《2011届高三高考化学总复习系列41无机非金属材料的主角——硅演示文稿》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2011届高三高考化学总复习系列41无机非金属材料的主角——硅演示文稿（70页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一节 无机非金属材料的 主角硅,1了解C、Si的单质的主要性质与应用。 2了解C、Si重要化合物的主要性质和应用。 3了解硅与无机非金属材料的关系。 4了解碳元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。 5以上各部分知识的综合应用。,本专题的复习宜采用：(1)分析迁移法，即由物质的属类去分析其应具有的性质。如晶体硅属于原子晶体，应具有较高的熔点等；二氧化硅属于酸性氧化物，能与碱溶液反应生成硅酸盐和水。(2)比较不同法，如二氧化硅与二氧化碳晶体结构不同，二者物理性质有较大的差异。(3)特殊法，即是在抓知识规律化、网络化的同时，要注意物质的特殊性，完善对反应规律的认识，如硅及其化合物有许多反应是在高
2、温下的固态反应，从而把握解题的切入点和突破口。(4)联系实际法，如CO、CO2与环境质量；Si、SiO2、硅酸盐与无机非金属材料。,一、碳元素的单质及化合物 1碳的单质,2碳的重要化合物,二、硅元素的单质及其化合物 1二氧化硅,3硅酸盐,三、无机非金属材料 1无机非金属材料的分类 (1)传统无机非金属材料，如_、_、_等硅酸盐材料。 (2)新型无机非金属材料，如_、_等。,2硅酸盐材料,【答案】： 一、1.金刚石 石墨 同素异形体 CO2 CO2 2CO2 2CO C2CuO 2CuCO2 C2H2SO4(浓) CO22SO22H2O 切削 电极 2无 无 有 Fe2O33CO 2Fe3CO2
3、 COCuO CuCO2 无 无 干冰 CO2H2O=H2CO3 Na2OCO2=Na2CO3 CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O 2MgCO2 2MgOC,二、1.石英 水晶 玛瑙 高 大 难 CaSiO3 Na2SiO3H2O SiO24HF=SiF42H2O 光导纤维 2不 无 胶 Na2SiO32H2O CO2H2O H2SiO3 2NaClH2SiO3 3不 稳定 水玻璃 防火剂 三、水泥 玻璃 陶瓷 高温结构陶瓷 光导纤维 黏土、石灰石 黏土 玻璃熔炉,1(2009南京模拟)硅在无机非金属材料中一直扮演着重要角色，被誉为无机非金属材料的主角。下列物品用到硅单质的是 ( ) A玻
4、璃制品 B石英钟表 C计算机芯片 D光导纤维 解析：制玻璃、石英钟表以及光导纤维的含硅原料为SiO2，故A、B、D三项不合题意；计算机芯片的含硅原料为单质硅。 答案：C,2下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是( ) A4价氧化物都与氢氧化钠溶液反应 B单质在加热时都能与氧气反应 C氧化物都能溶于水生成相应的酸 D碳和硅两种元素都有能导电的单质,解析：A项，碳和硅的4价氧化物都是酸性氧化物，都能与氢氧化钠溶液反应；B项，碳和硅的单质在加热时都能与O2反应，生成氧化物；C项，SiO2不溶于水，不能生成硅酸；D项，石墨是导体，晶体硅是半导体，都能导电。 答案：C,3下列试剂可用带玻璃塞的玻璃瓶存放的是
5、( ) ANaOH溶液 BNa2SiO3溶液 C盐酸 D氢氟酸 解析：本题主要考查化学试剂的贮存方法。NaOH溶液、氢氟酸均能和玻璃中的SiO2发生反应而腐蚀玻璃；Na2SiO3溶液具有很强的黏性，用带玻璃塞的玻璃瓶盛放，Na2SiO3溶液能将瓶塞粘住。 答案：C,4(2009宿州模拟)青花瓷中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”、“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案让人赏心悦目，但古瓷中所用颜料成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2Ox，铜为2价)，下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是 ( ),A可用氧化物形式表示为BaOCuO2SiO2 B性质稳定，不
6、易脱色 C易溶解于强酸和强碱 Dx等于6 答案：C,5继科学家发现C3O2是金星大气成分之后，2004年，美国科学家通过“勇气”号太空车探测出水星大气中含有一种称为硫化羰(化学式为COS)的物质，已知硫化羰与二氧化碳的结构相似，但在氧气中会燃烧，下列有关C3O2与硫化羰的说法中不正确的是 ( ) AC3O2与CO一样可以在氧气中燃烧生成CO2 BCO、C3O2、CO2是碳的氧化物，但它们不是互为同素异形体 CCOS分子中只有一种共价键 D硫化羰在氧气中完全燃烧后的生成物是CO2、SO2,解析：从题干信息描述，C3O2中的碳元素不是最高正价，则应该像CO一样可以在氧气中燃烧生成CO2；CO、C3
7、O2、CO2是碳的氧化物，但不是碳元素的单质，故不可能互为同素异形体；硫化羰与二氧化碳的结构相似则分子中应该有碳氧双键和碳硫双键两种共价键；COS在氧气中会燃烧，完全燃烧后的生成物应该是CO2、SO2。 答案：C,6下面装置是用来分离CO2和CO混合气体并干燥，图中a、c、d为止水夹，b为分液漏斗活塞，通过Y形管和止水夹分别接两球胆，现装置内空气已排尽。为使实验成功，甲、乙、丙分别盛放的试剂为 ( ),解析：分离CO2和CO应该先把CO2吸收，干燥后用一个球胆收集CO，然后再用酸制出CO2，干燥后用另一个球胆收集，故丙装置中一定是浓硫酸(18.4 mol/L H2SO4)，另外，饱和NaHCO
8、3溶液不能吸收CO2，用饱和Na2CO3溶液吸收CO2，再用酸制CO2时会改变CO2的量，且吸收效果不如饱和NaOH溶液，故选C。 答案：C,7某科研小组用高岭土(主要成分是Al2O32SiO22H2O并含少量CaO、Fe2O3)研制新型净水剂(铝的化合物)，其实验步骤如下： 将土样和纯碱混匀，加热熔融，冷却后用水浸取熔块，过滤，弃去残渣，滤液用盐酸酸化，经过滤分别得到沉淀和溶液，溶液即为净水剂。 (1)写出熔融时高岭土的主要成分与纯碱反应的化学方程式是(Al2O3与纯碱的反应和SiO2与纯碱的反应相似) _。,2)最后的沉淀物是_，生成该沉淀的离子方程式是_。 (3)实验室中常用瓷坩埚、氧化
9、铝坩埚和铁坩埚，本实验在熔融高岭土时应选用的坩埚是_。,解析：(1)由题意可知Al2O3与纯碱反应和SiO2与纯碱反应类似，均是生成盐和CO2，而Al2O3与Na2CO3反应生成NaAlO2；SiO2与Na2CO3反应生成Na2SiO3。 (2)滤液中含有Na2SiO3和NaAlO2，向其中加入盐酸二者均可与盐酸反应，Na2SiO3与盐酸反应生成H2SiO3沉淀，而NaAlO2与盐酸反应先生成Al(OH)3沉淀，后又溶解，所以最后的沉淀是H2SiO3。 (3)由于高温下SiO2和Al2O3均可和Na2CO3反应，所以应选择铁坩埚。,答案：(1)Na2CO3SiO2 Na2SiO3CO2， Na
10、2CO3Al2O3 2NaAlO2CO2 (2)H2SiO3 2H=H2SiO3 (3)铁坩埚,8A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转换关系如图所示，A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似。,请填空： (1)形成单质A的原子的结构示意图为_，它的最高化合价为_。 (2)B的化学式(分子式)为_，B和碳反应生成A和E的化学方程式是_。 (3)C的化学式为_，D的化学式为_。,解析：根据题意A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，可确定A为硅，分析框图，并结合中学化学知识，高温下与碳反应生成单质硅的只有二氧化硅，因此可确定B为SiO2，依据框图可确定C为
11、CaSiO3，D为Na2SiO3，E为CO。 答案：(1) 4价 (2)SiO2 SiO22C Si2CO (3)CaSiO3 Na2SiO3,1.非金属单质一般为非导体(石墨能导电)，硅的晶体是良好的半导体材料。 2Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si： SiO22C Si2CO。 3非金属单质跟碱作用一般无H2放出，但Si能跟强碱溶液作用：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。 4非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si能跟HF作用：Si4HF=SiF42H2。,5酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能与HF作用：SiO24HF=SiF42H2O。 6SiO2是H2SiO3
12、的酸酐，但它不溶于水，不能直接与水作用制备H2SiO3。 7无机酸一般易溶于水，但H2SiO3难溶于水。 8硅酸钠水溶液称泡花碱或水玻璃，但却是盐溶液。 9H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以有Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3，但高温下，Na2CO3SiO2 Na2SiO3CO2也能发生。,特别提示 与强碱溶液反应生成H2的固体单质有Si和Al，常作为推断题的突破口。,案例精析 【例1】 在一定条件下，下列物质不能和二氧化硅反应的是 ( ) 焦炭 纯碱 碳酸钙 氢氟酸 高氯酸 氢氧化钾 水 氮气 A B C D,解析 二氧化硅是不溶于水和酸(HF酸除外)的酸性氧化物。高温
13、下有一定的氧化性，如能被碳还原；也能与某些盐反应生成硅酸盐和挥发性酸酐；能与强碱反应。 SiO2为难溶的酸性氧化物，常温下不与一般酸反应，但能与强碱溶液反应。能与氢氟酸反应，在高温下能与碱性氧化物、碳酸盐、碳等反应。 答案 B,点评 本题综合考查了二氧化硅的性质。在解答推断题中要注意SiO2这种酸性氧化物能与HF这种酸反应的特性。 特别总结 二氧化硅与碳酸钠的反应是因为生成的二氧化碳是挥发性的气体，逸出反应体系，使反应不断正向进行。,(2007广东高考)下列说法正确的是 ( ) A硅材料广泛用于光纤通讯 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
14、硅不涉及氧化还原反应 解析：本题考查非金属硅及二氧化硅的知识，顺利解答本题应熟悉Si及SiO2的性质，并且了解硅及二氧化硅在生产、生活中的应用。 答案：A,(2009山东济宁高三期末考试)关于二氧化硅，下列途述不正确的是 ( ) A水晶的成分是二氧化硅 B二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差别 C二氧化硅不溶于水，也不能跟水反应生成酸 D二氧化硅是一种酸性氧化物，它不跟任何酸起反应,解析：水晶、玛瑙、沙子都含二氧化硅；SiO2晶体不溶于水，也不能与水反应生成H2SiO3，制取H2SiO3是利用可溶性硅酸盐与酸的反应；SiO2虽然是酸性氧化物，但它可以与氢氟酸发生反应：SiO24HF=SiF4
15、2H2O，这是它的特性，氢氟酸可用于刻蚀玻璃就是利用了这一性质；CO2在通常状况下为气体，与SiO2的物理性质相差很大。 答案：D,二氧化硅与二氧化碳都属于酸性氧化物，它们之间的异同之处可归纳如下：,友情提示 物质的性质不仅取决于组成微粒的性质，还取决于微粒间的结构，Si与C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不存在这样的单个分子，是靠强作用形成的巨大“分子”，其硬度很大，熔沸点很高。,案例精析 【例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 CaCl2是强酸盐，碳酸钙能溶于盐酸，故CO2不与CaCl2反应；硅酸的酸性较碳酸
