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1、必考部分,第四单元,非金属及其化合物,第1节 无机非金属材料的主角硅,1了解碳元素的单质及某些氧化物、氢化物、碳酸盐的性质。 2.了解碳的氧化物对大气的污染及其防治；初步了解粉尘对环境及人类健康的影响。,1.本节内容重点考查：(1)C、Si元素的单质及其化合物间的转化；(2)C、Si元素的单质及化合物的性质及应用；(3)C、Si新型材料。试题形式不固定，以了解和综合应用为主，试题较易。,3.了解Si和SiO2的主要性质，了解CO2和SiO2物理性质差异的主要原因。 4.了解硅酸及常见硅酸盐的性质。 5.了解硅酸盐工业及新型无机非金属材料的性质与应用。,2.高考时非选择题的考查形式有两种：一种是
2、与元素及其化合物性质及其转化相结合；一种是以工业生产流程图为载体考查综合应用。,一、碳和硅,二、CO2和SiO2,三、硅酸和硅酸盐 1硅酸(H2SiO3) (1)物理性质 硅酸_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：_ _。,不稳定性 硅酸受热分解的化学方程式：_ _。 (3)制备：可用硅酸钠与盐酸反应制得：_。 (4)用途：硅胶可用作_的载体和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂。,2硅酸盐 (1)硅酸盐：是由_元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。 (2)硅酸钠：硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，
3、是制备硅胶和木材防火剂等的原料。 (3)硅酸盐组成的表示 通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成：如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2OSiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为：_。,(4)硅酸盐的用途 土壤保肥土壤胶粒带_电，能吸附 NH4、K等。 硅酸盐产品陶瓷、玻璃、水泥等无机非金属材料。 硅酸盐制品性质稳定，耐压强度高，硬度大，熔点较高，大都难溶于水。,(3)Na2SiO32HCl=H2SiO32NaCl (4)催化剂 2(1)硅、氧和金属 (3)K2OAl2O36SiO2 (4)负,有人认为SiO2既能与酸反应又能与碱反应，所以认为它是一种两性氧化物，你同意这种看
4、法吗？ 提示：不同意，因为SiO2只与酸中的氢氟酸反应，而与其他酸都不反应，SiO2是一种酸性氧化物。,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)碳化硅具有金刚石结构，可用作磨料。 (2)含硅元素4%的硅钢具有_性。 (3)硅橡胶具有既耐高温又耐低温的性质。 答案：1.黏土、石灰石 纯碱、石灰石、石英 2(2)导磁,1常温下，下列不发生反应的一组物质是( ) 硅与NaOH溶液 硅与盐酸 硅与氢氟酸 二氧化硅与碳酸钠 二氧化硅与NaOH溶液 二氧化硅与浓硝酸 A B C D 解析：硅的化学性质稳定，常温下除了与氟气、氢氟酸和强酸反应外，它不易与其他物质如氢气、氧气、氯气等反
5、应。 答案：D,2下列说法正确的是 ( ) A硅是人类将太阳能转变为电能的常用材料 B工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品 C水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品 D粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应 答案：A,3下列叙述中正确的是_。 光导纤维、石英钟的主要成分是单质硅 计算机芯片、太阳能电池板、半导体晶体管的主要成分是单质硅 金刚石、石墨、C60是碳元素的同素异形体，它们之间的转化属于化学变化 在自然界中有游离态的碳，但没有游离态的硅 答案：,4下列叙述中正确的是_。 CO2溶于水生成碳酸，所以SiO2溶于水也能生成硅酸 SiO2是酸性氧化物，不与任何酸反应 SiO2是酸性氧化物，能与NaOH溶
6、液反应 SiO2既能与碱反应，又能与酸(氢氟酸)反应，属于两性氧化物 答案：,5下列说法中正确的是_。 硅酸易溶于水，酸性比碳酸弱 水玻璃是纯净物 硅胶是SiO2 硅酸化学性质比较稳定，受热不分解 实验室中可以用水玻璃与CO2反应生成硅酸 SiO2溶于水即得硅酸 生产水泥和玻璃的共同原料是石英,高温结构陶瓷比金属材料具有更多优点，如不怕氧化、密度小等优点 新型无机非金属材料具有光学特性、生物功能、电学特性、耐高温、强度高 玛瑙手镯、水晶镜片、玻璃所用材料均为硅酸盐 答案：,CO2与碱、盐的反应及CO32、HCO3的检验 1与碱的反应 (1)反应原理 (2)反应后溶质成分的判断,也可用数轴表示,
7、2与盐溶液的反应 (1)CO2Na2CO3H2O=2NaHCO3 (2)CO2(少量)Ca(ClO)2H2O=CaCO32HClO (3)CO2Na2SiO3H2O=H2SiO3Na2CO3 3CO32、HCO3的检验,(1)不能用Ca(OH)2溶液和Ba(OH)2溶液检验CO32和HCO3，原因是OH能将HCO3转化为CO32。 (2)加酸后可根据气体是否有气味排除SO32、HSO3的干扰。 (3)不能用加酸看是否有无色无味气体产生的方法检验，因CO32与HCO3两种离子都有该现象发生。,例1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，在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量，并将
8、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)： 则下列分析都正确的组合是 ( ),解答本题应注意下列关键点： (1)CO2与NaOH反应后溶液成分的判断。 (2)明确CO32与H反应的原理： CO32H=HCO3，HCO3H=CO2H2O 解析向NaOH溶液中通入CO2时，所得溶液中的溶质可能有：只有Na2CO3，只有NaHCO3，Na2CO3与NaHCO3，Na2CO3与NaOH。而NaOH、Na2CO3、NaHCO3分别与HCl反应的方程式为：NaOHHCl=NaClH2O，Na2CO3HCl=NaClNaHCO3,和NaHCO3HCl=NaClC
9、O2H2O，NaHCO3HCl=NaClCO2H2O，设未产生气体时消耗盐酸的体积为V1，产生CO2气体时消耗盐酸的体积为V2，由图可知，开始就有CO2生成，故溶质应为NaHCO3，c(Na)c(HCO3)，A错；由图知，开始无CO2生成，且V22V1，可知溶质为Na2CO3和NaHCO3，且c(CO32)c(HCO3)，B正确；由图可知，V1V2，所以溶质只有Na2CO3，且c(CO32)c(OH)，C错；由图可知， V12V2，所以溶质为NaOH、Na2CO3，且c(OH)c(CO32)，D错。 答案B,把多元弱酸的酸酐(或弱酸)通入其正盐溶液中，可以继续发生反应，生成相应的酸式盐。如：
10、CO2Na2CO3H2O=2NaHCO3 SO2Na2SO3H2O=2NaHSO3 H2SNa2S=2NaHS。,往100 mL NaOH溶液中通入CO2，充分反应后，在减压和较低温度下，小心将溶液蒸干，得白色固体M。通入CO2的体积V(CO2)(mL)(标准状况，下同)与M的质量W(g)的关系如图。 (1)A点时，白色固体M的化学式为_，通入CO2的体积为_mL； (2)C点时，白色固体M的化学式为_，通入CO2的体积为_mL； (3)推算B点时M的组成_(用化学式表示)及通入CO2气体的体积为_mL。,解析：首先NaOH转化为Na2CO3，继续通CO2又转化为NaHCO3，结合图形得出：A
11、点M为Na2CO3，V(CO2)1120 mL；C点M为NaHCO3，V(CO2)2240 mL；B点为Na2CO3和NaHCO3的混合物，由守恒法求出V(CO2)1792 mL。,答案：(1)Na2CO3 1120 (2)NaHCO3 2240 (3)Na2CO3和NaHCO3 1792,硅及其化合物的比较及硅材料的应用 (一)比较,(二)硅酸盐的表示方法及应用 1硅酸盐的表示方法氧化物法 (1)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。 (2)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。 (3)氧化物之间以：“”隔开。 (4)系数配置出现分数
12、应化为整数。,2硅酸盐产品,3新型无机非金属材料的种类和用途,例2(2013苏北四市调研)下列叙述正确的是 ( ) B碳和硅都是A族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似 C二氧化硅既溶于氢氧化钠溶液又溶于氢氟酸，所以二氧化硅是两性氧化物 D二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能与水反应生成硅酸,如何判断两性氧化物？ 解析强酸制弱酸的反应规律适用于在溶液中的反应，而该反应是在高温干态下进行的，不能根据该规律判断。事实上碳酸酸性比硅酸强，故A项错误；CO2和SiO2属不同类型晶体，在物理性质方面有很大差异，故B项错误；SiO2能与氢氟酸反应，是SiO2的特性，并不能说明它具有碱性
13、，故C项错误；SiO2虽属于酸性氧化物，但不能直接与H2O反应生成H2SiO3，D项正确。 答案D,物质的性质不仅取决于物质的组成，还取决于物质的结构，Si与C都处于A族且二者相邻，性质相似，但其氧化物的某些性质相差很大。其原因是CO2为独立的小分子，分子之间的作用很小；而SiO2中不存在这样的单个分子，是靠共价键形成的空间立体网状结构，其硬度很大，熔沸点很高。,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：本题是利用元素周期律和元素周期表来
14、考查非金属硅及其化合物的性质和应用。硅及其化合物的性质有非金属及化合物的共性，又有其特殊性，对考生的要求是很全面的。此题对一部分考生来说有一定难度，要求考生对知识的掌握不仅要全面更要细致入微。短周期最外层电子数是次外层电子数一半的元素是Si或Li，故该元素是Si (Si是非金属而Li是金属)。Si在自然界中只以化合态存在；Si常用作半导体材料，而光导纤维的主要成分为SiO2；Si的最高价氧化物SiO2不与一般酸反应，但可以与氢氟酸反应：SiO24HF= SiF42H2O；稳定性：SiH4CH4。 答案：A,C、Si及其化合物性质认识误区 硅及其化合物，除了具有碳族元素的通性外，还具有一些特殊性质。 (2)非金属单质跟碱液作用一般无H2放出，但Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。 (3)非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si能与HF作用：Si4HF=SiF42H2。 (4)非金属单质一般为非导体，但Si为半导体。,(5)SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接将它与水作用制备H2SiO3。 (6)非金属氧化物的熔、沸点一般较低，但SiO2的熔、沸点却很高。 (7
