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1、第四单元 非金属及其化合物 知识框架 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 完全免费 无需注册 天天更新 第10讲 无机非金属材料的主角 硅 第第1010讲讲 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角 硅硅 考纲导学 第10讲 无机非金属材料的主角 硅 考纲要求命题预测 1 了解C Si元素单质及其 重要化合物的主要性质及应 用 2 了解C Si元素单质及其 重要化合物对环境质量的影 响 1 C Si元素单质及其化合 物知识考查 主要是以实验 探究 框图推断考查的综合 运用为主
2、要命题形式 难度 中等 2 硅及其化合物在生产 生活 中的应用 通常是以新材料 新技术为背景考查常识性 知识 难度较小 要点探究 探究点一 碳 硅 第10讲 要点探究 碳硅 存在形态 单质的存 在形态 金刚石 石墨 C60等同素异 形体 和 单质物 理性质 金刚石 石墨 色固体 有金属光泽 熔点高 硬度大 有脆性 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 碳硅 用途 用作切割刀具 用作电极 铅笔芯 材料和合 金材料 与非金属 单质反应 与O2反应 与O2 F2反应 与氧化 物反应 与CuO SiO2反应 金刚
3、石 石墨 半导体 第10讲 要点探究 碳硅 与酸反应 与浓H2SO4 浓HNO3反应 与氢氟酸反应 第10讲 要点探究 要点深化 碳 硅的特性 一般规律碳 硅的特性 非金属单质一般熔点低 硬度小金刚石 晶体硅熔点高 硬度大 非金属单质一般为绝缘体 硅为半导体 常用于电子部件 石墨为 电的良导体 非金属一般不与强碱反应Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2 非金属一般不与非氧化性酸反应Si 4HF SiF4 2H2 硅还原性大于碳 一般情况下 较活泼金属能置换酸 或水中的氢 而大多数非金属不能 Si 4HF SiF4 2H2 第10讲 要点探究 例1 硅及其化合物的应用范围很广 下列说
4、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 Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2 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 2Al 6H2O 2Al OH 3 3H2 Al OH 3 NaOH NaAlO2 2H2O 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
5、以新材料 新技术为背景 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
6、属为基体的增强体制成高性能的碳 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 1 SiO2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 2 CO2和SiO2的比较 物质二氧化碳二氧化硅 结构特点由CO2分子构成 由硅 氧原子构 成的网状结构 物理 性质 熔沸点 溶解性可溶不溶 二氧化硅 低高 第10讲 要点探究 化 学 性 质 物质二氧化碳二氧化硅 与水反应CO2 H2O H2
7、CO3 不反应 与酸反应不反应SiO2 4HF 与碱反应 如NaOH CO2 2NaOH Na2CO3 H2O或 盛碱液的试剂瓶不能用 塞 与碱性氧 化物反应 与Na2O反应 与CaO反应 与盐反应 如Na2CO3 SiO2 Na2CO3Na2SiO3 CO2 SiF4 2H2O 玻璃 CO2 NaOH NaHCO3 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O CO2 Na2O Na2CO3 Na2CO3 CO2 H2O 2NaHCO3 第10讲 要点探究 要点深化 1 SiO2的特性 通常情况二氧化硅的特性 碱性氧化物 酸 盐 水 SiO2是酸性氧化物 却能与氢 氟酸发生反应 SiO2 4
8、HF SiF4 2H2O 较强酸 较弱酸盐 较弱酸 较强酸盐 水溶液中 酸性 H2CO3 H2SiO3 却 能发生如下反应 Na2CO3 SiO2Na2SiO3 CO2 第10讲 要点探究 2 CO2与碱 盐的反应 与 碱 的 反 应 反应原理 CO2 2NaOH 足量 Na2CO3 H2O CO2 NaOH 少量 NaHCO3 反应后溶质成分的 判断x n NaOH n CO2 x 1 1NaHCO3 1 1 x 2 1 Na2CO3 NaHCO3 x 2 1Na2CO3 x 2 1 NaOH Na2CO3 第10讲 要点探究 与盐的反应 CO2 Na2CO3 H2O 2NaHCO3 CO2
9、 少量 2NaAlO2 3H2O 2Al OH 3 Na2CO3 CO2 足量 NaAlO2 2H2O Al OH 3 NaHCO3 CO2 少量 Ca ClO 2 H2O CaCO3 2HClO CO2 Na2SiO3 H2O H2SiO3 Na2CO3 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
10、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
11、 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 溶液组成的主要 成分 对应图 象 溶液中离子浓度的 关系 A Na2CO
12、3 NaHCO3 c Na c HCO B NaHCO3 Na2CO3 c CO c HCO CNaOH Na2CO3 c OH c CO DNa2CO3 c Na c CO c HCO c H2CO3 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 2NaOH H2SiO3 Na2SiO3 2H2O Na2SiO3 CO2 H2O H2SiO3 Na2CO3 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
13、 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Na2O SiO2 石棉 CaMg3Si4O12 表示 为 3 常见硅酸盐材料 产品水泥玻璃陶瓷 设备水泥回转窑玻璃窑陶瓷窑 原料黏土 CaO 3MgO 4SiO2 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
14、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Al2O3 2SiO2 2H2O 石棉 CaO 3MgO 4SiO2 沸石 Na2O Al2O3 3SiO2 2H2O 云母 K2O 3Al2O3 6SiO2 2H2O 滑石 3MgO 4SiO2 H2O 第10讲 要
15、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K2O Al2O3 3SiO2 应写成 K2O Al2O3 6SiO2 三星学科 教师助手 学生帮手 家长朋友 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 OH 4 此反应的离子方程式为2KAlSi
16、3O8 2H2CO3 5H2O 2K 2HCO 4H2SiO3 Al2Si2O5 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 K2O Al2O3 6SiO2 Al2O3 2SiO2 2H2O 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 间间隔 注 意组组成要与原硅酸盐盐一致 氧化物的顺顺序以金属性由强到弱 自左向右书书写 水放在最后 2 风风化的反应应是复杂杂的化学反应应 但我们们可以试图试图 用简单简单 的化学原理去理解它 抓住了由较较强的酸可以制得较较弱的酸 这这一规规律 问题问题 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 201
