高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)第四單元非金屬及其化合物4.1無(wú)機(jī)非金屬材料的主角——硅課件新人教版.ppt

1、第1節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料的主角硅,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(duì)環(huán)境的影響。,-3-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)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。,化合態(tài),游離態(tài),化合態(tài),高,大,不導(dǎo),高,大,-4-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,金剛石,石墨,半導(dǎo)體,-5-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,(2)碳、硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。,CO2,2CO,CO2+2Cu,2CO,CO+H2,CO2+2SO2+2H2O,CO2+4NO2+2H2O,-6-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,Si+2N

2、aOH+H2O=Na2SiO3+2H2,-7-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,可溶,不溶,低,高,2CO,CO2+2NaOH= Na2CO3+H2O,SiO2+2NaOH =Na2SiO3+H2O,CO2+CaO=CaCO3,-8-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,特別提醒(1)玻璃中含有二氧化硅,因此氫氟酸可用于雕刻玻璃,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。,SiO2+4HF=SiF4+2H2O,-9-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,自主鞏固 判斷正誤,正確的畫(huà)“”,錯(cuò)誤的畫(huà)“”。 (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

3、帶磨口玻璃塞的玻璃瓶保存NaOH溶液 () (3)SiO2既能和NaOH溶液反應(yīng)又能和氫氟酸反應(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(zhǎng)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(diǎn)突破,(9)晶體硅熔點(diǎn)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(qiáng)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

4、保存在玻璃瓶中 (),-11-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,-12-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,-13-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,2.硅的制備工藝流程,-14-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,例1(2016安徽淮北模擬)SiO2是一種化工原料,可以制備一系列物質(zhì)(如圖所示)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 () A.高爐煉鐵時(shí),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,-15-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,易錯(cuò)警示 (1)硅在加熱條件下能與O2發(fā)生反應(yīng),制備

5、粗硅時(shí),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?yàn)榘l(fā)生反應(yīng) C+Si SiC。 (3)制備純硅時(shí),石英管不能更換為玻璃管,因?yàn)楦邷貤l件下玻璃會(huì)軟化。,-16-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,跟蹤訓(xùn)練 1.(2017湖北重點(diǎn)高中協(xié)作體模擬)近年來(lái)美國(guó)研究人員合成了光伏電池新型硅材料Si24。下列相關(guān)說(shuō)法正確的是() A.Si24是一種新型化合物 B.Si24是硅的一種同素異形體 C.Si24易與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣 D.硅太陽(yáng)能電池供電原理與原電池相同,答案,解析,-17-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,2.(2016東北育才學(xué)校二模)二氧化硅廣泛存在于

6、自然界中,在日常生活、生產(chǎn)、科研等方面有著重要的用途。ae是對(duì)反應(yīng)中SiO2所表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)或作用進(jìn)行判斷,ae敘述中正確的選項(xiàng)有(),-18-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,a.反應(yīng)中SiO2作為玻璃的成分被消耗,用于刻蝕玻璃 b.反應(yīng)中SiO2表現(xiàn)出氧化性 c.反應(yīng)中SiO2表現(xiàn)了酸性氧化物的通性 d.反應(yīng)符合用較強(qiáng)酸制取較弱酸的道理 e.反應(yīng)中SiO2未參加氧化還原反應(yīng) A.2個(gè)B.3個(gè) C.4個(gè)D.5個(gè),答案,解析,-19-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,硅酸、硅酸鹽及無(wú)機(jī)非金屬材料 1.硅酸,不,弱,Na2CO3+H2SiO3,Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3,-20-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)

7、突破,2.硅酸鹽 硅酸鹽是由元素組成的化合物的總稱(chēng),硅酸鈉是一種常用的硅酸鹽,化學(xué)式為,用氧化物的形式表示為。硅酸鈉的水溶液俗稱(chēng),是無(wú)色黏稠液體,常用于制備黏合劑、防腐劑、耐火材料等。 3.常見(jiàn)硅酸鹽材料,硅、氧和金屬,Na2SiO3,Na2OSiO2,水玻璃,石灰石,純堿 石灰石,-21-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,4.特殊含硅材料 (1)SiC(俗稱(chēng))具有類(lèi)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%的硅鋼具有很高的導(dǎo)磁性,可用作的鐵芯。 (3)硅橡膠具有耐高溫、耐低溫的性質(zhì)。,金剛砂,變壓器,-22-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,(4)燒結(jié)黏土制陶瓷不涉及化學(xué)反應(yīng) () (5)氫

8、氟酸刻蝕玻璃的過(guò)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(wú)機(jī)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(wú)機(jī)非金屬材料 () (9)水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品 (),-23-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,-24-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,2.硅酸鹽改寫(xiě)成氧化物形式的方法 (1)氧化物的書(shū)寫(xiě)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(jì)量數(shù)的配置原則:按配置前后原子個(gè)數(shù)守恒原則配置各氧化物的計(jì)量數(shù),且不同氧化物間以“”隔開(kāi)。 (3)當(dāng)氧化物計(jì)量數(shù)出現(xiàn)分?jǐn)?shù)時(shí)應(yīng)化為整數(shù),如鉀長(zhǎng)石:KAlSi3O8不能寫(xiě)成 ,應(yīng)寫(xiě)成K2OAl2O

9、36SiO2。,-25-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,例2(2016安徽合肥三模)天工開(kāi)物記載:“凡埏泥造瓦,掘地二尺余,擇取無(wú)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(shuō)法錯(cuò)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,A,解析:沙子的主要成分為SiO2,不屬于硅酸鹽,A錯(cuò)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(guò)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

10、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。,-26-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,易錯(cuò)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(jì)算機(jī)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;寶石的主要成分是Al2O3。 (3)硅酸鹽寫(xiě)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)。,-27-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,跟蹤訓(xùn)練 3.(2016湖北八校聯(lián)考)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(huì)發(fā)生自爆現(xiàn)象,但當(dāng)鋼化

11、玻璃中含有硫化鎳結(jié)核時(shí)就有可能發(fā)生自爆現(xiàn)象。下列有關(guān)說(shuō)法中錯(cuò)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(wú)機(jī)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,-28-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,4.(2016吉林一中高三質(zhì)檢)下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的說(shuō)法正確的是() 硅酸鹽Na2Fe2Si3O10用氧化物的形式表示為Na2O2FeO3SiO2 水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品 高純度的硅單質(zhì)廣泛用于制作光導(dǎo)纖維 單質(zhì)硅是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿某Ｓ貌牧?A.B. C.D.,答案,解析,-

12、29-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,-30-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,-31-,1,2,3,4,1.(人教版必修1P815改編)坩堝是實(shí)驗(yàn)室用于灼燒或熔融固體物質(zhì)的常用儀器,材質(zhì)種類(lèi)很多,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)加以選擇。熔融燒堿時(shí),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(shí)應(yīng)選用鐵坩堝。,-32-,1,2,3,4,A.為置換反應(yīng) B.為化合反應(yīng) C.均為氧化還原反應(yīng) D.三個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)物中硅元素均被還原,D,解析:反應(yīng)為置換反應(yīng),反應(yīng)為化合反應(yīng),三個(gè)反

13、應(yīng)均有元素化合價(jià)變化,均屬于氧化還原反應(yīng),其中反應(yīng)和中硅元素被還原,反應(yīng)中硅元素被氧化。,-33-,1,2,3,4,3.(2017江西第一次聯(lián)考)對(duì)于反應(yīng)3C+SiO2 SiC+2CO,下列說(shuō)法正確的是() A.SiC是氧化產(chǎn)物 B.還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為12 C.若生成4.48 L CO,則轉(zhuǎn)移0.4 mol電子 D.該反應(yīng)中C既是氧化劑又是還原劑,D,解析:SiC中碳元素化合價(jià)是-4價(jià),SiC是還原產(chǎn)物,A項(xiàng)錯(cuò)誤;該反應(yīng)中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為21,B項(xiàng)錯(cuò)誤;沒(méi)有說(shuō)明是否為標(biāo)準(zhǔn)狀況,C項(xiàng)錯(cuò)誤;碳元素化合價(jià)既有升高又有降低,所以C 既是氧化劑又是還原劑,D項(xiàng)正確。,-34-,1,2,3,4,4.(2015海南化學(xué),14)單質(zhì)Z是一種常見(jiàn)的半導(dǎo)體材料,可由X通過(guò)如下圖所示的路線制備。其中X為Z的氧化物;Y為氫化物,分子結(jié)構(gòu)與甲烷相似。回答下列問(wèn)題:,(1)能與X發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸是;由X制備Mg2Z的化學(xué)方程式為。 (2)由Mg2Z生成Y的化學(xué)方程式為 ,Y分子的電子式為。 (3)Z、X中共價(jià)