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1、第四单元 非金属及其化合物,第四单元 知识框架,1.碳、硅及其化合物,第四单元 知识框架,2氯及其化合物,第四单元 知识框架,3硫及其化合物,第四单元 知识框架,4氮及其化合物,第10讲 无机非金属材料的主角硅,第10讲 无机非金属材料的主角硅,第10讲 无机非金属材料的主角硅, 探究点一 碳 硅,第10讲 要点探究,游离态和化合态,化合物,晶体硅,无定形硅,熔点高、硬度大,硬度小、电的良导体,灰黑,【知识梳理】 一、碳、硅比较,第10讲 要点探究,金刚石,石墨,半导体,第10讲 要点探究,第10讲 要点探究,【要点深化】 碳、硅的特性,第10讲 要点探究,例1 硅及其化合物的应用范围很广。下
2、列说法正确的是( ) A硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料 B粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应 C反应：Si2NaOHH2ONa2SiO32H2中，Si为还原剂，NaOH和H2O为氧化剂 D盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅,【典例精析】,第10讲 要点探究,第10讲 要点探究,点评 由本题的C项可联想到金属Al与NaOH溶液的反应，该反应的实质也分两步：2Al6H2O=2Al(OH)33H2，Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O。前者为置换反应，也是氧化还原反应，其中铝是还原剂；后者为复分解反应，NaOH既不是氧化剂，也不是还原剂。下边的变式题则以新材料、新技术为背景，
3、考查了碳的用途。,第10讲 要点探究,变式题,我国科学家在纳米材料研究领域位于世界前列。不久前我国科学家成功研制出了3 mm长的管状定向碳纳米管，长度居世界之首。这种碳纤维具有强度高、刚度大、密度小、熔点高、化学稳定性好等特点，因而被称为“超级纤维”。下列对此碳纳米管的说法中不正确的是( ) A它是制造飞机的理想材料 B它与石墨互为同素异形体 C这种碳纳米管中含有非极性共价键 D碳纤维复合材料为一种高分子化合物,第10讲 要点探究,D,碳纳米管中碳元素间以非极性共价键结合；它与C60、石墨和金刚石一样，是碳元素的不同单质，同属于碳的同素异形体；该“超级纤维”可作为金属为基体的增强体制成高性能的
4、碳纤维复合材料，作为飞机机翼或机身的材料，可知该碳纤维复合材料不属于高分子化合物。, 探究点二 碳、硅的氧化物,第10讲 要点探究,【知识梳理】,1SiO2的存在及用途 (1)存在：SiO2广泛存在于自然界中，如硅石、石英、水晶、玛瑙。 它们的关系为：,第10讲 要点探究,(2)用途：光导纤维的主要成分是_，石英可制作石英玻璃和石英钟。 2CO2和SiO2的比较,二氧化硅,低,高,第10讲 要点探究,SiF42H2O,玻璃,CO2NaOH=NaHCO3 SiO22NaOH=Na2SiO3H2O,CO2Na2O=Na2CO3,Na2CO3CO2H2O2NaHCO3,第10讲 要点探究,【要点深化
5、】 1SiO2的特性,第10讲 要点探究,2CO2与碱、盐的反应,第10讲 要点探究,第10讲 要点探究,3.CO的检验 (1)检验方法 向待检验溶液中滴加一定量的Ca2或Ba2的可溶性盐溶液，有白色沉淀生成，再加入适量的盐酸，白色沉淀溶解且生成无色、无味的气体，则待检验溶液中有CO,(2)注意事项 不能用加酸看是否有无色无味气体产生的方法检验，因CO与HCO两种离子都有该现象发生。 不能用Ca(OH)2溶液和Ba(OH)2溶液鉴别CO和HCO，原因是OH将HCO转化为CO。,第10讲 要点探究,例2 下列表述正确的是( ) 人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是二氧化硅 化学家采用
6、玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐 三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料 夏天到了，游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛 太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能 A B C D,【典例精析】,第10讲 要点探究,例2 D 人造刚玉的成分是氧化铝；玛瑙的主要成分是二氧化硅；水泥是硅酸盐工业产品，属于硅酸盐材料；石英玻璃具有很好的折光性能，可以制作精密仪器和镜片；利用高纯硅的半导体性能制成的光电池，可将太阳光的光能直接转换成电能。,第10讲 要点探究,点评学习中要善于关注身边的化学，如钻石金刚石、玛瑙SiO2、甘油丙三醇等。下边的变
7、式题则主要考查二氧化碳与强碱的反应。 。,第10讲 要点探究,变式题,2011长沙模拟向四只盛有一定量NaOH溶液的烧杯中通入不同量的CO2气体后，在所得溶液中逐渐加入稀盐酸至过量，并将溶液加热，产生的CO2气体与HCl物质的量的关系如图(忽略CO2的溶解和HCl的挥发)：,第10讲 要点探究,第10讲 要点探究,则下列分析都正确的组合是( ), 探究点三 硅酸 硅酸盐,第10讲 要点探究,【知识梳理】,1硅酸 (1)物理性质：_溶于水。 (2)化学性质 弱酸性(比碳酸还弱) 与NaOH溶液反应的化学方程式：_。 向Na2SiO3溶液中通入CO2的化学方程式：_。,不,2NaOHH2SiO3=
8、Na2SiO32H2O,Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3,第10讲 要点探究,不稳定性 硅酸受热分解的化学方程式：_。 (3)用途：硅胶可用作干燥剂，也可以用作催化剂的载体等。 2硅酸盐 (1)硅酸盐 由_元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。 (2)硅酸钠 硅酸钠水溶液俗称_，是无色黏稠液体，常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料等。,硅、氧和金属,水玻璃,第10讲 要点探究,(3)硅酸盐组成的表示 通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成：如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2OSiO2，石棉(CaMg3Si4O12)表示为_。 3常见硅酸盐材料,
9、CaO3MgO4SiO2,石灰石、黏土,纯碱、石灰石、石英,第10讲 要点探究,金刚砂,4.特殊功能的含硅材料 (1)SiC(俗称_)具有金刚石结构，硬度大，可用作砂纸、砂轮的磨料。 (2)含硅4%的硅钢具有很高的导磁性，可用作变压器的铁芯。 (3)硅橡胶具有耐高温、耐低温的性质。,【要点深化】 硅酸盐组成的表示方法 硅酸盐的种类多，结构复杂，其组成的表示方法有两种：,第10讲 要点探究,1盐化学式法 如：硅酸钠Na2SiO3，硅酸钙CaSiO3等。此法一般用于组成较简单的硅酸盐。 2氧化物法 如：高岭土Al2O32SiO22H2O 石棉：CaO3MgO4SiO2 沸石：Na2OAl2O33S
10、iO22H2O 云母：K2O3Al2O36SiO22H2O 滑石：3MgO4SiO2H2O,第10讲 要点探究,氧化物的顺序：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水 氧化物前系数配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数。 注意事项：氧化物之间以“”隔开；系数配置出现分数应化为整数。 例如：长石KAlSi3O8不能写成K2OAl2O33SiO2，应写成K2OAl2O36SiO2。,第10讲 要点探究,例3 矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中一部分生成的。此处所指的风化作用是指矿物与水和CO2作用时的过程。例如，长石(KAlSi3O8)风化生成高岭土Al2Si2O5
11、(OH)4，此反应的离子方程式为2KAlSi3O82H2CO35H2O2K2HCO4H2SiO3Al2Si2O5(OH)4。 (1)将上述复杂硅酸盐改写成氧化物形式： KAlSi3O8_。 Al2Si2O5(OH)4_。 (2)这个反应能够发生的原因是_。,【典例精析】,碳酸酸性比硅酸强，由较强的酸可制得较弱的酸,K2OAl2O36SiO2,Al2O32SiO22H2O,第10讲 要点探究,解析 (1)将复杂硅酸盐化学式改写成氧化物形式时，只需将除O以外所有的元素写成其氧化物形式，中间用“”间隔，注意组成要与原硅酸盐一致。氧化物的顺序以金属性由强到弱自左向右书写，水放在最后。 (2)风化的反应
12、是复杂的化学反应，但我们可以试图用简单的化学原理去理解它，抓住了由较强的酸可以制得较弱的酸这一规律，问题就会迎刃而解。,第10讲 要点探究,点评硅酸盐实际上不是以简单氧化物的形式存在的，而是以种种结构复杂的盐的形式存在，以氧化物的形式表示只是为了简化表示方法。本例题重点考查硅酸盐的氧化物表示法，变式题则主要考查在较熟练掌握氧化物表示法的基础上硅酸盐的反应特点。,第10讲 要点探究,变式题,2011泰州模拟(1)光导纤维的使用，让人们的生活更加丰富多彩，_(填化学式)是制备光导纤维的基本原料。 (2)硅燃烧放出大量热量，“硅能源”有望成为二十一世纪的新能源。与“氢能源”比较，“硅能源”具有_等更
13、加优越的特点，从而得到全球的关注和期待。 (3)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。写出该药物中和胃酸的化学方程式_。,第10讲 要点探究,(1)SiO2 (2)来源丰富，易贮存、运输 (3)Mg2Si3O8nH2O4HCl=2MgCl23SiO2(n2)H2O 解析 (3)首先写出三硅酸镁晶体的氧化物表示形式，2MgO3SiO2nH2O，由氧化物表示形式看出，参加反应的部分相当于MgO。,第11讲 无机非金属材料的主角硅,第11讲 富集在海水中的元素一氯,第11讲 无机非金属材料的主
14、角硅, 探究点一 氯气的性质,第11讲 要点探究,【知识梳理】 1氯气的物理性质 氯气是一种_色的气体，具有刺激性气味，密度比空气_，能溶于水(12)。氯气_，吸入少量的氯气会引起胸痛和咳嗽，吸入较多的氯气会使人窒息而死。闻氯气气味的正确方法是：打开瓶塞，_。 2氯气及其化合物的化学性质 (1)氯气,黄绿,大,有毒,用手轻轻地在瓶口扇动，使少许气体飘入鼻孔,第11讲 要点探究,苍白色,爆炸,Cl2H2OHClHClO,Cl22NaOH=NaClNaClOH2O,2HClH2SO4,2FeCl3,2KClI2,CH3ClHCl,CH2Cl-CH2Cl,第11讲 要点探究,(2)次氯酸,弱,棕色,第11讲 要点探究,(3)漂白粉,Ca(ClO)2和CaCl2,Ca(ClO)2,2Cl22Ca(OH)2=Ca(ClO)2CaCl22H2O,碱,氧化,CO2Ca(ClO)2
