高考化学一轮复习 专题5 非金属及其化合物 第二单元 含硅矿物与信息材料课件 苏教版

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1、第二单元 含硅矿物与信息材料 考试标准 考点一考点二探究高考 明确考向练出高分 知识条目必考要求加试要求 1.硅在自然界的存在形式aa 2.硅及其化合物(以SiO2和Na2SiO3为例)的重要性质ab 3.工业制备高纯硅的方法ab 4.三大硅酸盐产品：水泥、陶瓷、玻璃aa 5.硅、二氧化硅在信息技术、材料科学等领域中的应用aa 6.光导纤维的组成和作用 a 考点一 碳、硅单质及氧化物 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

2、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 答案 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 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

3、)。 4 A 答案 。 ； ； (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 。 SO2 NO2CO2 答案 ； (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=SiF4 Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2 答案 (3)硅的工

4、业制法 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 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=SiF42H2O SiO22NaOH=Na2SiO3H2O 橡胶 CO22NaOH= Na2CO3H2O CO2NaOH= NaHCO3 答案 Na2SiO3H2O C

5、O2(不足)=H2SiO3Na2CO3 答案 SiO2Na2OCO2= Na2CO3 答案 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 答案 12345678 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

6、12345678 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 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.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

7、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 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H2SiO3 A 答案 12345678 6.下列反应不能一步得到的是( ) A.SiO2Na2SiO3 B.SiO2H2SiO3 C.SiO2SiF4 D.H2SiO3SiO2 解析

8、SiO2是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成Na2SiO3：SiO2 2NaOH=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： B D项不符合题意。 1234567 解析答案 8 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

9、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 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：Si 2NaOHH2O=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：Si

10、 4HF=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 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：SiO2 4HF=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：Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3，但在高温下 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

11、)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 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 SiHCl3与H2O反应生成H2SiO3、HCl和H2；用H2还原SiHCl3过程中若混入O2， 则高温下H2与O2反应发生爆炸。 答案 SiHCl3H2 Si3HCl SiHCl33

12、H2O=H2SiO33HClH2 高温下H2与O2混合发生 爆炸 12345678 (2)下列有关硅材料的说法正确的是_(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 解析 A项，碳化硅硬度很大，可用于生产砂纸、砂轮等； B项，含4%硅的硅钢具有很高的导磁性，主要用作变压器铁芯； C项，高纯度的SiO2可以制造光导纤维； D项，普通玻璃

13、的主要成分是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2，是由石英(SiO2)、石 灰石、纯碱高温下反应产生的， E项，Si与盐酸不反应。 答案 ABC 12345678 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 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 考点二 硅酸盐及无机非金属材料 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 (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

14、胶吸附水分能力强，常用作干燥剂。 H2SiO3 2NaOH=Na2SiO32H2O 知识梳理 1 答案 (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=2NaClH2SiO3 Na2SiO3CO2(少量)H2O=H2SiO3Na2CO3 答案 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 _。 Na2SiO3CO2 CaSiO3CO2 (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 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