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题:(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如下:写出由纯SiHCl3制备高纯硅反应的化学方程式:_。12345678第21页/共88页整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质,写出配平的化学方程式:_;H2还原SiHCl3过程中若混入O2,可能引起的后果是_。12345678解析答案第22页/共88页(2)下列有关硅材料的说法正确的是
11、_(填字母)。A.碳化硅化学性质稳定,可用于生产砂纸、砂轮等B.含4%硅的硅钢具有很高的导磁性,主要用作变压器铁芯C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料光导纤维D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,有固定的熔点E.盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅12345678解析答案第24页/共88页熟悉两种制取高纯硅的方法1.四氯化硅还原法(1)工艺流程(2)反应原理,高分技巧第26页/共88页2.三氯甲硅烷还原法制备高纯度硅(常用方法)(1)工艺流程返回第27页/共88页考点二硅酸盐及无机非金属材料第28页/共88页1.硅酸和硅酸钠(1)硅酸硅酸不溶于水,其酸性比碳酸弱,硅酸(
12、填“能”或“不能”)使紫色石蕊溶液变红色。不能硅酸不稳定,受热易分解:。硅酸能与碱溶液反应,如与NaOH溶液反应的化学方程式为_。硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能力强,常用作干燥剂。H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O知识梳理1 1答案第29页/共88页(2)硅酸钠(Na2SiO3)白色、可溶于水的粉末状固体,其水溶液俗称水玻璃,有黏性,水溶液显碱性。它能与酸性比硅酸强的酸反应,分别写出以下化学方程式: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。Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3Na2SiO3CO2(少量)H2O=H2SiO3Na2C
13、O3答案第30页/共88页2.无机非金属材料(1)传统无机非金属材料,如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。常见硅酸盐材料比较水泥玻璃陶瓷生产原料石灰石、黏土 纯碱、石灰石、石英黏土主要设备水泥回转窑玻璃窑陶瓷窑玻璃生产中的两个重要反应:Na2CO3SiO2_;CaCO3SiO2_。Na2SiO3CO2CaSiO3CO2(2)新型无机非金属材料,如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。答案第31页/共88页题组一硅酸盐的组成1.唐三彩、秦兵马俑制品的主要材料在成分上属于()A.氧化铝B.二氧化硅C.硅酸盐D.合金解析唐三彩、秦兵马俑制品属于硅酸盐产品。C解题探究2 2解析答案1234567第
14、32页/共88页2.下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是()水玻璃是一种矿物胶,既不易燃烧也不易腐蚀水泥、玻璃、沙子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A.B.C.D.解析水玻璃是Na2SiO3的水溶液,可用作防火剂和防腐剂,正确;光导纤维的主要成分是SiO2,不正确。C1234567解析答案第33页/共88页3.用氧化物的形式表示硅酸盐的组成,其中正确的是()A.钙沸石Ca(Al2Si3O10)3H2O表示为CaOAl2O33SiO23H2OB.镁橄榄石Mg2SiO4表示为MgOSiO2C.钾长石KAlSi3O8表示为K2OAl2O33SiO2D.
15、高岭石Al2(Si2O5)(OH)4表示为Al2O3SiO22H2O解析用氧化物形式表示复杂的硅酸盐的组成,具体方法:在遵循各元素种类和原子个数比不变的原则下,分别写成氧化物的形式。氧化物一般按活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、二氧化硅,最后写水的顺序排列。氧化物之间用黑点隔开,各氧化物前面的系数均为整数。A1234567解析答案第34页/共88页题组二常见硅酸盐产品的性质及用途4.材料与化学密切相关,表中对应关系错误的是()选项材料主要化学成分A刚玉、金刚石三氧化二铝B大理石、石灰石碳酸钙C普通水泥、普通玻璃硅酸盐D沙子、石英二氧化硅1234567解析答案第35页/共88页5.下列关于玻璃的
16、叙述正确的是()A.制普通玻璃的原料主要是纯碱和石英B.普通玻璃的主要成分是二氧化硅C.玻璃是几种成分熔化在一起的晶体,有固定的熔点D.过量的石英、纯碱和石灰石高温熔融后生成玻璃解析普通玻璃的主要成分是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅,是一种混合物,没有固定的熔点。D1234567解析答案第37页/共88页6.熔融氢氧化钠反应选用的器皿是()A.陶瓷坩埚 B.石英坩埚C.普通玻璃坩埚D.生铁坩埚D 1234567答案第38页/共88页7.硅是构成无机非金属材料的一种主要元素,下列有关硅的化合物的叙述错误的是()A.氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料,其化学式为Si3N4B.碳化硅(SiC)的硬度大,熔
17、点高,可用于制作高温结构陶瓷和轴承C.光导纤维是一种新型无机非金属材料,其主要成分为SiO2D.二氧化硅为立体网状结构,其晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为12解析A项,在氮化硅中N元素为3价,Si元素为4价,则化学式为Si3N4,正确;D项,在SiO2晶体中,一个硅原子与周围4个氧原子形成4个硅氧单键,错误。D1234567解析答案第39页/共88页硅酸盐改写成氧化物形式的方法1.氧化物的书写顺序:活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水,不同氧化物之间以“”隔开。2.各元素的化合价保持不变,且满足化合价代数和为零,各元素原子个数比符合原来的组成。3.当计量数配置出现分数时应化为整数。如钾长石
18、:KAlSi3O8不能写成应写成K2OAl2O36SiO2。误区警示 方法技巧返回第40页/共88页探究高考明确考向第41页/共88页12341.高考选项正误判断,正确的划“”,错误的划“”(1)Si和SiO2都用于制造光导纤维()(2014海南,10D)(2)硅胶可用作食品干燥剂()(2015全国卷,7A)(3)SiO2既能与KOH溶液反应又能与浓盐酸反应()(2014福建理综,9改编)答案第42页/共88页(4)SiO2既能和NaOH溶液反应又能和氢氟酸反应,所以是两性氧化物()(2015安徽理综,9D)(5)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)123
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