《高三化學總復(fù)習實用 必考41 無機非金屬材料的主角—硅課件 新人教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高三化學總復(fù)習實用 必考41 無機非金屬材料的主角—硅課件 新人教版（63頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 1了解碳、硅元素單質(zhì)及其化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用 2了解氯元素單質(zhì)及其化合物的主要性質(zhì)和用途 3了解硫的氧化物、硫酸的性質(zhì)及用途 4了解氮的氧化物、氨和HNO3的主要性質(zhì)及用途 5了解氯、硫、氮、硅等非金屬及其化合物的綜合應(yīng)用及其對環(huán)境的影響，能說明化工生產(chǎn)中遵循“綠色化學”的思想重要性 非金屬元素及其化合物知識歷來是高考的重點。命題的主要熱點有：鹵素及其化合物的性質(zhì)和用途；鹵素性質(zhì)的遷移應(yīng)用；硫及其化合物的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，如硫化氫的強還原性，SO2的氧化性和還原性，濃硫酸的性質(zhì)和用途等；N2、NH3、HNO3的性質(zhì)及檢驗等；碳、硅及其化合物的性質(zhì)和用途等。對非金屬元素的考查幾乎涉及各種題型，如

2、選擇、填空、推斷等，試題以基礎(chǔ)題和中檔題為主。 預(yù)計2011年高考仍將重點考查非金屬元素的單質(zhì)、氧化物、氫化物、最高價氧化物的水化物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備、用途和檢驗等基礎(chǔ)知識。以元素化合物知識為載體，與化學基本概念、基本理論、化學實驗和化學計算密切結(jié)合，加以考查。其中推斷題綜合性較強，考查考生運用基礎(chǔ)知識進行邏輯推斷的能力。第一講無機非金屬材料的主角硅 一、二氧化硅 1結(jié)構(gòu) 二氧化硅是一種 結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，結(jié)構(gòu)中以硅為中心形成構(gòu)型，其化學式SiO2不表示有分子，只表示硅、氧原子個數(shù)比為 。立體網(wǎng)狀立體網(wǎng)狀正四面體正四面體1 2 2化學性質(zhì) SiO2是氧化物。 (1)與HF反應(yīng)： (2)與CaO反應(yīng)：

3、 (3)與NaOH溶液反應(yīng)： 3用途 二氧化硅除用作飾品外，還可以用于制 和。 SiO24HF=SiF42H2O酸性酸性2NaOHSiO2=Na2SiO3H2O石英坩堝石英坩堝光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維 二、硅酸和硅酸鹽 1硅酸 (1)弱酸性：硅酸的酸性很弱，比碳酸的酸性弱。 (2)制備：通過硅酸鹽與較強的酸反應(yīng)制得，如Na2SiO3溶液與鹽酸反應(yīng)，化學方程式為： 。 (3)硅膠可用作、催化劑的。 可溶性可溶性Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3干燥劑干燥劑載體載體 2硅酸鹽 (1)概念：硅酸鹽是由組成的化合物的總稱。 (2)硅酸鹽的組成表示方法：通常用 的組合形式表示硅酸鹽的組成：如硅酸鈉(

4、Na2SiO3)可表示為： ，長石(KAlSi3O8)可表示為：。 (3)硅酸鈉溶液俗稱，是無色 液體，常用來制備黏合劑、防腐劑、 等。硅、氧和金屬硅、氧和金屬SiO2和金屬和金屬氧化物氧化物Na2OSiO2K2OAl2O36SiO2水玻璃水玻璃黏稠黏稠防火材料防火材料 (4)硅酸鹽的用途 土壤保肥土壤膠粒一般帶負電，能吸附NH 、K等營養(yǎng)離子。 硅酸鹽產(chǎn)品 a陶瓷主要是傳統(tǒng)硅酸鹽陶瓷，它們都是以 為原料，經(jīng)高溫燒結(jié)而成。 b普通玻璃是以 為主要原料，經(jīng)混合、粉碎，在 中熔融制得。 c水泥以 為主要原料，經(jīng)研磨、混合后在中煅燒，再加入 ，研成細粉即得普通水泥。黏土黏土純堿、石灰石和石英純堿、石

5、灰石和石英玻璃窯玻璃窯黏土和石灰石黏土和石灰石水泥回轉(zhuǎn)窯水泥回轉(zhuǎn)窯 石膏石膏 三、硅 硅單質(zhì)有 兩種，晶體硅與具有相似結(jié)構(gòu)。晶體硅是半導(dǎo)體，也是信息技術(shù)的關(guān)鍵材料。制計算機芯片和光電池的材料都使用了。晶體和無定形晶體和無定形金剛石金剛石Si 考點一硅及其化合物的性質(zhì) 例1(2008廣東)硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣。請回答下列問題： (1)制備硅半導(dǎo)體材料必須先得到高純硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)還原法是當前制備高純硅的主要方法，生產(chǎn)過程示意圖如下： 寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學反應(yīng)方程式_。 整個制備過程必須嚴格控制無水無氧。SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種

6、物質(zhì)，寫出配平的化學反應(yīng)方程式_；H2還原SiHCl3過程中若混入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訊材料光導(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。寫出實驗現(xiàn)象并給予解釋_。 解析(1)根據(jù)原子守恒即質(zhì)量守恒可以寫出SiHCl3與H2反應(yīng)的化學方程式。 SiHCl3和H

7、2O劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，分析它們化合價的變化可知， ，而Cl的化合價未發(fā)生變 化，因此另一種元素即H元素的化合價必定降低，即另一種物質(zhì)是H2。 (2)碳化硅、氮化硅為原子晶體，A、B正確。C正確。玻璃是一種玻璃態(tài)物質(zhì)，無固定的熔點。鹽酸不能與硅反應(yīng)，而HCl在573K以上的溫度下可與硅發(fā)生反應(yīng)。因此D、E都不正確。 答案(1)SiHCl3H2 Si3HCl SiHCl33H2O=H2SiO33HClH2 氧氣與氫氣混合，可能引起爆炸；氧氣可能會氧化SiHCl3 (2)ABC (3)現(xiàn)象：試管中有白色膠狀沉淀生成，并且有刺激性氣體生成；解釋：Na2SiO3和NH4Cl均

8、能水解，二者相互促進，Na2SiO3水解生成H2SiO3，NH4Cl水解生成NH3。 一、結(jié)構(gòu)分析 (1)硅與二氧化硅都是原子晶體，其結(jié)構(gòu)模型可由金剛石的結(jié)構(gòu)類推，如果將金剛石結(jié)構(gòu)中的碳原子全部用硅原子代換，則為硅晶體。在硅晶體中，每兩個硅原子之間夾一個氧原子，即為二氧化硅。由于鍵長：SiSiSiOCC，所以，其硬度和熔、沸點：硅晶體二氧化硅H2SiO3，卻能發(fā)生如下反應(yīng)：Na2CO3SiO2 Na2SiO3CO2。 8一般情況，非常活潑金屬(Na、K等)才能夠置換出水中的氫，但CH2O(g)COH2。 9一般情況，非金屬氧化物與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸，如CO2H2O=H2CO3，但SiO2不溶于

9、水，不與水反應(yīng)。 與強堿反應(yīng)生成H2的固體單質(zhì)有Al和Si，能夠置換出水中的氫的非金屬單質(zhì)為C，這些特征反應(yīng)常作為推斷題的突破口。 1二氧化硅的熔、沸點較高的原因是 () A二氧化硅中，硅、氧原子個數(shù)之比為1 2 B二氧化硅晶體不溶于水 C二氧化硅呈空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)且SiO鍵的鍵能大 D二氧化硅晶體中原子以共價鍵相結(jié)合 解析此題難度不大，但涉及二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)的重點知識。二氧化硅熔、沸點較高的原因，是由于其晶體里SiO鍵的鍵能很高，并形成了一種立體網(wǎng)狀的原子晶體，熔融它需消耗較多的能量。故選C。 答案C 2下列反應(yīng)不能一步得到的是() ASiO2Na2SiO3 BSiO2H2SiO3 CNa2CO

10、3Na2SiO3 DH2SiO3SiO2 解析二氧化硅可與氫氧化鈉溶液直接反應(yīng)生成硅酸鈉；碳酸鈉可與二氧化硅在高溫下反應(yīng)生成硅酸鈉；硅酸可直接加熱分解生成二氧化硅；故只有B符合題意。 答案B 解析選項A，根據(jù)置換反應(yīng)和化合反應(yīng)的概念即可判斷；選項B，根據(jù)反應(yīng)可知還原性焦炭大于硅，根據(jù)反應(yīng)可知還原性氫氣大于硅；選項C，在三個反應(yīng)中，硅元素的化合價從0價變?yōu)?價或從4價變?yōu)?價，故每消耗或生成28 g硅，轉(zhuǎn)移電子均為4 mol；選項D，將反應(yīng)中得到的易揮發(fā)的SiCl4分離出來后，再用氫氣還原才可以得到高純硅，故原操作不正確。 答案D 考點二硅酸鹽的表示方法 (2)這個反應(yīng)能夠發(fā)生的原因是_。 解析

11、(1)將復(fù)雜硅酸鹽化學式改寫成氧化物形式時，只需將除O以外所有的元素寫成其氧化物形式，中間用“”間隔，注意組成要與原硅酸鹽一致。 (2)風化的反應(yīng)是復(fù)雜的化學反應(yīng)，但我們可以試圖用簡單的化學原理去理解它，抓住了由較強的酸可以制得較弱的酸這一規(guī)律，問題就會迎刃而解。 答案(1)K2OAl2O36SiO2 Al2O32SiO22H2O (2)因為碳酸酸性比硅酸強，由較強的酸可制得較弱的酸 硅酸鹽組成的表示方法 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。例如，石棉：CaO3MgO4SiO2。 2方法：(1)找出組成元素；(2)寫出氧化物的形式；(3)注意原

12、子守恒；(4)檢查有無遺漏。 3氧化物的順序：活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物二氧化硅水。 1三硅酸鎂晶體可用來治療胃潰瘍病患者的胃酸過多癥，這是因為該物質(zhì)不溶于水，服用后能中和胃酸，作用持久。其化學式為Mg2Si3O8nH2O。 (1)用氧化物形式表示三硅酸鎂的化學式： _ (2)寫出該藥物中和胃酸的化學方程式： _ 解析用氧化物形式表示硅酸鹽時，應(yīng)注意其書寫原則：活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物二氧化硅水。第(2)問若直接寫三硅酸鎂與鹽酸反應(yīng)，會感到無從下手，應(yīng)從氧化物形式書寫。堿性氧化物(MgO)能與鹽酸反應(yīng)，而SiO2不能與鹽酸反應(yīng)，當成雜質(zhì)，最后寫出正確的方程式。 答案(1)2MgO3S

13、iO2nH2O (2)2MgO3SiO2nH2O4HCl=2MgCl23SiO2(n2)H2O 2高嶺土的組成可表示為Al2Si2Ox(OH)y，其中x、y的數(shù)值分別是() A7、2 B5、4 C6、3 D3、6 解析根據(jù)化合物中各元素化合價的代數(shù)和為零，可得2(3)2(4)x(2)y(1)0 故有2xy14 將選項代入，便可得出答案。 答案B 3(2009廣東深圳高三聯(lián)考)青石棉是一種致癌物質(zhì)，是鹿特丹公約中受限制的46種化學品之一，其化學式為Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸溶液處理時，還原產(chǎn)物只有NO，下列說法不正確的是() A青石棉是一種硅酸鹽原料 B青石棉中含有一定量

14、的石英晶體 C青石棉的化學組成可表示為：Na2O3FeOFe2O38SiO2H2O D1 mol青石棉能使1 mol HNO3被還原 答案B 關(guān)于硅和SiO2的實驗 1一定要準確記住工業(yè)上提純硅的四個典型的反應(yīng)。 2讀題時一定要留意出一些關(guān)鍵字眼，重要字句，這些字句往往與后面的問題有關(guān)，如：已知SiHCl3能與水強烈反應(yīng)，在空氣中易自燃，意味著SiHCl3的還原必須在無水、無O2的環(huán)境下進行，制取的H2需干燥等，這些有用的信息必須認真思考和總結(jié)，才能真正做對這種題目。 請回答下列問題： (1)第步制備粗硅的化學反應(yīng)方程式為_。 (2)粗硅與HCl反應(yīng)完全后，經(jīng)冷凝得到的SiHCl3(沸點33.

15、0)中含有少量SiCl4(沸點57.6)和HCl(沸點84.7)，提純SiHCl3采用的方法為_。 (3)用SiHCl3與過量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如下(熱源及夾持裝置略去)： 裝置B中的試劑是_。 裝置C中的燒瓶需要加熱，其目的是_。 反應(yīng)一段時間后，裝置D中觀察到的現(xiàn)象是_，裝置D不能采用普通玻璃管的原因是_。裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為_。 為保證制備純硅實驗的成功，操作的關(guān)鍵是檢查實驗裝置的氣密性，控制好反應(yīng)溫度以及。 為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì)，將試樣用稀鹽酸溶解，取上層清液后需再加入的試劑(填寫字母代號)是。 a碘水b氯水cNaOH溶液dKSCN溶液eNa2SO3溶液 (1)

16、由于O2的存在對該實驗有較大影響，實驗中應(yīng)通入X氣體作為保護氣。試管中的固體藥品可選用(填序號)。 石灰石鋅粒純堿 (2)實驗開始時，必須先通入X氣體，再加熱反應(yīng)物，其理由是； 當反應(yīng)引發(fā)后，移走酒精燈，反應(yīng)能繼續(xù)進行，其原因是。 (3)反應(yīng)結(jié)束后，待冷卻至常溫時，往反應(yīng)后的混合物中加入稀鹽酸，可觀察到閃亮的火星，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因用化學方程式表示為： _， _。 答案(1)(2)防止在加熱條件下H2和O2混合發(fā)生爆炸SiO2和Mg粉的反應(yīng)是放熱反應(yīng) (3)Mg2Si4HCl=2MgCl2SiH4 SiH42O2=SiO22H2O 1.宣傳科學知識，介紹高新科技，揭露偽科學，是科學工作者的義務(wù)，

17、下列說法正確的是() A以石英砂為主要原料生產(chǎn)光導(dǎo)纖維 B“水玻璃”超薄透明，是一種新型裝飾材料 C納米材料是一種稱為“納米”的新物質(zhì)制成的材料 D炭爐邊放盆水，可防止煤氣中毒 解析石英砂的主要成分是SiO2，“水玻璃”是Na2SiO3水溶液的俗稱，納米是長度單位，1 nm109m，煤氣(CO)不溶于水。 答案A 2下列說法不正確的是() A有自主產(chǎn)權(quán)的“中國芯”主要成分是Si B氫氟酸應(yīng)盛放在帶膠塞的瓷器中 C向水玻璃中通入CO2，能生成膠狀沉淀 D用光纖上網(wǎng)，可提高網(wǎng)速 解析瓷器中也含有SiO2，氫氟酸與SiO2反應(yīng)，B錯誤。 答案B 3(2010煙臺統(tǒng)考)在一定條件下，下列物質(zhì)不能與二氧

18、化硅反應(yīng)的是() 焦炭純堿碳酸鈣氫氟酸硝酸氫氧化鈉硫酸鈣 A B C D 解析SiO2屬于酸性氧化物，可以與堿、堿性氧化物或鹽反應(yīng)；SiO2在高溫下具有一定的氧化性，能與C等反應(yīng)；Si屬于親氟元素，SiO2能與HF反應(yīng)生成SiF4。 答案D 4(2010海安模擬)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：“中國至少在距今3000年以前，就已經(jīng)使用玻璃了?！毕铝杏嘘P(guān)玻璃的說法不正確的是() A制普通玻璃的原料主要是純堿、石灰石和石英砂 B玻璃在加熱熔化時有固定的熔點 C普通玻璃的主要成分是硅酸鈉、硅酸鈣及二氧化硅 D盛放燒堿溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，是為了防止燒堿跟二氧化硅反應(yīng)生成硅

19、酸鈉而使瓶塞與瓶口黏在一起 解析玻璃的主要成分可以表示為Na2OCaO6SiO2，屬于玻璃態(tài)物質(zhì)，是混合物。根據(jù)所學知識不難判斷AC正確；混合物沒有固定的熔、沸點，故B錯誤。玻璃中的SiO2與燒堿反應(yīng)生成易溶于水的硅酸鈉，硅酸鈉是無機黏合劑，將玻璃塞與瓶口黏合，故D正確。 答案B 5有些科學家提出硅是“21世紀的能源”，這主要是由于作為半導(dǎo)體材料的硅在太陽能發(fā)電過程中具有重要的作用。下列關(guān)于硅的說法中不正確的是 () A自然界中硅元素的貯量豐富 B自然界中存在大量的單質(zhì)硅 C高純度的單質(zhì)硅廣泛用于制造計算機芯片 D硅可由二氧化硅還原制得答案答案B 6(1)將下列硅酸鹽改寫成氧化物的形式(改寫時

20、注意金屬氧化物在前，非金屬氧化物在后，低價在前，高價在后，H2O一般寫在最后)： 鎂橄欖石(Mg2SiO4)：_； 高嶺石Al2(Si2O5)(OH)4：_。 (2)許多含氧酸及其鹽類均可以類似地改寫為氧化物形式，請繼續(xù)改寫以下物質(zhì)： HNO3_； HCOOH_； KAl(SO4)212H2O_。 通過以上改寫可知，HNO3的酸酐為_，HCOOH與H2SO4反應(yīng)可制_氣體。 (3)已知在一定條件下，F(xiàn)e在Cl2中燃燒可以生成Fe3Cl8，它可以看作是FeCl22FeCl3，類似地，碘與Fe在一定條件下可得到Fe3I8，則它可以看作是_。 解析改寫時注意中心元素的化合價不變，同時不能出現(xiàn)分數(shù)，不

21、夠時可在前面加計量數(shù)，如HNO3可視為2HNO3寫作N2O5H2O。對(3)因Fe3與I不能共存，故不能寫成FeI22FeI3。 答案(1)2MgOSiO2Al2O32SiO22H2O (2)N2O5H2OCOH2OK2OAl2O34SO324H2ON2O5CO(3)3FeI2I2 7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)上的相同點是_。 (2)易與C發(fā)生化學反應(yīng)的酸是_，反應(yīng)

22、的化學方程式是_。 (3)將C與純堿混合高溫熔融時也發(fā)生化學反應(yīng)生成D，同時還生成B的最高價氧化物E；將全部的E與全部的D在足量的水中混合后，又發(fā)生化學反應(yīng)生成含A的化合物F。 寫出生成D和F反應(yīng)的化學方程式： _。 要將純堿高溫熔化，下列坩堝中不可選用的是_。 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)100 g C與石灰石的混合物充分反應(yīng)后，生成的氣體在標準狀況下的體積為11.2 L,100 g混合物中石灰石的質(zhì)量分數(shù)是_。 解析(1)A元素單質(zhì)可做半導(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，比硅相對原子質(zhì)量小的同族元素為碳。 (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。