《高考化学 4.1无机非金属材料的主角硅知识研习课件 新人教（通用）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学 4.1无机非金属材料的主角硅知识研习课件 新人教（通用）（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四章 非金属及其化合物,一、碳、硅 1元素的存在、单质的物理性质及用途 (1)存在形态 碳元素既有_态，又有_态，而硅元素仅有化合态。碳单质主要有_、 _等同素异形体，硅单质主要有_和_两大类。 (2)单质的物理性质 晶体硅与金刚石结构类似，二者熔点_，硬度_，石墨是层状结构晶体，熔点_，硬度较小，是电的_，有滑腻感。,游离,化合,金刚石,石墨,晶体硅,无定形硅,高,大,良导体,高,(3)单质主要用途 金刚石可用作割刀具、装饰品等；石墨作电极、润滑剂、铅笔芯等；硅可用作_材料和_材料。 2化学性质 碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。,合金,半导体,Si2F2=SiF4,Si4HF=Si
2、F42H2,CO22SO22H2O,CO24NO22H2O,想一想1工业上制备硅的原理是什么？请写出有关反应的化学方程式。,二、碳、硅的氧化物 1一氧化碳 CO是无色无味的有毒气体，不溶于水，可用作气体燃料和冶金工业的_。,还原剂,2CO2和SiO2 CO2和SiO2都属于_氧化物，具有酸性氧化物的通性。 (1)与碱反应 与NaOH溶液反应的化学方程式分别为： _， _ 。 (2)与盐反应,酸性,CO22NaOH=Na2CO3H2O,SiO22NaOH=Na2SiO3H2O,Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3,(3)与碱性氧化物反应 与Na2O反应的化学方程式分别为： _， _ 。 三、
3、硅酸和硅酸盐 1硅酸 (1)物理性质：与一般的无机含氧酸不同，硅酸的溶解度_。,SiO2Na2O=Na2SiO3,CO2Na2O=Na2CO3,很小,(2)化学性质 弱酸性：酸性比碳酸弱，与NaOH溶液反应的化学方程式为_。 (3) 制备：通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得，如Na2SiO3溶液与盐酸反应： _。 (4)用途：硅胶可用作_、 _的载体等。,H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O,H2O,Na2SiO32HCl=H2SiO32NaCl,干燥剂,催化剂,2硅酸盐 (1)硅酸盐：硅酸盐是由_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：硅酸钠溶液俗称_，是无色黏
4、稠液体，常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。 (3)硅酸盐组成的表示 通常用二氧化硅和金属氧化物的组成形式表示硅酸盐的组成：如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为_，长石(KAlSi3O8)可表示为：_。 注意：硅酸盐写法与氧化物写法中各元素的化合价保持不变，原子个数比相等。,硅、氧和金属,水玻璃,Na2OSiO2,K2OAl2O36SiO2,想一想2如何设计实验比较硅酸、碳酸酸性的相对强弱？ 提示：根据复分解反应中，强酸可制得弱酸的原理可设计实验：向硅酸钠溶液中通入CO2，溶液变浑浊，说明有硅酸生成，即可证明碳酸的酸性强于硅酸。,四、无机非金属材料 1硅酸盐材料 2.特殊功能的含硅物质 (1)_
5、具有金刚石结构，可用作磨料。 (2)含硅元素4%的钢具有_性。 (3)硅橡胶具有_的性质。,石灰石、黏土,水泥回转窑,纯碱、石灰石,和石英,玻璃窑,黏土(瓷土),碳化硅,导磁,既耐高温又耐低温,考点一硅及其化合物的特性及应用,(即时巩固解析为教师用书独有),【案例1】(2011山东理综)某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素 () A在自然界中只以化合态的形式存在 B单质常用作半导体材料和光导纤维 C最高价氧化物不与酸反应 D气态氢化物比甲烷稳定 【解析】先准确推断出该元素为硅，然后对照它的性质与用途进行判断。通过信息可推知该元素为Si。B项，其单质能用作半导体材
6、料而不能用作光导纤维，B项错误；C项，它的最高价氧化物SiO2能与氢氟酸反应，化学方程式为SiO24HF=SiF42H2O，C项错误；D项，由于元素的非金属性CSi，故SiH4的稳定性弱于甲烷，D项错误。 【答案】A,【规律方法】与元素硅有关的几个问题：在常温下硅的化学性质虽然很稳定，但自然界中没有游离态的硅存在；单质硅虽然是原子晶体，但可以做半导体材料；单质硅与强碱水溶液反应能生成氢气，与氢氟酸反应也能生成氢气，这是其他非金属单质所不具有的性质；碳在高温下与二氧化硅反应只能被氧化为CO，而不能被氧化为CO2，这一反应是非金属把另一非金属从其氧化物中还原成单质的一个特例；硅酸是弱酸，不溶于水是
7、其特性。,【即时巩固1】(2012汕头模拟)半导体工业中，有一句行话：“从沙滩到用户”，即由SiO2制取Si。制取过程中不涉及的化学反应是 (),【答案】B,考点二硅、碳重要化合物的比较 1SiO2和CO2,2.H2CO3和H2SiO3,【案例2】下列有关SiO2的性质和该性质的应用均正确的是 () ASiO2 是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应 B二氧化硅不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器 CSiO2可以制耐火材料，其原因是SiO2具有很高的熔点,【解析】酸性氧化物是指能够跟碱反应，生成盐和水的氧化物，因为2NaOHSiO2=Na2SiO3H2O，故A项正确；B项中二氧化硅可与氢氟酸反应，
8、故B项错误；SiO2具有硬度大、熔点很高的特点，C项正确；SiO2不溶于水，故不能实现上述转化，D项错误。 【答案】AC,【即时巩固2】光导纤维的主要成分为SiO2，请回答下列问题： (1)下列说法不正确的是 () ASiO2和CO2都是酸性氧化物，均可与NaOH溶液反应 B水晶项链、石英钟都是硅酸盐制品 CSiO2和CO2在一定条件下均可与CaO发生反应 DSiO2不溶于水，而CO2可与水反应，生成H2CO3 (2)将过量的CO2分别通入：CaCl2溶液；Na2SiO3溶液；Ca(OH)2溶液；饱和Na2CO3溶液。最终溶液中有白色沉淀析出的是 () ABCD,【解析】(1)水晶项链，石英钟
9、的主要成分都是SiO2，不是硅酸盐制品；SiO2是一种酸性氧化物，可与强碱及CaO发生反应。 (2)CO2溶于水：CO2H2O=H2CO3，H2CO3的酸性比盐酸弱，而比硅酸强，根据酸与盐反应的规律，CO2通入CaCl2溶液无明显现象(一般弱酸不能制强酸)；过量的CO2通入Na2SiO3溶液中有白色沉淀H2SiO3生成；CO2通入Ca(OH)2溶液至过量：Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O，CaCO3H2OCO2=Ca(HCO3)2，最终生成Ca(HCO3)2而无沉淀产生；过量CO2通入饱和Na2CO3溶液中：Na2CO3H2OCO2=2NaHCO3，生成的NaHCO3溶解度比Na2CO3
10、溶解度小而结晶析出。 【答案】(1)B(2)B,考点三硅酸盐的表示方法 硅酸盐的种类多，结构复杂，其组成的表示方法有两种： 1盐化学式法 例如：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 例如： 高岭土：Al2O32SiO22H2O 石棉：CaO3MgO4SiO2 沸石：Na2OAl2O33SiO22H2O,云母：K2O3Al2O36SiO22H2O 滑石：3MgO4SiO2H2O 长石：K2OAl2O36SiO2 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
11、。,灵犀一点： 由于硅酸盐的组成与结构很复杂，为了简化对硅酸盐组成的表示方法，采用了氧化物法。实际上硅酸盐不是以简单氧化物形式存在的，而是以各种结构复杂的盐的形式存在的。,【案例3】(1)将下述复杂硅酸盐改写成氧化物形式： KAlSi3O8_。 Al2Si2O5(OH)4_。 (2)北京2008年奥运金牌“金镶玉”环形玉璧由昆仑玉制成，昆仑玉的成分可简单看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2，则其用二氧化硅和金属氧化物的形式可表示为_。,【解析】用氧化物表示硅酸盐时的顺序为活泼金属氧化物较活泼金属氧化物非金属氧化物二氧化硅水。 【答案】(1)K2OAl2O36SiO2 Al2O32SiO22H2O (2)2CaO5MgO8SiO2H2O 【规律技巧】硅酸盐无论以何种形式表示，其组成及成分是固定不变的，即性质是不变的。 硅酸盐用氧化物的形式表示时，必须遵循各元素化合价不变的原则。,【即时巩固3】Al2O32SiO22H2O是 () A混合物B铝酸盐 C两种氧化物的水化物 D硅酸盐 【解析】Al2O32SiO22H2O是硅酸盐Al2Si2O5(OH)4的氧化物表示法。 【答案】D,
