硅 無機(jī)非金屬

最

新

考

綱

下

載1.了解碳、硅各種單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。2.了解氯氣及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。3.了解ⅦA族元素性質(zhì)遞變規(guī)律。4.了解海水綜合利用過程中化學(xué)方法在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化中的作用。5.了解氮及其氧化物的主要性質(zhì)及應(yīng)用、氮的固定及其在自然界中的循環(huán)。最

新

考

綱

下

載7.了解氨氣、銨鹽的性質(zhì)及應(yīng)用。8.了解硝酸、硝酸鹽的主要性質(zhì)及應(yīng)用，硫酸、硫酸鹽的主要性質(zhì)及應(yīng)用。9.了解氯、氮、硫、硅等非金屬及其重要化合物的綜合應(yīng)用及其對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，能說明化工生產(chǎn)中遵循“綠色化學(xué)”思想的重要性。名

師

權(quán)

威

解

讀碳、硅元素知識(shí)在高考中主要涉及①金剛石、石墨、C60、晶體硅、二氧化硅的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)比較；②碳和一氧化碳的還原性，一氧化碳和二氧化碳的制取、收集、檢驗(yàn)與鑒別；③CO2與NaOH，SiO2與C、NaOH等反應(yīng)產(chǎn)物的確定及計(jì)算；④典型碳酸鹽的性質(zhì)及應(yīng)用；⑤化工理論在硅酸鹽工業(yè)中的應(yīng)用；⑥推測(cè)新型無機(jī)非金屬材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)或分析其用途。復(fù)習(xí)時(shí)注意知識(shí)的記憶，注意碳、硅在新材料、新技術(shù)方面的實(shí)際應(yīng)用。名

師

權(quán)

威

解

讀鹵族元素是典型的非金屬元素，在高中化學(xué)中占有重要地位，涉及知識(shí)點(diǎn)主要有：①鹵素及其化合物的性質(zhì)；②鹵素性質(zhì)的遷移應(yīng)用。復(fù)習(xí)時(shí)，一方面要掌握鹵素的基本知識(shí)(氯氣的性質(zhì)及制法、氯水的性質(zhì)、次氯酸根離子的性質(zhì)等)；另一方面還要注意和氧化還原反應(yīng)和離子反應(yīng)等基本理論及現(xiàn)代科技、生產(chǎn)、生活實(shí)際相聯(lián)系。名師權(quán)威解讀以氧化還原反應(yīng)為知識(shí)主線考查硫及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系。例如SO2、H2SO3(及亞硫酸鹽)既有氧化性，又有還原性，以還原性為主，考查它們與其他物質(zhì)反應(yīng)時(shí)所表現(xiàn)出的性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)。H2O2及氧氣或臭氧的性質(zhì)。以化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡理論指導(dǎo)接觸法制硫酸條件的選擇。再以制硫酸和環(huán)境保護(hù)為背景考查反應(yīng)熱，熱化學(xué)方程式的書寫及其有關(guān)的實(shí)驗(yàn)和計(jì)算。名師權(quán)威解讀氮及其重要化合物，復(fù)習(xí)時(shí)要注意抓分子結(jié)構(gòu)對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響，如N2分子中含有三個(gè)共價(jià)健，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，性質(zhì)不活潑；要抓不同價(jià)態(tài)的氮元素具有不同的氧化性或還原性，形成氧化還原反應(yīng)知識(shí)鏈，便于理解和記憶。第9講無機(jī)非金屬元素的主角——硅一、硅及其重要的化合物硅及其化合物1．請(qǐng)列舉你學(xué)過的非金屬單質(zhì)間的置換反應(yīng)，寫出化學(xué)方程式？

2．為什么盛放NaOH的試劑瓶不能用磨口玻璃塞？提示：玻璃中有SiO2，SiO2與NaOH反應(yīng)；2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O，生成的Na2SiO3是一種礦物膠，使瓶口和瓶塞粘在一起，無法打開。3．二氧化硅不能與水反應(yīng)生成H2SiO3，那么怎樣用二氧化硅來制備H2SiO3?提示：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓

二、無機(jī)非金屬材料1．無機(jī)非金屬材料的分類(1)傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料：如_____、_____、

_____等硅酸鹽材料。(2)新型無機(jī)非金屬材料：如_____________、

__________等。水泥玻璃陶瓷高溫結(jié)構(gòu)陶瓷光導(dǎo)纖維2．硅酸鹽材料水泥玻璃陶瓷生產(chǎn)原料_______________純堿、石灰石、石英______主要設(shè)備回轉(zhuǎn)窯_________陶瓷窯黏土、石灰石玻璃熔爐黏土硅及其化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及特殊性質(zhì)1．硅、二氧化硅的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)硅的結(jié)構(gòu)類似于金剛石：在硅晶體中的相鄰兩個(gè)硅原子間插入一個(gè)氧原子即得二氧化硅的結(jié)構(gòu)，所以二氧化硅的結(jié)構(gòu)與金剛石也相似。二氧化硅是四面體型空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在每個(gè)小四面體中，硅在中心，氧在4個(gè)頂角；1個(gè)硅原子跟4個(gè)氧原子結(jié)合生成4個(gè)共價(jià)鍵，每個(gè)氧原子跟2個(gè)硅原子相結(jié)合，晶體中硅、氧個(gè)數(shù)比為1∶2，SiO2是化學(xué)式，并不是分子式。nmolSiO2晶體中含有4NA個(gè)Si—O鍵。3．硅及其化合物的特性(1)碳族元素的主要化合價(jià)為＋2和＋4價(jià)，硅一般顯＋4價(jià)。(2)兩個(gè)注意事項(xiàng)：盛裝NaOH溶液的玻璃瓶不能用磨口玻璃塞；盛裝氫氟酸不能用玻璃儀器。(5)非金屬單質(zhì)一般不與非氧化性酸反應(yīng)，但硅卻能與HF反應(yīng)：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑(6)非金屬單質(zhì)一般為絕緣體，但硅為半導(dǎo)體，石墨為導(dǎo)體。(7)SiO2是硅酸(H2SiO3)的酸酐，但它不溶于水，不能直接將它與水反應(yīng)制備硅酸。(8)酸性氧化物一般不與酸反應(yīng)，但SiO2能與HF反應(yīng)。(9)無機(jī)酸一般易溶于水，但硅酸難溶于水。含A元素的一種單質(zhì)是一種重要的半導(dǎo)體材料，含A元素的一種化合物C可用于制造高性能的現(xiàn)代通訊材料——光導(dǎo)纖維，C與燒堿反應(yīng)生成含A元素的化合物D。(1)在元素周期表中，A位于________族，與A同族但相對(duì)原子質(zhì)量比A小的元素B的原子結(jié)構(gòu)示意圖為______，A與B在原子的電子層結(jié)構(gòu)上的相同點(diǎn)是________________________________________________________________________。(2)易與C發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸是________，反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________。(3)將C與純堿混合高溫熔融時(shí)也發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成D，同時(shí)還生成B的最高價(jià)氧化物E；將全部的E與全部的D在足量的水中混合后，又發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成含A的化合物F。①寫出生成D和F的化學(xué)反應(yīng)方程式：________________________________________________________________________②要將純堿高溫熔化，下列坩堝中可選用的是______。a．普通玻璃坩堝 b．石英玻璃坩堝c．氧化鋁坩堝 d．鐵坩堝(4)100gC與石灰石的混合物充分反應(yīng)后，生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L,100g混合物中石灰石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是________。【解析】

(1)A元素單質(zhì)可作半導(dǎo)體材料，含A元素的某化合物是制造光導(dǎo)纖維的原料，可知A為硅元素，C為SiO2，D為Na2SiO3。比硅相對(duì)原子質(zhì)量小的同族元素B為碳。(2)C為SiO2，能與SiO2反應(yīng)的酸只有氫氟酸。(3)SiO2與Na2CO3高溫下反應(yīng)生成Na2SiO3和CO2，故含SiO2的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及Al2O3等都能與Na2CO3在高溫下反應(yīng)，故不能用以上材質(zhì)的坩堝熔融Na2CO3。方法歸納硅雖是非金屬元素，但它也具有一定的金屬性，使得硅和硅的化合物具有一定的特性。既要掌握硅的一般性質(zhì)，更要注意硅的特殊性。1．下列關(guān)于硅及硅的化合物的敘述不正確的是(

)①硅的晶體結(jié)構(gòu)和金剛石相似，都是原子晶體②硅是地殼中含量最多的非金屬③晶體硅是良好的半導(dǎo)體材料④SiO2是制造光導(dǎo)纖維的重要材料⑤SiO2分子是由兩個(gè)氧原子和一個(gè)硅原子組成的⑥SiO2是酸性氧化物，不溶于任何酸A．①②⑥ B．①⑤⑥C．③④⑤ D．②⑤⑥解析：硅在地殼中含量?jī)H次于氧，其晶體為原子晶體，是良好的半導(dǎo)體材料。二氧化硅不存在單個(gè)的“SiO2”分子，能溶解于氫氟酸。答案：D無機(jī)非金屬材料及硅酸鹽的表示方法1．硅酸鹽種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，組成各異，通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示其組成。(1)方法：(1)找出組成元素；(2)寫成氧化物的形式；(3)注意原子守恒；(4)檢查有無遺漏。(2)氧化物順序：活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水。(3)氧化物前系數(shù)配置原則：除氧元素外，其他元素按配置前后原子個(gè)數(shù)守恒原則配置系數(shù)。②硅酸鹽組成的表示方法采用的是氧化物法。實(shí)際上硅酸鹽不是以簡(jiǎn)單氧化物形式存在的，而是以各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜鹽的形式存在的。③以氧化物的形式來表示硅酸鹽的組成，要注意掌握寫成氧化物的書寫原則；而且寫成氧化物后，原化學(xué)式中各元素的原子的個(gè)數(shù)比應(yīng)保持不變。④常見硅酸鹽以氧化物形式表示如下：高嶺土：Al2O3·2SiO2·2H2O石棉：CaO·3MgO·4SiO2沸石：Na2O·Al2O3·3SiO2·2H2O云母：K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O滑石：3MgO·4SiO2·H2O長(zhǎng)石：K2O·Al2O3·6SiO22．新型無機(jī)非金屬材料的種類和用途材料類別主要特性示例用途高溫結(jié)構(gòu)陶瓷能承受高溫，強(qiáng)度高氮化硅陶瓷汽輪機(jī)葉片、軸承、永久性模具等半導(dǎo)體陶瓷具有電學(xué)特性氧化錫陶瓷集成電路中的半導(dǎo)體光學(xué)材料具有光學(xué)特性光導(dǎo)纖維光纜通訊、醫(yī)療、照明等生物陶瓷具有生物功能氧化鋁陶瓷人造骨骼、人造關(guān)節(jié)、接骨螺釘硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣。請(qǐng)回答下列問題：(1)制備硅半導(dǎo)體材料必須先得到高純硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)還原法是當(dāng)前制備高純硅的主要方法，生產(chǎn)過程示意圖如下：①寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學(xué)反應(yīng)方程式__________________________________。②整個(gè)制備過程必須嚴(yán)格控制無水無氧。SiHCl3，遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，寫出配平的化學(xué)反應(yīng)方程式________________；H2還原SiHCl3過程中若混有O2，可能引起的后果是________。(2)下列有關(guān)硅材料的說法正確的是________(填字母)。A．碳化硅化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可用于生產(chǎn)耐高溫水泥B．氮化硅硬度大、熔點(diǎn)高，可用于制作高溫陶瓷和軸承C．高純度的二氧化硅可用于制造高性能通信材料——光導(dǎo)纖維D．普通玻璃是由純堿、石灰石和石英砂制成的，其熔點(diǎn)很高E．鹽酸可以與硅反應(yīng)，故采用鹽酸為拋光液拋光單晶硅(3)硅酸鈉水溶液俗稱水玻璃。取少量硅酸鈉溶液于試管中，逐滴加入飽和氯化銨溶液，振蕩。寫出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并給予解釋方法點(diǎn)撥分析新型無機(jī)非金屬材料，主要是從其特征：耐高溫、耐腐蝕、強(qiáng)度高、抗氧化等方面著手，考慮其應(yīng)用，另外應(yīng)關(guān)注新科技，新材料有關(guān)的重大新聞事件，并嘗試用已學(xué)的知識(shí)解釋相關(guān)問題。2．據(jù)報(bào)道我國(guó)科學(xué)家近年來研制出一種新型“連續(xù)纖維增韌”航空材料，其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纖維復(fù)合而成的。下列相關(guān)敘述不正確的是(

)A．它耐高溫抗氧化B．它比鋼鐵輕、硬，但質(zhì)地較脆C．它沒有固定熔點(diǎn)D．它是一種新型無機(jī)非金屬材料解析：航空材料的特點(diǎn)是質(zhì)輕、高強(qiáng)度、耐高溫抗氧化等高可靠性，故B錯(cuò)，A正確。復(fù)合材料屬于混合物，沒有固定的熔點(diǎn)，碳化硅、陶瓷和碳纖維復(fù)合而成的材料均屬于新型無機(jī)非金屬材料，C、D正確。答案：B碳及其化合物1．碳的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(1)單質(zhì)碳的存在形式有金剛石、石墨、C60等(互為同素異形體)。其中金剛石是原子晶體(熔點(diǎn)高，硬度大)，每個(gè)C與4個(gè)C相連形成正四面體結(jié)構(gòu)，而石墨是混合晶體，在每一層，每個(gè)C與3個(gè)C相連，而在層與層之間是通過分子間作用力相連的，它兼有原子晶體(熔點(diǎn)高于金剛石)、分子晶體(質(zhì)地軟)和金屬晶體(能導(dǎo)電)等晶體的性質(zhì)。(2)碳在高溫下表現(xiàn)出強(qiáng)還原性，能與絕大多數(shù)金屬氧化物和部分非金屬氧化物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，如氧化銅、氧化鎂、二氧化硅等。2．碳的化合物(1)COCO是一種無色、有毒氣體，在高溫下具有強(qiáng)還原性，能與大多數(shù)金屬氧化物反應(yīng)。(2)CO2與SiO2的比較物質(zhì)二氧化硅二氧化碳化學(xué)式SiO2CO2晶體類型原子晶體分子晶體主要物理性質(zhì)硬度大，熔、沸點(diǎn)高，常溫下為固體，不溶于水熔、沸點(diǎn)低，常溫下為氣體，微溶于水化學(xué)性質(zhì)①與水反應(yīng)不反應(yīng)CO2＋H2OH2CO3②與酸反應(yīng)SiO2＋4HF===SiF4＋2H2O不反應(yīng)③與堿反應(yīng)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛堿液的試劑瓶用橡皮塞)CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O或CO2＋NaOH===NaHCO33.碳酸鹽(1)水溶性①碳酸正鹽中一般僅鉀鹽、鈉鹽、銨鹽溶解，其余一般不溶，而酸式鹽均易溶于水。②一般地，相同溫度下，難溶性正鹽溶解度小于其酸式鹽溶解度，如碳酸氫鈣易溶，而碳酸鈣不溶；可溶性正鹽的溶解度大于其酸式鹽的溶解度，如碳酸鈉的溶解度大于碳酸氫鈉。(2)熱穩(wěn)定性一般熱穩(wěn)定性順序?yàn)椋赫}>酸式鹽>碳酸?？扇苄哉}>難溶性正鹽，如碳酸鈣高溫分解，而碳酸鉀不易分解。

(2010年湖南師大附中月考)將足量的CO2不斷通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀與通入CO2的量的關(guān)系可表示為(

)【解析】

CO2通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，發(fā)生如下反應(yīng)：CO2＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋H2OCO2＋2KOH===2KHCO3CO2＋2KAlO2＋3H2O===K2CO3＋2Al(OH)3↓K2CO3＋CO2＋H2O===2KHCO3BaCO3＋CO2＋H2O===Ba(HCO3)2，對(duì)比圖象可知選項(xiàng)C正確。【答案】

C3．向含有0.2molNaOH和0.1molBa(OH)2的溶液中持續(xù)穩(wěn)定地通入CO2氣體，當(dāng)通入氣體為8.96L(0℃，1.01×105

Pa)時(shí)立即停止，則這一過程中，溶液中離子的物質(zhì)的量與通入CO2氣體的體積關(guān)系圖像正確的是(氣體的溶解和離子的水解忽略不計(jì))(

)答案：C1．(2010年江蘇)下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)或應(yīng)用的說法不正確的是(

)A．二氧化硅是生產(chǎn)光纖制品的基本原料B．水玻璃可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑C．鹽析可提純蛋白質(zhì)并保持其生理活性D．石油分餾可獲得乙烯、丙烯和丁二烯解析：光纖制品的主要原料是SiO2，A正確；水玻璃硬化中析出的硅酸凝膠具有很強(qiáng)的黏附性，且具有耐高溫的特性，可以作防火劑，B正確；鹽析是利用物理變化降低蛋白質(zhì)的溶解度，C正確；乙烯、丙烯和丁二烯是通過石油裂解得到的，D錯(cuò)誤。答案：D2．(2010年山東)下列推斷正確的是(

)A．SiO2是酸性氧化物，能與NaOH溶液反應(yīng)B．Na2O、Na2O2組成元素相同，與CO2反應(yīng)產(chǎn)物也相同C．CO、NO、NO2都是大氣污染氣體，在空氣中都能穩(wěn)定存在D．新制氯水顯酸性，向其中滴加少量紫色石蕊試液，充分振蕩后溶液呈紅色解析：SiO2是酸性氧化物，能與NaOH溶液反應(yīng)，SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，A正確。Na2O＋CO2===Na2CO3,2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，B錯(cuò)誤。NO在空氣中易被O2氧化，發(fā)生反應(yīng)：2NO＋O2===2NO2，C錯(cuò)誤。D項(xiàng)，新制氯水中含有HClO，HClO具有強(qiáng)氧化性，所以溶液先變紅后褪色，D錯(cuò)誤。答案：A3．(2010年廣東)碳酸鋰廣泛應(yīng)用于陶瓷和醫(yī)藥等領(lǐng)域，以β-鋰輝石(主要成分為L(zhǎng)i2O·Al2O3·4SiO2)為原料制備Li2CO3的工藝流程如下：(3)步驟Ⅱ中，將適量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的雜質(zhì)金屬離子有____________________________________________________________________________。(4)步驟Ⅲ中，生成沉淀的離子方程式為___________________________________________________________________________。(5)從母液中可回收的主要物質(zhì)是________。解析：(1)固體顆粒越小，化學(xué)反應(yīng)速率越快，同時(shí)可使鋰元素盡可能多地溶解到酸中。(2)所給三種物質(zhì)中，只有CaCO3能夠降低溶液的酸度，提高溶液的pH到6.0～6.5，可除去Fe3＋、Al3＋。1．硅及其化合物的應(yīng)用范圍很廣。下列說法正確的是(

)A．硅是人類將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的常用材料B．粗硅制備單晶硅不涉及氧化還原反應(yīng)C反應(yīng)：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑中，Si為還原劑，NaOH和H2O為氧化劑D．鹽酸可以與硅反應(yīng)，故采用鹽酸為拋光液拋光單晶硅②反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng)，因此NaOH既不是氧化劑，也不是還原劑，只是反應(yīng)物，起氧化作用的只是水，故C項(xiàng)錯(cuò)，硅能與氫氟酸反應(yīng)，不能與鹽酸反應(yīng)，故D項(xiàng)錯(cuò)。答案：A2．開發(fā)新材料是現(xiàn)代科技發(fā)展的方向之一。下列有關(guān)材料的說法正確的是(

)A．氮化硅陶瓷是新型無機(jī)非金屬材料B．C60的硬度很大，與金剛石相似C．玻璃是一種純凈物D．陶瓷、玻璃、水泥都用到石灰石作原料解析：B項(xiàng)，因C60是一種分子，它的結(jié)構(gòu)與金剛石的結(jié)構(gòu)不相同，故硬度要遠(yuǎn)小于金剛石；C項(xiàng)，玻璃的成分主要是SiO2和硅酸鹽，它是混合物，無固定的熔、沸點(diǎn)；D項(xiàng)，玻璃、水泥都用石灰石作原料，而陶瓷主要原料為黏土。答案：A3．某無色混合氣體可能含有CO2、CO、H2O(g)、H2中的一種或幾種，依次進(jìn)行如下連續(xù)處理(假定每步處理均反應(yīng)完全)：①通過堿石灰時(shí)，氣體體積變小；②通過灼熱的氧化銅時(shí)，固體變?yōu)榧t色；③通過白色硫酸銅粉末時(shí)，粉末變?yōu)樗{(lán)色；④通過澄清的石灰水時(shí)，溶液變得渾濁。由此可以確定原混合氣體中(

)A．一定含有CO2、H2O(g)，至少含有H2、CO中的一種B．一定含有H2O(g)、CO，至少含有CO2、H2中的一種C．一定含有CO、CO2，至少含有H2O(g)、H2中的一種D．一定含有CO、H2，至少含有H2O(g)、CO2中的一種解析：由①知此氣體中可能含有CO2和H2O(g)中的一種或兩種；由②知此氣體中可能含有CO和H2中