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1、化学化学人人 教教 版版精精 准准 高高 考考第四章非金属及其化合物第四章非金属及其化合物必考内容第一课时无机非金属材料的主角第一课时无机非金属材料的主角硅硅考考 纲纲 解解 读读考纲要求考纲要求命题趋势命题趋势1.了解碳、硅的原子结构、认识硅在自然了解碳、硅的原子结构、认识硅在自然界的存在形式。界的存在形式。2.了解碳、硅及其重要化合物的主要性质。了解碳、硅及其重要化合物的主要性质。3.了解硅酸盐产品及其在生产生活中的用了解硅酸盐产品及其在生产生活中的用途。途。高考的考查点有三个：一是以新材料、新技术为背景考查高考的考查点有三个：一是以新材料、新技术为背景考查C、Si及其重要化合物的性质及应
2、用，二是以推断题考查及其重要化合物的性质及应用，二是以推断题考查C、Si及其化合物之间的转化关系，三是以硅、硅酸的制备及其化合物之间的转化关系，三是以硅、硅酸的制备为载体，考查实验探究能力。特别注意为载体，考查实验探究能力。特别注意Si、SiO2在现代科在现代科技中的用途经常以选择题形式出现，已成为高考考查热点。技中的用途经常以选择题形式出现，已成为高考考查热点。1 1考考点点一一2 2考考点点二二3 3考考点点三三4 4复复 习习 练练 案案1碳单质的存在、性质和用途考点一碳、硅单质的性质和用途考点一碳、硅单质的性质和用途种类种类主要有金刚石、石墨、主要有金刚石、石墨、_等等结构结构金刚石：
3、金刚石：_结构结构石墨：平面正六边形层状结构石墨：平面正六边形层状结构物理性质物理性质金刚石：熔点高，硬度金刚石：熔点高，硬度_，不导电，不导电石墨：熔点更高，质石墨：熔点更高，质_，有滑腻感，能导电，有滑腻感，能导电C60或富勒烯或富勒烯 正四面体空间网状正四面体空间网状 大大 软软 化学化学性质性质与与O2反应反应O2充足时：充足时：_O2不足时：不足时：_与氧化物与氧化物反应反应CuO：_ (冶炼金属冶炼金属)SiO2：_ (制取粗硅制取粗硅)H2O：_ (制取水煤气制取水煤气)与强氧化与强氧化性酸反应性酸反应浓浓H2SO4：_浓浓HNO3：_用途用途金刚石：用作切削刀具、装饰品等；石墨
4、：作电极、高温润滑剂、铅笔芯等金刚石：用作切削刀具、装饰品等；石墨：作电极、高温润滑剂、铅笔芯等2硅单质的存在、性质和制备(1)结构及物理性质(2)化学性质硅的化学性质不活泼，常温下不能被浓硫酸、浓硝酸等强氧化剂氧化，只能与F2、氢氟酸、强碱溶液反应；在加热条件下，能与O2、Cl2等少数非金属单质化合。写出下列相关反应的化学方程式：(3)工业制备反应原理：制粗硅_粗硅的提纯_、_。 D 解析考查硅和二氧化硅的性质与应用。半导体硅晶体制造计算机芯片，选项A正确；焦炭和二氧化硅在高温下反应制得粗硅，其中二氧化硅作氧化剂被还原，选项B正确；常温时硅不与水、氧气及强酸反应，但可与氢氟酸反应，选项C正确
5、；硅元素在自然界的主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在，选项D不正确。C 解析晶体硅与金刚石都是由原子直接构成的，不存在分子，A错误；硅酸盐中的硅酸钠易溶于水，B错误；硅与氢氟酸能够发生反应，C错误；原硅酸和硅酸对应的酸酐都是二氧化硅，D正确。D C 解析自然界中硅元素以SiO2以及硅酸盐的形式存在，A错误；制造光导纤维的原料是SiO2，B错误；该条件下的反应，C是还原剂，Si是还原产物，因此该条件下还原性C比Si强，C正确；因不知CO所处状态，无法确定其物质的量，因此也就不能确定转移电子的数目，D错误。3SiCl42N26H2=Si3N412HCl SiHCl33H2O=H2SiO33HClH2
6、 假设每一轮次制备1 mol纯硅，且生产过程中硅元素没有损失，反应中HCl的利用率为90%，反应中H2的利用率为93.75%。则在第二轮次的生产中，补充投入HCl和H2的物质的量之比是_。51 总结提升总结提升1一氧化碳CO是无色无味的有毒气体，_溶于水，可用作气体燃料和冶金工业的_。(1)燃烧的化学方程式为：_。(2)还原CuO的化学方程式为：_。考点二碳和硅的氧化物考点二碳和硅的氧化物不不 还原剂还原剂 2二氧化碳和二氧化硅酸性酸性 立体网状立体网状 高高 SiO24HF=SiF42H2 SiO22NaOH=Na2SiO3H2OCO2Na2SiO3H2O=H2SiO3Na2CO3CO2Na
7、2O=Na2CO3 A B CO2与碱反应产物的定量判断CO2通入NaOH、Ca(OH)2等强碱溶液的反应产物与CO2气体的通入量有关，当通入少量CO2时生成碳酸盐，当通入过量CO2时生成碳酸氢盐；当CO2的通入量介于两者之间时，既有正盐又有酸式盐生成，因此推断时一定要注意CO2与碱之间量的关系。以CO2与NaOH溶液反应为例，将CO2通入NaOH溶液中，可能发生的反应为方法技巧方法技巧 D A 含硅化合物的特殊性(1)SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接与水作用制备H2SiO3。(2)酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能跟HF作用：SiO24HF=SiF42H2O。(3)不
8、要混淆二氧化硅和硅的用途用于制作光导纤维的是SiO2，用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅。(4)水晶、石英、玛瑙的主要成分是SiO2；珍珠的主要成分是CaCO3；钻石是金刚石；红、蓝宝石的主要成分是Al2O3。总结提升总结提升B D Na2CO3 1120 NaHCO32240 Na2CO3和和NaHCO3 1792 有关二氧化碳反应的总结1与盐溶液的反应(1)CO2Na2CO3H2O=2NaHCO3(2)CO2(少量)Ca(ClO)2H2O=CaCO32HClO(3)CO2(少量)Na2SiO3H2O=H2SiO3Na2CO3总结提升总结提升1硅酸硅酸_溶于水，其酸性比碳酸_，硅酸_(
9、填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红色。(1)硅酸不稳定，受热易分解：_。考点三硅酸、硅酸盐、无机非金属材料考点三硅酸、硅酸盐、无机非金属材料难难 弱弱 不能不能 (2)硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为_。(3)硅酸在水中易聚合形成胶体，硅胶有很强的吸水能力，常用作_。2硅酸盐(1)概念：_的总称，是构成地壳岩石的主要成分。(2)硅酸钠(Na2SiO3)白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称_，有黏性，水溶液显碱性。H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O 干燥剂干燥剂 由硅、氧和金属元素组成的化合物由硅、氧和金属元素组成的化合物 水玻璃水玻璃 它能与较强的酸反
10、应，如与盐酸反应：_；与CO2水溶液反应：_。用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。(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_。Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3 Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3 K2OAl2O36SiO2 3无机非金属材料(1)传统无机非金属材料三种硅酸盐工业生产的比较：水泥水泥玻璃玻璃陶瓷陶瓷生产原料生产原料_主要设备主要设备_陶瓷窑陶瓷窑主要成分主要成分3CaOSiO22CaOSiO23CaOAl2O3Na2SiO3C
11、aSiO3SiO2硅酸盐硅酸盐生产条件生产条件高温高温石灰石、黏土石灰石、黏土 纯碱、石灰石和石英纯碱、石灰石和石英 黏土黏土 水泥回转窑水泥回转窑 玻璃窑玻璃窑 (2)新型无机非金属材料高温结构陶瓷：如氮化硅陶瓷具有较高的硬度和耐磨性、较强的抗化学侵蚀性和电绝缘性等。生物陶瓷：对机体无排异反应，不会引起代谢作用异常。压电陶瓷：具有压电效应。(3)特殊功能的含硅物质碳化硅具有金刚石结构，可用作磨料。含硅元素4%的硅钢具有导磁性。硅橡胶具有既耐高温又耐低温的性质。 D C 方法技巧方法技巧 C A B SiO24HF=SiF42H2O Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3 D 请
12、回答下列问题：(1)写出各物质的化学式：A_；B_；C_；D_；E_。(2)写出反应的化学方程式_，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。(3)写出反应的离子方程式_。(4)写出反应的离子方程式_。(5)H2CO3的酸性强于E的，请用离子方程式予以证明_。SiO2 CaSiO3 Na2SiO3 Si H2SiO3 12 解析解答本题的第一个“突破口”是非金属元素R的单质能与NaOH溶液反应生成盐(Na2RO3)和氢气，说明是硅及其化合物之间的转化。第二个“突破口”是反应条件“高温”，A在高温条件下，能与焦炭、CaCO3发生反应，则A为SiO2。从而推知B为CaSiO3，D为Si，E为H2SiO3。硅及其化合物的转化关系图总结提升总结提升复复 习习 练练 案案
