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1、化學人人 教教 版版第四章非金屬及其化合物第四章非金屬及其化合物必考內容第一課時無機非金屬材料的主角第一課時無機非金屬材料的主角硅硅考考 綱綱 解解 讀讀考綱要求考綱要求命題趨勢命題趨勢1.了解碳、硅的原子結構、認了解碳、硅的原子結構、認識硅在自然界的存在形式。識硅在自然界的存在形式。2.了解碳、硅及其重要化合物了解碳、硅及其重要化合物的主要性質。的主要性質。3.了解硅酸鹽產(chǎn)品及其在生產(chǎn)了解硅酸鹽產(chǎn)品及其在生產(chǎn)生活中的用途。生活中的用途。高考的考查點有三個：一是以新材料、新技高考的考查點有三個：一是以新材料、新技術為背景考查術為背景考查C、Si及其重要化合物的性質及其重要化合物的性質及應用，二

2、是以推斷題考查及應用，二是以推斷題考查C、Si及其化合及其化合物之間的轉化關系，三是以硅、硅酸的制備物之間的轉化關系，三是以硅、硅酸的制備為載體，考查實驗探究能力。特別注意為載體，考查實驗探究能力。特別注意Si、SiO2在現(xiàn)代科技中的用途經(jīng)常以選擇題形式在現(xiàn)代科技中的用途經(jīng)常以選擇題形式出現(xiàn)，已成為高考考查熱點。出現(xiàn)，已成為高考考查熱點。1 1考點一考點一2 2考點二考點二3 3考點三考點三4 4復 習 練 案復 習 練 案 1碳單質的存在、性質和用途考點一碳、硅單質的性質和用途考點一碳、硅單質的性質和用途種類種類主要有金剛石、石墨、主要有金剛石、石墨、_等等結構結構金剛石：金剛石：_結構結構

3、石墨：平面正六邊形層狀結構石墨：平面正六邊形層狀結構物理性質物理性質金剛石：熔點高，硬度金剛石：熔點高，硬度_，不導電，不導電石墨：熔點更高，質石墨：熔點更高，質_，有滑膩感，能導電，有滑膩感，能導電C60或富勒烯或富勒烯 正四面體空間網(wǎng)狀正四面體空間網(wǎng)狀 大大 軟軟 化學化學性質性質與與O2反反應應O2充足時：充足時：_O2不足時：不足時：_與氧化與氧化物反應物反應CuO：_ (冶煉金屬冶煉金屬)SiO2：_ (制取粗硅制取粗硅)H2O：_ (制取水煤氣制取水煤氣)與強氧與強氧化性酸化性酸反應反應濃濃H2SO4：_濃濃HNO3：_用途用途金剛石：用作切削刀具、裝飾品等；石墨：作電極、高溫潤金

4、剛石：用作切削刀具、裝飾品等；石墨：作電極、高溫潤滑劑、鉛筆芯等滑劑、鉛筆芯等 2硅單質的存在、性質和制備 (1)結構及物理性質 (2)化學性質 硅的化學性質不活潑，常溫下不能被濃硫酸、濃硝酸等強氧化劑氧化，只能與F2、氫氟酸、強堿溶液反應；在加熱條件下，能與O2、Cl2等少數(shù)非金屬單質化合。 寫出下列相關反應的化學方程式： (3)工業(yè)制備 反應原理：制粗硅_ 粗硅的提純_、_。 D 解析考查硅和二氧化硅的性質與應用。半導體硅晶體制造計算機芯片，選項A正確；焦炭和二氧化硅在高溫下反應制得粗硅，其中二氧化硅作氧化劑被還原，選項B正確；常溫時硅不與水、氧氣及強酸反應，但可與氫氟酸反應，選項C正確；

5、硅元素在自然界的主要以二氧化硅和硅酸鹽的形式存在，選項D不正確。C 解析晶體硅與金剛石都是由原子直接構成的，不存在分子，A錯誤；硅酸鹽中的硅酸鈉易溶于水，B錯誤；硅與氫氟酸能夠發(fā)生反應，C錯誤；原硅酸和硅酸對應的酸酐都是二氧化硅，D正確。D C 解析自然界中硅元素以SiO2以及硅酸鹽的形式存在，A錯誤；制造光導纖維的原料是SiO2，B錯誤；該條件下的反應，C是還原劑，Si是還原產(chǎn)物，因此該條件下還原性C比Si強，C正確；因不知CO所處狀態(tài)，無法確定其物質的量，因此也就不能確定轉移電子的數(shù)目，D錯誤。3SiCl42N26H2=Si3N412HCl SiHCl33H2O=H2SiO33HClH2

6、假設每一輪次制備1 mol純硅，且生產(chǎn)過程中硅元素沒有損失，反應中HCl的利用率為90%，反應中H2的利用率為93.75%。則在第二輪次的生產(chǎn)中，補充投入HCl和H2的物質的量之比是_。51 總結提升總結提升 1一氧化碳 CO是無色無味的有毒氣體，_溶于水，可用作氣體燃料和冶金工業(yè)的_。 (1)燃燒的化學方程式為：_。 (2)還原CuO的化學方程式為：_。考點二碳和硅的氧化物考點二碳和硅的氧化物不不 還原劑還原劑 2二氧化碳和二氧化硅酸性酸性 立體網(wǎng)狀立體網(wǎng)狀 高高 SiO24HF=SiF42H2 SiO22NaOH=Na2SiO3H2OCO2Na2SiO3H2O=H2SiO3Na2CO3CO

7、2Na2O=Na2CO3 A B CO2與堿反應產(chǎn)物的定量判斷 CO2通入NaOH、Ca(OH)2等強堿溶液的反應產(chǎn)物與CO2氣體的通入量有關，當通入少量CO2時生成碳酸鹽，當通入過量CO2時生成碳酸氫鹽；當CO2的通入量介于兩者之間時，既有正鹽又有酸式鹽生成，因此推斷時一定要注意CO2與堿之間量的關系。 以CO2與NaOH溶液反應為例，將CO2通入NaOH溶液中，可能發(fā)生的反應為方法技巧方法技巧 D A 含硅化合物的特殊性 (1)SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接與水作用制備H2SiO3。 (2)酸性氧化物一般不與酸作用，但SiO2能跟HF作用： SiO24HF=SiF42

8、H2O。 (3)不要混淆二氧化硅和硅的用途 用于制作光導纖維的是SiO2，用于制作半導體材料、計算機芯片的是晶體硅。 (4)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；紅、藍寶石的主要成分是Al2O3?？偨Y提升總結提升B D Na2CO3 1120 NaHCO32240 Na2CO3和和NaHCO3 1792 有關二氧化碳反應的總結 1與鹽溶液的反應 (1)CO2Na2CO3H2O=2NaHCO3 (2)CO2(少量)Ca(ClO)2H2O=CaCO32HClO (3)CO2(少量)Na2SiO3H2O=H2SiO3Na2CO3總結提升總結提升 1硅酸 硅酸

9、_溶于水，其酸性比碳酸_，硅酸_(填“能”或“不能”)使紫色石蕊試液變紅色。 (1)硅酸不穩(wěn)定，受熱易分解：_?？键c三硅酸、硅酸鹽、無機非金屬材料考點三硅酸、硅酸鹽、無機非金屬材料難難 弱弱 不能不能 (2)硅酸能與堿溶液反應，如與NaOH溶液反應的化學方程式為 _。 (3)硅酸在水中易聚合形成膠體，硅膠有很強的吸水能力，常用作_。 2硅酸鹽 (1)概念：_的總稱，是構成地殼巖石的主要成分。 (2)硅酸鈉(Na2SiO3) 白色、可溶于水的粉末狀固體，其水溶液俗稱_，有黏性，水溶液顯堿性。H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O 干燥劑干燥劑 由硅、氧和金屬元素組成的化合物由硅、氧和金屬

10、元素組成的化合物 水玻璃水玻璃 它能與較強的酸反應，如與鹽酸反應： _； 與CO2水溶液反應： _。 用途：黏合劑(礦物膠)，耐火阻燃材料。 (3)硅酸鹽組成的表示：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，如硅酸鈉(Na2SiO3)可表示為Na2OSiO2，長石(KAlSi3O8)可表示為_。Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3 Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3 K2OAl2O36SiO2 3無機非金屬材料 (1)傳統(tǒng)無機非金屬材料 三種硅酸鹽工業(yè)生產(chǎn)的比較：水泥水泥玻璃玻璃陶瓷陶瓷生產(chǎn)原料生產(chǎn)原料_主要設備主要設備_陶瓷窯陶瓷窯主要成分主要成分3C

11、aOSiO22CaOSiO23CaOAl2O3Na2SiO3CaSiO3SiO2硅酸鹽硅酸鹽生產(chǎn)條件生產(chǎn)條件高溫高溫石灰石、黏土石灰石、黏土 純堿、石灰石和石英純堿、石灰石和石英 黏土黏土 水泥回轉窯水泥回轉窯 玻璃窯玻璃窯 (2)新型無機非金屬材料 高溫結構陶瓷：如氮化硅陶瓷具有較高的硬度和耐磨性、較強的抗化學侵蝕性和電絕緣性等。 生物陶瓷：對機體無排異反應，不會引起代謝作用異常。 壓電陶瓷：具有壓電效應。 (3)特殊功能的含硅物質 碳化硅具有金剛石結構，可用作磨料。 含硅元素4%的硅鋼具有導磁性。 硅橡膠具有既耐高溫又耐低溫的性質。 D C 方法技巧方法技巧 C A B SiO24HF=S

12、iF42H2O Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3 D 請回答下列問題： (1)寫出各物質的化學式：A_；B_；C_；D_；E_。 (2)寫出反應的化學方程式_， 該反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為_。 (3)寫出反應的離子方程式_。 (4)寫出反應的離子方程式_。 (5)H2CO3的酸性強于E的，請用離子方程式予以證明 _。SiO2 CaSiO3 Na2SiO3 Si H2SiO3 12 解析解答本題的第一個“突破口”是非金屬元素R的單質能與NaOH溶液反應生成鹽(Na2RO3)和氫氣，說明是硅及其化合物之間的轉化。第二個“突破口”是反應條件“高溫”，A在高溫條件下，能與焦炭、CaCO3發(fā)生反應，則A為SiO2。從而推知B為CaSiO3，D為Si，E為H2SiO3。 硅及其化合物的轉化關系圖總結提升總結提升復復 習習 練練 案案