202X年高考化學一輪總復習無機非金屬材料的主角——硅1課件新人教版

1、第四章非金屬及其化合物第一節(jié)無機非金屬材料的主角硅一、碳、硅單質的主要性質及應用一、碳、硅單質的主要性質及應用1.1.存在存在(1)(1)碳碳: :既有既有_態(tài)又有態(tài)又有_態(tài)?；蠎B(tài)的碳以態(tài)?；蠎B(tài)的碳以_和和_的形式存在。的形式存在。(2)(2)硅硅: :只有只有_態(tài)。硅在地殼中的含量占第二位態(tài)。硅在地殼中的含量占第二位, ,以以_和和_的形式存在。的形式存在。游離游離化合化合氧化物氧化物碳酸鹽碳酸鹽化合化合二氧化硅二氧化硅硅酸鹽硅酸鹽【微點撥微點撥】碳和硅的單質均有同素異形體。碳和硅的單質均有同素異形體。碳單質碳單質: :金剛石、石墨、金剛石、石墨、C C6060等。等。硅單質硅單質: :

2、晶體硅、無定形硅等。晶體硅、無定形硅等。2.2.結構結構金剛石金剛石: :空間網狀結構?？臻g網狀結構。石墨石墨: :層狀結構。層狀結構。晶體硅晶體硅: :與金剛石類似的空間網狀結構。與金剛石類似的空間網狀結構。3.3.物理性質和用途物理性質和用途( (連線連線) )4.4.碳、硅單質的化學性質碳、硅單質的化學性質寫出的化學方程式寫出的化學方程式: :_;_;_;_;_;_;_;_;_。高溫高溫=高溫高溫=SiOSiO2 2+2C Si+2CO+2C Si+2COC+HC+H2 2O(g) CO+HO(g) CO+H2 2Si+OSi+O2 2 SiO SiO2 2Si+2FSi+2F2 2=S

3、iF=SiF4 4Si+2NaOH+HSi+2NaOH+H2 2O=NaO=Na2 2SiOSiO3 3+2H+2H2 25.5.硅的工業(yè)制法硅的工業(yè)制法二、二氧化碳和二氧化硅的比較二、二氧化碳和二氧化硅的比較1.1.物理性質物理性質(1)(1)硬度硬度:SiO:SiO2 2為固體為固體, ,硬度大。硬度大。(2)(2)結構結構:CO:CO2 2由由_組成組成;SiO;SiO2 2是是_結構結構, ,不存在單個分子。不存在單個分子。(3)(3)熔、沸點熔、沸點:SiO:SiO2 2的熔、沸點的熔、沸點_;CO_;CO2 2的熔、沸點的熔、沸點_。(4)(4)溶解性溶解性:CO:CO2 2_溶于

4、水溶于水,SiO,SiO2 2_溶于水。溶于水。分子分子空間網狀空間網狀高高低低可可不不2.2.化學性質化學性質物質物質SiOSiO2 2COCO2 2與水與水反應反應不反應不反應_與酸與酸(HF)(HF)反應反應_不反應不反應COCO2 2+H+H2 2O HO H2 2COCO3 3SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2O O物質物質SiOSiO2 2COCO2 2與堿與堿反應反應SiOSiO2 2+2NaOH=+2NaOH= _ _盛堿液的試劑瓶盛堿液的試劑瓶用橡皮塞用橡皮塞COCO2 2+2NaOH(+2NaOH(足量足量) )=_=_或或COCO2

5、 2+NaOH+NaOH( (少量少量)=_)=_與鹽與鹽反應反應SiOSiO2 2+Na+Na2 2COCO3 3 _、SiOSiO2 2+CaCO+CaCO3 3 _Ca(ClO)Ca(ClO)2 2+CO+CO2 2+H+H2 2O=O=_、COCO2 2+Na+Na2 2COCO3 3+H+H2 2O=O=_高溫高溫=高溫高溫=NaNa2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O ONaNa2 2COCO3 3+H+H2 2O ONaHCONaHCO3 3NaNa2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2CaSiOCaSiO3 3+CO+CO2 2CaCOCaCO3 3+2HClO+2HC

6、lO2NaHCO2NaHCO3 3物質物質SiOSiO2 2COCO2 2與堿性與堿性氧化物氧化物反應反應SiOSiO2 2+CaO CaSiO+CaO CaSiO3 3 COCO2 2+Na+Na2 2O=O=NaNa2 2COCO3 3與碳與碳反應反應_ _ _高溫高溫=高溫高溫=高溫高溫=SiOSiO2 2+2C Si+2CO+2C Si+2COCOCO2 2+C 2CO+C 2CO【微點撥微點撥】(1)(1)酸性氧化物一般和水反應生成相應的酸酸性氧化物一般和水反應生成相應的酸, ,但但SiOSiO2 2不不與水反應與水反應, ,不能用不能用SiOSiO2 2與水反應制備硅酸。與水反應制

7、備硅酸。(2)SiO(2)SiO2 2不能與鹽酸、硝酸、硫酸等酸反應不能與鹽酸、硝酸、硫酸等酸反應, ,但能與氫但能與氫氟酸反應。氟酸反應。3.3.用途用途物質物質SiOSiO2 2COCO2 2用途用途制光學儀器、石英制光學儀器、石英玻璃、常用來制造玻璃、常用來制造通訊材料通訊材料_化工原料、滅火化工原料、滅火劑。干冰用作劑。干冰用作_,_,人工降雨人工降雨光導纖維光導纖維制冷劑制冷劑三、硅酸和硅酸鹽三、硅酸和硅酸鹽1.1.硅酸硅酸2.2.硅酸鈉硅酸鈉(1)(1)白色、可溶于水的粉末狀固體白色、可溶于水的粉末狀固體, ,其水溶液俗稱水其水溶液俗稱水玻璃玻璃, ,有黏性有黏性, ,水溶液顯堿性

8、。水溶液顯堿性。(2)(2)與鹽酸反應與鹽酸反應:_:_。與與COCO2 2水溶液反應水溶液反應:_:_。(3)(3)用途用途: :黏合劑黏合劑( (礦物膠礦物膠),),耐火阻燃材料。耐火阻燃材料。NaNa2 2SiOSiO3 3+2HCl=2NaCl+H+2HCl=2NaCl+H2 2SiOSiO3 3NaNa2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O=HO=H2 2SiOSiO3 3+Na+Na2 2COCO3 3【微點撥微點撥】(1)(1)向硅酸鈉溶液中通入向硅酸鈉溶液中通入COCO2 2氣體氣體, ,可生成膠狀的硅酸可生成膠狀的硅酸凝膠凝膠, ,干燥脫水即可得到硅膠。同

9、時這一事實也說明干燥脫水即可得到硅膠。同時這一事實也說明H H2 2COCO3 3的酸性強于的酸性強于H H2 2SiOSiO3 3。(2)NaOH(2)NaOH溶液可以用玻璃瓶盛放溶液可以用玻璃瓶盛放, ,但不能用磨口玻璃塞但不能用磨口玻璃塞而要使用橡膠塞。而要使用橡膠塞。3.3.無機非金屬材料無機非金屬材料(1)(1)硅酸鹽組成的表示方法硅酸鹽組成的表示方法硅酸鹽組成的表示方法硅酸鹽組成的表示方法: :通常用二氧化硅和金屬氧化通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示硅酸鹽的組成物的組合形式表示硅酸鹽的組成, ,如硅酸鈉如硅酸鈉(Na(Na2 2SiOSiO3 3) )可表示為可表示為_,_

10、,長石長石(KAlSi(KAlSi3 3O O8 8) )可表示為可表示為_。NaNa2 2OSiOOSiO2 2K K2 2OAlOAl2 2O O3 36SiO6SiO2 2(2)(2)傳統(tǒng)無機非金屬材料傳統(tǒng)無機非金屬材料, ,如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料。鹽材料。常見硅酸鹽材料比較。常見硅酸鹽材料比較。水泥水泥玻璃玻璃陶瓷陶瓷生產原料生產原料 石灰石、黏土石灰石、黏土純堿、石灰石、純堿、石灰石、石英石英黏土黏土主要設備主要設備水泥回轉窯水泥回轉窯玻璃窯玻璃窯陶瓷窯陶瓷窯玻璃生產中的兩個重要反應玻璃生產中的兩個重要反應:Na:Na2 2COCO3 3+SiO+Si

11、O2 2 _。(3)(3)新型無機非金屬材料新型無機非金屬材料, ,如高溫結構陶瓷、光導纖維、如高溫結構陶瓷、光導纖維、生物陶瓷、壓電陶瓷等。生物陶瓷、壓電陶瓷等。高溫高溫=高溫高溫=NaNa2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2;CaCO;CaCO3 3+SiO+SiO2 2 CaSiO CaSiO3 3+CO+CO2 2【微點撥微點撥】(1)(1)玻璃是一種混合物玻璃是一種混合物, ,無固定的熔沸點。無固定的熔沸點。(2)(2)玻璃中含有二氧化硅玻璃中含有二氧化硅, ,因此氫氟酸可用于雕刻玻璃因此氫氟酸可用于雕刻玻璃, ,盛放氫氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。盛放氫氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。

12、1.(RJ1.(RJ必修必修1P811P81改編改編) )下列關于碳、硅的敘述正確的下列關于碳、硅的敘述正確的是是( () )A.A.在自然界中都以化合態(tài)的形式存在在自然界中都以化合態(tài)的形式存在B.B.碳、硅的單質都有同素異形體碳、硅的單質都有同素異形體C.C.二氧化碳、二氧化硅都由分子構成二氧化碳、二氧化硅都由分子構成D.D.二氧化碳、二氧化硅都不能與酸反應二氧化碳、二氧化硅都不能與酸反應【解析解析】選選B B。碳在自然界有游離態(tài)。碳在自然界有游離態(tài),A,A項錯誤項錯誤; ;碳有金碳有金剛石、石墨等單質剛石、石墨等單質, ,硅有晶體硅、無定形硅等單質硅有晶體硅、無定形硅等單質,B,B項正確項

13、正確;SiO;SiO2 2不是由分子構成的不是由分子構成的,C,C項錯誤項錯誤;SiO;SiO2 2能與氫能與氫氟酸反應氟酸反應,D,D項錯誤。項錯誤。2.(RJ2.(RJ必修必修1P761P76改編改編) )下列關于下列關于SiOSiO2 2和和COCO2 2的敘述中不的敘述中不正確的是正確的是( () )A.A.都是共價化合物都是共價化合物B.SiOB.SiO2 2可用于制光導纖維可用于制光導纖維, ,干冰可用于人工降雨干冰可用于人工降雨C.C.都能溶于水且與水反應生成相應的酸都能溶于水且與水反應生成相應的酸D.D.都是酸性氧化物都是酸性氧化物, ,都能與強堿溶液反應都能與強堿溶液反應【解

14、析解析】選選C C。SiOSiO2 2和和COCO2 2中都只含有共價鍵中都只含有共價鍵, ,均為共價均為共價化合物化合物,A,A項正確項正確; ;干冰升華吸熱干冰升華吸熱, ,可用于人工降雨可用于人工降雨,B,B項項正確正確;SiO;SiO2 2不溶于水且與水不反應不溶于水且與水不反應,C,C項錯誤項錯誤;SiO;SiO2 2與強與強堿溶液反應生成硅酸鹽堿溶液反應生成硅酸鹽,CO,CO2 2與強堿溶液反應生成碳酸與強堿溶液反應生成碳酸鹽或碳酸氫鹽鹽或碳酸氫鹽,D,D項正確。項正確。3.(RJ3.(RJ必修必修1P761P76改編改編) )下列敘述正確的是下列敘述正確的是( () )A.A.紅

15、寶石、珍珠、水晶、鉆石等裝飾的主要成分都是紅寶石、珍珠、水晶、鉆石等裝飾的主要成分都是硅酸鹽硅酸鹽B.B.硅酸鈉的水溶液俗名為水玻璃硅酸鈉的水溶液俗名為水玻璃, ,可用于制備硅膠和可用于制備硅膠和木材防火劑木材防火劑C.C.制造玻璃是復雜的物理過程制造玻璃是復雜的物理過程, ,玻璃的組成不同玻璃的組成不同, ,性能性能不同不同D.D.可用磨口玻璃瓶保存可用磨口玻璃瓶保存NaOHNaOH溶液溶液【解析解析】選選B B。紅寶石的主要成分為。紅寶石的主要成分為AlAl2 2O O3 3, ,珍珠的主要珍珠的主要成分為成分為CaCOCaCO3 3, ,水晶的主要成分為水晶的主要成分為SiOSiO2 2

16、, ,鉆石為碳單質鉆石為碳單質,A,A選項錯誤選項錯誤; ;制造玻璃包含復雜的物理變化和化學變制造玻璃包含復雜的物理變化和化學變化化,C,C選項錯誤選項錯誤; ;玻璃的成分中含有二氧化硅玻璃的成分中含有二氧化硅, ,可與氫氧可與氫氧化鈉溶液反應生成硅酸鈉化鈉溶液反應生成硅酸鈉, ,會使磨口玻璃塞與瓶口黏會使磨口玻璃塞與瓶口黏合在一起合在一起,D,D選項錯誤。選項錯誤。4.(RJ4.(RJ必修必修1P771P77改編改編) )下列物品或設備所用材料不是下列物品或設備所用材料不是硅酸鹽的是硅酸鹽的是( () )A.A.陶瓷餐具陶瓷餐具B.B.水泥路橋水泥路橋C.C.門窗玻璃門窗玻璃D.D.瑪瑙手鐲瑪瑙手鐲【解析解析】選選D D?，旇骤C所用材料的主要成分為?，旇骤C所用材料的主要成分為SiOSiO2 2。5.(RJ5.(RJ必修必修1P781P78改編改編) )世界著名的科技史專家、英國世界著名的科技史專家、英國劍橋大學的李約瑟博士考證說劍橋大學的李約瑟博士考證說