2019屆新課標(biāo)高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第四單元非金屬及其化合物4.1無機非金屬材料的主角-硅講義

第四單元非金屬及其化合物第1節(jié)無機非金屬材料的主角——硅-3-考綱要求:1.了解碳、硅元素單質(zhì)及其重要化合物的制備方法,掌握其主要性質(zhì)及其應(yīng)用。

2.了解碳、硅元素單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境的影響。-4-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破碳、硅單質(zhì)及其重要化合物的性質(zhì)和用途1.碳、硅單質(zhì)(1)原子結(jié)構(gòu)、自然界存在形態(tài)、物理性質(zhì)及用途。-5-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破(2)碳、硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。

-6-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破-7-基礎(chǔ)梳理考點突破2.SiO2和CO2的比較

考點一考點二-8-基礎(chǔ)梳理考點突破考點一考點二特別提醒(1)玻璃中含有二氧化硅,因此氫氟酸可用于刻蝕玻璃,盛放氫氟酸不能用玻璃瓶而用塑料瓶。(2)NaOH溶液可以用玻璃瓶盛放,但不能用帶磨口玻璃塞的玻璃瓶。-9-基礎(chǔ)梳理考點突破考點一考點二自主鞏固判斷正誤,正確的畫“√”,錯誤的畫“×”。(1)氫氟酸與SiO2反應(yīng),可用氫氟酸在玻璃器皿上刻蝕標(biāo)記

(

√

)(2)可用帶磨口玻璃塞的玻璃瓶保存NaOH溶液

(

×

)(3)SiO2既能與NaOH溶液反應(yīng)又能與氫氟酸反應(yīng),所以是兩性氧化物

(

×

)(4)硅膠可用作食品干燥劑

(

√

)(5)NH4F水溶液中含有HF,因此NH4F溶液不能存放于玻璃試劑瓶中

(

√

)(6)Si和SiO2都用于制造光導(dǎo)纖維

(

×

)(7)玻璃容器可長期盛放各種酸

(

×

)(8)濃硫酸可刻蝕石英制藝術(shù)品

(

×

)-10-基礎(chǔ)梳理考點突破考點一考點二(9)晶體硅熔點高、硬度大,所以可用于制作半導(dǎo)體材料

(

×

)(10)高溫下用焦炭還原SiO2制取粗硅

(

√

)(11)二氧化硅不與強酸反應(yīng),可用石英器皿盛放氫氟酸

(

×

)(12)SiO2可與氫氟酸反應(yīng),所以氫氟酸不能保存在玻璃瓶中

(

√

)-11-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破1.硅及其化合物的特性

-12-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破-13-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破2.硅的制備工藝流程

-14-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破例1SiO2是一種化工原料,可以制備一系列物質(zhì)(如圖所示)。下列說法錯誤的是(

)

A.高爐煉鐵時,加入石灰石將鐵礦石中的脈石(主要成分為SiO2)轉(zhuǎn)化為易熔的爐渣B.純凈的二氧化硅和單晶硅都是信息產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)材料C.用鹽酸可除去石英砂(主要成分為SiO2)中少量的碳酸鈣D.圖中所含反應(yīng)都不屬于氧化還原反應(yīng)答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-15-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破易錯警示

(1)硅在加熱條件下能與O2發(fā)生反應(yīng),制備粗硅時,用焦炭在電爐中隔絕空氣還原SiO2,生成CO,而不是CO2。(2)粗硅中雜質(zhì)不是碳單質(zhì),而是SiC,因為發(fā)生反應(yīng)C+Si

SiC。(3)制備純硅時,石英管不能更換為玻璃管,因為高溫條件下玻璃管會軟化。-16-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破跟蹤訓(xùn)練1.(2016福建龍巖教學(xué)質(zhì)量檢查)Si、SiO2廣泛用于制造晶體管、光導(dǎo)纖維等。下列有關(guān)說法正確的是(

)A.附著油污的晶體管可用堿液浸泡B.光導(dǎo)纖維遇堿會影響光信號傳輸C.工業(yè)上用SiO2熱分解法冶煉硅D.自然界中硅以游離態(tài)形式存在答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-17-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破2.二氧化硅廣泛存在于自然界中,在日常生活、生產(chǎn)、科研等方面有著重要的用途。a~e是對①~⑤反應(yīng)中SiO2所表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)或作用進行判斷,a~e敘述中正確的選項有(

)a.反應(yīng)①中SiO2作為玻璃的成分被消耗,用于刻蝕玻璃b.反應(yīng)②中SiO2表現(xiàn)出氧化性c.反應(yīng)③中SiO2表現(xiàn)了酸性氧化物的通性d.反應(yīng)④符合用較強酸制取較弱酸的原理e.反應(yīng)⑤中SiO2未參加氧化還原反應(yīng)A.2個 B.3個

C.4個 D.5個答案解析解析關(guān)閉反應(yīng)①:通常情況下,SiO2與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)很微弱,不能用于刻蝕玻璃,錯誤;反應(yīng)②:SiO2中硅元素的化合價由+4價降低為0價,得電子,表現(xiàn)出氧化性,正確;反應(yīng)③:SiO2與氫氟酸反應(yīng)是二氧化硅的特性,錯誤;反應(yīng)④:高溫下用難揮發(fā)性酸酐制揮發(fā)性酸酐,不符合用較強酸制取較弱酸的道理,錯誤;反應(yīng)⑤:Si的化合價沒有發(fā)生變化,即SiO2未參加氧化還原反應(yīng),正確。答案解析關(guān)閉A-18-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破硅酸、硅酸鹽及無機非金屬材料1.硅酸-19-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破2.硅酸鹽硅酸鹽是由硅、氧和金屬元素組成的化合物的總稱,硅酸鈉是一種常用的硅酸鹽,化學(xué)式為Na2SiO3,用氧化物的形式表示為Na2O·SiO2。硅酸鈉的水溶液俗稱水玻璃,是無色黏稠液體,常用于制備黏合劑、防腐劑、耐火材料等。3.常見硅酸鹽材料-20-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破4.特殊含硅材料(1)SiC(俗稱金剛砂)具有類似于金剛石的結(jié)構(gòu),硬度大,可用作砂紙、砂輪的磨料。(2)含硅4%的硅鋼具有很強的導(dǎo)磁性,可用作變壓器的鐵芯。(3)硅橡膠具有耐高溫、耐低溫的性質(zhì)。-21-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破自主鞏固判斷正誤,正確的畫“√”,錯誤的畫“×”。(1)石英砂可用于生產(chǎn)單晶硅

(

√

)(4)燒結(jié)黏土制陶瓷不涉及化學(xué)反應(yīng)

(

×

)(5)氫氟酸刻蝕玻璃的過程不涉及化學(xué)變化

(

×

)(6)合成纖維和光導(dǎo)纖維都是新型無機非金屬材料

(

×

)(7)水玻璃可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑

(

√

)(8)氮化硅陶瓷是新型無機非金屬材料

(

√

)(9)水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品

(

×

)-22-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破1.無機非金屬材料的分類

-23-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破2.硅酸鹽改寫成氧化物形式的方法(1)氧化物的書寫順序:活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水。(2)氧化物前計量數(shù)的配置原則:按配置前后原子個數(shù)守恒原則配置各氧化物的計量數(shù),且不同氧化物間以“·”隔開。(3)當(dāng)氧化物計量數(shù)出現(xiàn)分數(shù)時應(yīng)化為整數(shù),如鉀長石:KAlSi3O8不能寫成,應(yīng)寫成K2O·Al2O3·6SiO2。-24-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破例2下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的說法正確的是

(

)①硅酸鹽Na2Fe2Si3O10用氧化物的形式表示為Na2O·2FeO·3SiO2②水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品③高純度的硅單質(zhì)廣泛用于制作光導(dǎo)纖維④單質(zhì)硅是將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿某Ｓ貌牧螦.②③ B.①③

C.①④ D.④答案解析解析關(guān)閉①硅酸鹽Na2Fe2Si3O10中Fe的化合價是+3價,所以用氧化物的形式表示為Na2O·Fe2O3·3SiO2,錯誤;②水晶的主要成分是二氧化硅,不屬于硅酸鹽產(chǎn)品,錯誤;③用于制作光導(dǎo)纖維的材料是二氧化硅,不是硅單質(zhì),錯誤;④單質(zhì)硅是將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿某Ｓ貌牧?正確,所以答案為D。答案解析關(guān)閉D-25-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破易錯警示

(1)不要混淆二氧化硅和硅的用途。用于制作光導(dǎo)纖維的是SiO2;用于制作半導(dǎo)體材料、計算機芯片的是晶體硅。(2)水晶、石英、瑪瑙的主要成分是SiO2;珍珠的主要成分是CaCO3;鉆石是金剛石。(3)硅酸鹽寫成氧化物形式,并不是以氧化物形式存在,但有利于理解硅酸鹽的性質(zhì)。-26-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破跟蹤訓(xùn)練3.鋼化玻璃是普通玻璃的化身,是普通玻璃經(jīng)一定物理方法處理后得到的。鋼化玻璃一般不會發(fā)生自爆現(xiàn)象,但當(dāng)鋼化玻璃中含有硫化鎳結(jié)核時就有可能發(fā)生自爆現(xiàn)象。下列有關(guān)說法中錯誤的是(

)A.制取鋼化玻璃的原料為石灰石、純堿和石英B.鋼化玻璃是一種新型無機非金屬材料C.制取鋼化玻璃的主要反應(yīng)都是非氧化還原反應(yīng)D.在碳素鋼中加入鎳等合金元素可以制得不銹鋼及各種特種鋼答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-27-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破4.《天工開物》記載:“凡埏泥造瓦,掘地二尺余,擇取無沙粘(通‘黏’)土而為之”,“凡坯既成,干燥之后,則堆積窯中燃薪舉火”,“澆水轉(zhuǎn)釉(主要為青色),與造磚同法”。下列說法錯誤的是(

)A.沙子和黏土主要成分為硅酸鹽B.“燃薪舉火”使黏土發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化C.燒制后自然冷卻成紅瓦,澆水冷卻成青瓦D.黏土是制作磚瓦和陶瓷的主要原料答案解析解析關(guān)閉沙子的主要成分為SiO2,不屬于硅酸鹽,A錯誤;“燃薪舉火”是使成型的黏土器皿發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化而制成陶器,B正確;燒制過程中鐵的化合物被氧化為氧化鐵,得到紅瓦,若澆水則發(fā)生氧化還原反應(yīng)得到氧化亞鐵而成為青瓦,C正確;制作磚瓦、陶瓷的主要原料是黏土,D正確。答案解析關(guān)閉A-28-1.四個用途Si——半導(dǎo)體材料、太陽能電池板SiO2——光導(dǎo)纖維H2SiO3——硅膠可作干燥劑Na2SiO3(水玻璃)——黏合劑、耐火阻燃材料2.特殊的表示方法:硅酸鹽可以用氧化物的形式表示如Na2SiO3→Na2O·SiO23.四個反應(yīng)(1)Si與NaOH溶液的反應(yīng):Si+2NaOH+H2O

Na2SiO3+2H2↑(2)SiO2能溶于氫氟酸:SiO2+4HF

SiF4↑+2H2O(3)H2CO3的酸性強于H2SiO3:Na2SiO3+H2O+CO2

Na2CO3+H2SiO3↓(4)粗硅的制備:SiO2+2CSi+2CO↑-29--30-21341.坩堝是實驗室用于灼燒或熔融固體物質(zhì)的常用儀器,材質(zhì)種類很多,實驗時應(yīng)根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)加以選擇。熔融燒堿時,應(yīng)選用下列哪種材質(zhì)的坩堝(

)A.玻璃坩堝

B.石英坩堝C.陶瓷坩堝

D.鐵坩堝D解析:二氧化硅能與氫氧化鈉反應(yīng),因此熔融燒堿的坩堝中不能含有二氧化硅,A、B、C中都含有二氧化硅,則熔融燒堿時應(yīng)選用鐵坩堝。-31-21342.單晶硅是制作電子集成電路的基礎(chǔ)材料,對硅的純度要求很高。用化學(xué)方法可制得高純度硅,其化學(xué)方程式為A.①③為置換反應(yīng)B.②為化合反應(yīng)C.①②③均為氧化還原反應(yīng)D.三個反應(yīng)的反應(yīng)物中硅元素均被還原D解析:反應(yīng)①③為置換反應(yīng),反應(yīng)②為化合反應(yīng),三個反應(yīng)均有元素化合價變化,均屬于氧化還原反應(yīng),其中反應(yīng)①和③中硅元素被還原,反應(yīng)②中硅元素被氧化。-32-43123.(2017山東臨沂模擬)據(jù)報道,科學(xué)家通過對稻殼進行控制性熱解,可從中提取一種叫做生物質(zhì)納米結(jié)構(gòu)二氧化硅的超高活性材料,將少量這種材料摻入混凝土中,即可制備出超高強度的高性能混凝土。下列關(guān)于二氧化硅的說法正確的是(

)A.二氧化硅溶于水生成硅酸,所以二氧化硅屬于酸性氧化物B.將二氧化碳通入硅酸鈉溶液中可以得到硅酸C.因為高溫條件下二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)能放出二氧化碳,所以硅酸的酸性比碳酸強D.水晶是比較純凈的二氧