《2013届高考化学名师解读课件：4.1《硅无机非金属材料》（鲁科版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2013届高考化学名师解读课件：4.1《硅无机非金属材料》（鲁科版）（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第4章 材料家族中的元素,一、单质硅 1结构 单质硅有_和_两种。其中_是原子晶体，其空间构型为_结构。 2物理性质 _色，有金属光泽，硬度_，熔点和沸点_，导电性介于_和_之间。 3化学性质 _，在常温下，除_和_溶液以外，硅不易和其他物质反应；加热时，能与O2、Cl2等反应，化学反应方程式分别为：,晶体硅,无定形硅,晶体硅,正四面体,灰黑,大,高,导体,绝缘体,不活泼,氟气(F2),氢氟酸,(1)与O2反应：_。 (2)与F2反应：_。 (3)与H2反应：_。 (4)与氢氟酸反应：_。 (5)与Cl2反应：_。 (6)与烧碱溶液反应：_ _。 4用途 用做半导体材料、生产硅合金等。 5自然
2、界中的存在 在地壳中没有_的硅，均以_和_的形式存在，含量仅次于_。,Si2F2=SiF4,Si4HF=SiF42H2,Si2NaOHH2O=Na2SiO3,H2,游离态,硅酸盐,氧化物,氧,6制备,二、二氧化硅及光导纤维 1SiO2 (1)结构 SiO2晶体是由Si原子和O原子交替排列构成的_结构的_晶体，其中硅氧原子数目比为_。 (2)物理性质 纯净的SiO2是_色透明的晶体，硬度_，熔沸点_，_溶于水。 (3)化学性质 与烧碱溶液反应，化学方程式为_ _。 与CaO反应，化学方程式为_。,正四面体,原子,12,白,大,高,不,SiO22NaOH =,Na2SiO3H2O,SiO2CaO=
3、CaSiO3,与某些碳酸盐(如CaCO3、Na2CO3等)反应，化学方程式分别为_、_ _。 与氢氟酸反应，化学方程式为_ _。 高温下与碳反应化学方程式为 (4)存在 广泛存在于自然界中，是_、_、_的主要成分。 (5)用途 _用于建筑，石英用于制造_，纯SiO2用于制造_、_和_。,SiO2CaCO3=CaSiO3CO2,SiO2Na2CO3,=Na2SiO3CO2,SiO24HF=SiF4,2H2O,。,硅酸盐,电子部件,光学仪器,硅酸盐,玻璃,光导纤维,压电材料,医疗器械,2光导纤维 (1)主要成分：_。 (2)用途：_等。 (3)优点：_ _ 等。 三、硅酸盐与无机非金属材料 1硅酸
4、及硅酸盐 (1)硅酸(H2SiO3) 白色_性固体，具有_，受热可在干燥的空气中分解，化学方程式为_。,SiO2,光纤通迅,克服了声音信号和图像信号在铜丝、铝丝这两,种传统媒介中传播损耗大的缺点，并节约了大量金属资源,黏,不稳定性,(2)硅酸钠(Na2SiO3) 物理性质 白色，可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称_，有黏性。 化学性质 a水解显_。 b与酸性较硅酸强的酸反应，化学方程式分别为： 与盐酸反应：_。 与CO2水溶液反应：_ _。 c受热_。 用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。,水玻璃,碱性,Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3,Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3
5、,H2SiO3,分解,2硅酸盐工业简介 (1)含义：以_为原料，高温条件下发生复杂的物理及化学变化，冷却后得到_产品。 (2)传统无机非金属材料 普通水泥 a主要原料：_、_。 b主要成分：_、_ _、_。(写出名称和化学式) c主要性能：_。 普通玻璃 a主要原料：_、_、_。,黏土、石英、长石,硅酸盐,石灰石,黏土,硅酸三钙(3CaOSiO2),硅酸二钙,(2CaOSiO2),铝酸三钙(3CaOAl2O3),建筑材料,纯碱,石灰石,石英,b主要化学方程式,;,。,c主要成分：_、_和_。 d特种玻璃：石英玻璃、光学玻璃、钢化玻璃、有色玻璃等。 (3)新型无机非金属材料,硅酸钠,硅酸钙,二氧
6、化硅,考点一 硅及其化合物的特性及应用,【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
7、】 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，不溶于水是其特性。,【即时巩固1】 下列物质：氢氟酸 浓H2SO4 烧碱溶液 Na2CO3固体 氧化钙 浓HNO3。其中在一定条件下能与SiO2反应的有 ( ) A B全部 C D 【解析】 SiO2是酸性氧化物，具有
8、酸性氧化物的通性，故可以与碱及碱性氧化物反应；另外，SiO2也可以与Na2CO3、氢氟酸反应。 【答案】 C,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，故B项错误；SiO2具有硬度大、熔点很高
9、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 ( ) A B C D,【解析】 (1)水晶项链，石英钟的主要成分都是SiO2，
10、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溶解度小而结晶析出。 【
11、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。,灵犀一点： 由
12、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,
