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1、1了解碳、硅元素单质及其化合物的主要性质及应用 2了解氯元素单质及其化合物的主要性质和用途 3了解硫的氧化物、硫酸的性质及用途 4了解氮的氧化物、氨和HNO3的主要性质及用途 5了解氯、硫、氮、硅等非金属及其化合物的综合应用及其对环境的影响，能说明化工生产中遵循“绿色化学”的思想重要性,非金属元素及其化合物知识历来是高考的重点。命题的主要热点有：卤素及其化合物的性质和用途；卤素性质的迁移应用；硫及其化合物的相互转化关系，如硫化氢的强还原性，SO2的氧化性和还原性，浓硫酸的性质和用途等；N2、NH3、HNO3的性质及检验等；碳、硅及其化合物的性质和用途等。对非金属元素的考查几乎涉及各种题型，如选
2、择、填空、推断等，试题以基础题和中档题为主。,预计2011年高考仍将重点考查非金属元素的单质、氧化物、氢化物、最高价氧化物的水化物的结构、性质、制备、用途和检验等基础知识。以元素化合物知识为载体，与化学基本概念、基本理论、化学实验和化学计算密切结合，加以考查。其中推断题综合性较强，考查考生运用基础知识进行逻辑推断的能力。,第一讲 无机非金属材料的主角硅,一、二氧化硅 1结构 二氧化硅是一种 结构的物质，结构中以硅为中心形成 构型，其化学式SiO2不表示有分子，只表示硅、氧原子个数比为 。,立体网状,正四面体,12,2化学性质 SiO2是 氧化物。 (1)与HF反应： (2)与CaO反应： (3
3、)与NaOH溶液反应： 3用途 二氧化硅除用作饰品外，还可以用于制 和 。,SiO24HF=SiF42H2O,酸性,2NaOHSiO2=Na2SiO3H2O,石英坩埚,光导纤维,二、硅酸和硅酸盐 1硅酸 (1)弱酸性：硅酸的酸性很弱，比碳酸的酸性弱。 (2)制备：通过 硅酸盐与较强的酸反应制得，如Na2SiO3溶液与盐酸反应，化学方程式为： 。 (3)硅胶可用作 、催化剂的 。,可溶性,Na2SiO3,2HCl=2NaClH2SiO3,干燥剂,载体,2硅酸盐 (1)概念：硅酸盐是由 组成的化合物的总称。 (2)硅酸盐的组成表示方法：通常用 的组合形式表示硅酸盐的组成：如硅酸钠(Na2SiO3)
4、可表示为： ，长石(KAlSi3O8)可表示为： 。 (3)硅酸钠溶液俗称 ，是无色 液体，常用来制备黏合剂、防腐剂、 等。,硅、氧和金属,SiO2和金属,氧化物,Na2OSiO2,K2OAl2O36SiO2,水玻璃,黏稠,防火材料,(4)硅酸盐的用途 土壤保肥土壤胶粒一般带负电，能吸附NH 、K等营养离子。 硅酸盐产品 a陶瓷主要是传统硅酸盐陶瓷，它们都是以 为原料，经高温烧结而成。 b普通玻璃是以 为主要原料，经混合、粉碎，在 中熔融制得。 c水泥以 为主要原料，经研磨、混合后在 中煅烧，再加入 ，研成细粉即得普通水泥。,黏土,纯碱、石灰石和石英,玻璃窑,黏土和石灰石,水泥回转窑,石膏,三
5、、硅 硅单质有 两种，晶体硅与 具有相似结构。晶体硅是半导体，也是信息技术的关键材料。制计算机芯片和光电池的材料都使用了 。,晶体和无定形,金刚石,Si,考点一 硅及其化合物的性质,例1(2008广东)硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题： (1)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制备高纯硅的化学反应方程式_。 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，写出配平的化学反应方程式_；H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果
6、是_。,(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，可用于生产耐高温水泥 B氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承 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，其熔点很高 E盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅,(3)硅酸钠溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象并给予解释_。 解析(1)根据原子守恒即质量守恒可以写出SiHCl3与H2反应的化学方程式。 SiHCl3和H2O剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，分析它们化合价的变化可知， ，而Cl
7、的化合价未发生变 化，因此另一种元素即H元素的化合价必定降低，即另一种物质是H2。,(2)碳化硅、氮化硅为原子晶体，A、B正确。C正确。玻璃是一种玻璃态物质，无固定的熔点。盐酸不能与硅反应，而HCl在573K以上的温度下可与硅发生反应。因此D、E都不正确。,答案(1)SiHCl3H2 Si3HCl SiHCl33H2O=H2SiO33HClH2 氧气与氢气混合，可能引起爆炸；氧气可能会氧化SiHCl3 (2)ABC (3)现象：试管中有白色胶状沉淀生成，并且有刺激性气体生成；解释：Na2SiO3和NH4Cl均能水解，二者相互促进，Na2SiO3水解生成H2SiO3，NH4Cl水解生成NH3。,
8、一、结构分析 (1)硅与二氧化硅都是原子晶体，其结构模型可由金刚石的结构类推，如果将金刚石结构中的碳原子全部用硅原子代换，则为硅晶体。在硅晶体中，每两个硅原子之间夹一个氧原子，即为二氧化硅。由于键长：SiSiSiOCC，所以，其硬度和熔、沸点：硅晶体二氧化硅金刚石。,(2)硅酸及其盐,它们分子间缩水后可得多种复杂的形式。因此，硅酸盐的种类多，组成复杂。 二、碳、硅元素单质及其化合物的特性 1一般情况，非金属元素单质，熔沸点低，硬度小，但硅、金刚石熔沸点高，硬度大，其中金刚石为硬度最大的物质。 2一般情况，非金属元素单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。,3一般情况，较强氧化剂较强还原剂
9、=较弱氧化剂较弱还原剂，而碳却能还原出比它更强的还原剂：SiO22C Si2CO，FeOC FeCO。 4硅为非金属，却可以和强碱反应，放出氢气： Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。 5一般情况，较活泼金属酸=盐氢气，然而Si是非金属，却能与氢氟酸发生反应：Si4HF=SiF42H2。,6一般情况下，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：SiO24HF=SiF42H2O。 7一般情况，较强酸较弱酸盐=较弱酸较强酸盐。虽然酸性：H2CO3H2SiO3，却能发生如下反应：Na2CO3SiO2 Na2SiO3CO2。 8一般情况，非常活泼金属(Na、K等)才能够置
10、换出水中的氢，但CH2O(g) COH2。 9一般情况，非金属氧化物与水反应生成相应的酸，如CO2H2O=H2CO3，但SiO2不溶于水，不与水反应。,与强碱反应生成H2的固体单质有Al和Si，能够置换出水中的氢的非金属单质为C，这些特征反应常作为推断题的突破口。,1二氧化硅的熔、沸点较高的原因是 ( ) A二氧化硅中，硅、氧原子个数之比为12 B二氧化硅晶体不溶于水 C二氧化硅呈空间网状结构且SiO键的键能大 D二氧化硅晶体中原子以共价键相结合 解析此题难度不大，但涉及二氧化硅晶体结构的重点知识。二氧化硅熔、沸点较高的原因，是由于其晶体里SiO键的键能很高，并形成了一种立体网状的原子晶体，熔
11、融它需消耗较多的能量。故选C。 答案C,2下列反应不能一步得到的是 ( ) ASiO2Na2SiO3 BSiO2H2SiO3 CNa2CO3Na2SiO3 DH2SiO3SiO2 解析二氧化硅可与氢氧化钠溶液直接反应生成硅酸钠；碳酸钠可与二氧化硅在高温下反应生成硅酸钠；硅酸可直接加热分解生成二氧化硅；故只有B符合题意。 答案B,解析选项A，根据置换反应和化合反应的概念即可判断；选项B，根据反应可知还原性焦炭大于硅，根据反应可知还原性氢气大于硅；选项C，在三个反应中，硅元素的化合价从0价变为4价或从4价变为0价，故每消耗或生成28 g硅，转移电子均为4 mol；选项D，将反应中得到的易挥发的Si
12、Cl4分离出来后，再用氢气还原才可以得到高纯硅，故原操作不正确。 答案D,考点二 硅酸盐的表示方法,(2)这个反应能够发生的原因是_。 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。 (2)风化的反应是复杂的化学反应，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。,答案(1)K2OAl2O36SiO2 Al2O32SiO22H2O (2)因为碳酸酸性比硅酸强，由较强的酸可制得较弱的酸,硅酸盐组成的表示方法 1硅酸盐种类繁多，结构复杂，组成各异，通常用二氧化
13、硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。例如，石棉：CaO3MgO4SiO2。 2方法：(1)找出组成元素；(2)写出氧化物的形式；(3)注意原子守恒；(4)检查有无遗漏。 3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。,1三硅酸镁晶体可用来治疗胃溃疡病患者的胃酸过多症，这是因为该物质不溶于水，服用后能中和胃酸，作用持久。其化学式为Mg2Si3O8nH2O。 (1)用氧化物形式表示三硅酸镁的化学式： _ (2)写出该药物中和胃酸的化学方程式： _,解析用氧化物形式表示硅酸盐时，应注意其书写原则：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水。第(2)问若直接写三硅酸镁与盐酸反应，会感到无从下
14、手，应从氧化物形式书写。碱性氧化物(MgO)能与盐酸反应，而SiO2不能与盐酸反应，当成杂质，最后写出正确的方程式。 答案(1)2MgO3SiO2nH2O (2)2MgO3SiO2nH2O4HCl=2MgCl23SiO2(n2)H2O,2高岭土的组成可表示为Al2Si2Ox(OH)y，其中x、y的数值分别是 ( ) A7、2 B5、4 C6、3 D3、6 解析根据化合物中各元素化合价的代数和为零，可得2(3)2(4)x(2)y(1)0 故有2xy14 将选项代入，便可得出答案。 答案B,3(2009广东深圳高三联考)青石棉是一种致癌物质，是鹿特丹公约中受限制的46种化学品之一，其化学式为Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸溶液处理时，还原产物只有NO，下列说法不正确的是 ( ) A青石棉是一种硅酸盐原料 B青石棉中含有一定量的石英晶体 C青石棉的化学组成可表示为：Na2O3FeOFe2O38SiO2H2O D1 mol青石棉能使1 mol HNO3被还原 答案B,关于硅和SiO2的实验 1一定要准确记住工业上提纯硅的四
