高三化学第一轮复习无机非金属材料的主角-硅

第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角--硅考纲点击：1、了解碳、硅单质及其重要化合物的主要性质与应用2、了解碳、硅单质及其重要化合物对环境质量的影响3、了解常见无机非金属材料的性质与用途+14+6碳原子和硅原子既不易失去又不易得到电子，主要形成四价的化合物。知识梳理·题型构建一、碳、硅单质的存在与性质1、C、Si单质的存在形态、物理性质及用途(1)自然界中碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素因有亲氧性，所以仅有态。碳单质主要有金刚石、石墨、C60等同素异形体，硅单质主要有和两大类。(2)单质的结构、物理性质与用途比较碳硅结构金刚石：结构石墨：层状结构晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构物理性质金刚石熔点高、硬度大石墨熔点高、质，有滑腻感晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、硬度大、熔点用途金刚石用作切割刀具，用作电极、铅笔芯晶体硅用作材料、硅芯片和硅太阳能电池化合晶体硅无定形硅空间网状软高石墨半导体知识梳理·题型构建2、碳、硅单质的化学性质碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。知识梳理·题型构建硅单质有广泛的用途，用化学方程式表示工业上获取硅单质的过程。知识梳理·题型构建二、碳、硅的氧化物1、一氧化碳(1)物理性质：色气体，毒，溶于水。(2)化学性质①燃烧：②还原CuO：。，火焰；2、二氧化碳和二氧化硅的比较物质二氧化硅二氧化碳结构空间立体网状结构，不存在单个分子存在单个CO2分子主要物理性质硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水无有难淡蓝色二氧化硅中没有单个分子，用SiO2来表示二氧化硅的组成,表示Si与O的原子个数比为1:2,所以不是分子式而是化学式。[SiO4]四面体结构立体网状结构决定了SiO2具有优良的物理和化学性质结构知识梳理·题型构建物质二氧化硅二氧化碳化学性质①与水反应②与酸反应③与碱反应④与盐反应⑤与碱性氧化物反应用途二、碳、硅的氧化物不反应CO2＋H2OH2CO3只与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O不反应SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)CO2少量：CO2过量：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2OCO2＋NaOH===NaHCO3如与Na2CO3反应：SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑如与Na2SiO3反应：Na2SiO3＋H2O＋CO2(不足)===H2SiO3↓＋Na2CO3或Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(足量)===H2SiO3↓＋2NaHCO3如与CaO反应：SiO2＋CaOCaSiO3如与Na2O反应：Na2O＋CO2===Na2CO3光导纤维、光学仪器、电子部件制饮料、制碳酸盐思考：知识梳理·题型构建1．除去下列气体中混有的杂质(括号内为杂质)可采取的方法：(1)CO(CO2)：__________________________________________。(2)CO2(CO)：___________________________________________。(3)CO2(O2)：____________________________________________。(4)CO2(SO2)：_________________________________________。(5)CO2(HCl)：_________________________________________。(6)CO2(H2S)：_________________________________________。通过CuSO4溶液通过盛有浓NaOH溶液的洗气瓶通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管通过饱和NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液通过饱和NaHCO3溶液知识梳理·题型构建2．如何用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)。将所选答案的编号填入下表内相应的空格内(如果不需要外加试剂，则对应答案栏可空着)。可供选择的试剂：A.盐酸B．氢氧化钠溶液C．氧气D．水E．二氧化碳可选用的操作：①水洗；②加热；③高温灼烧；④过滤；⑤结晶。粉末状混合物选择的试剂选用的操作(1)CaCO3(SiO2)(2)NaCl(SiO2)(3)SiO2(Fe2O3)(4)SiO2(CaCO3)(5)SiO2(H2SiO3)(6)SiO2(NH4Cl)②B④D④⑤A④A④③3．用四种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是()选项操作及现象溶液A通入CO2，溶液变浑浊，再升温至65℃以上，溶液变澄清C6H5ONa溶液B通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失，再加入足量NaOH溶液，又变浑浊Ca(OH)2溶液B4．下列实验过程中，始终无明显现象的是()A．NH3通入FeSO4溶液中B．CO2通入CaCl2溶液中C．AlCl3溶液中滴入NaHCO3溶液D．向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2B知识梳理·题型构建熟记可用CO2制取的弱酸知识梳理·题型构建知识梳理·题型构建三、硅酸及硅酸盐1、硅酸硅酸溶于水，其酸性比碳酸，硅酸（填“能”或”不能”）使紫色石蕊试液变红色。(1)硅酸不稳定，受热易分解：。(2)硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为。(4)硅酸在水中易聚合形成胶体，硅酸浓度较大时形成硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，称为硅胶。硅胶吸附水分能力强，常用作（变色硅胶,是将硅酸凝胶用CoCl2溶液浸泡，然后经干燥活化后制得的。吸水前为淡蓝色,吸水后为粉红色)不能不弱H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O干燥剂（3）硅酸的制备用可溶性的硅酸盐与酸性比硅酸强的酸反应制硅酸Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3（胶体）Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3（胶体）＋Na2CO3知识梳理·题型构建(3)硅酸钠(Na2SiO3)②它能与酸性较硅酸强的酸反应，化学方程式分别为与盐酸反应：。与CO2水溶液反应：。①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称，有黏性，水溶液显碱性。③用途：肥皂填料、黏合剂(矿物胶)、耐火阻燃材料。水玻璃Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO32、硅酸盐的总称，是构成地壳岩石的主要成分。(2)表示方法：硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式表示它们的组成，如硅酸钠(Na2SiO3)写成，钾云母(KH2Al3Si3O12)写成。由硅、氧和金属组成的化合物Na2O·SiO2K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O(1)概念：知识梳理·题型构建3、无机非金属材料(1)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。常见硅酸盐材料水泥玻璃陶瓷生产原料石灰石、黏土、石膏纯碱、石灰石、石英黏土主要设备水泥回转窑玻璃熔窑陶瓷窑(2)新型无机非金属材料，如、、、等。高温结构陶瓷光导纤维生物陶瓷压电陶瓷新型无机非金属材料的优点：1、能承受高温，强度高2、具有电学特性3、具有光学特性4、具有生物功能玻璃刀玻璃刀轮片红宝石为轴的雷达表人造金刚石锯片新型无机非金属材料之一：高温结构陶瓷、压电陶瓷新型陶瓷透明陶瓷、超导陶瓷等知识梳理·题型构建(1)不要混淆二氧化硅和硅的用途用于制作光导纤维的是SiO2，用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅。(2)水晶、石英、玛瑙的主要成分是SiO2；珍珠的主要成分是CaCO3；钻石是金刚石；宝石的主要成分是Al2O3。知识梳理探究高考练出高分知识梳理·题型构建题组二碳、硅及其化合物的综合推断SiO2CaSiO3Na2SiO3SiH2SiO3SiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑1∶2Si＋2OH－＋H2O===SiO2－3＋2H2↑SiO2－3＋Ca2＋===CaSiO3↓SiO2－3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO2－3题组一12题组二34知识梳理探究高考练出高分知识梳理·题型构建题组二碳、硅及其化合物的综合推断题组一12题组二34知识梳理·题型构建(1)解答无机推断题的思维模型(2)解答硅及其化合物的推断题，高温反应条件、特征反应、单质与碱反应、盐溶液与过量盐酸反应产生白色沉淀等往往是推断题的“突破口”。知识梳理探究高考练出高分探究高考·明确考向123【考题训练】知识梳理探究高考练出高分探究高考·明确考向解析SiO2不能导电。解析合成纤维不是无机非金属材料而是有机物。解析应用橡胶塞。√××××123(2012·广东理综，12B)(2012·新课标全国卷，8B)(2012·新课标全国卷，8D)(2011·浙江理综，8A)(2012·海南，4B)知识梳理探究高考练出高分探究高考·明确考向(6)SiO2与酸、碱均不反应()(2012·天津理综，2B)(7)向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体，出现白色沉淀，则H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强()(2012·江苏，13C)(8)水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂()(2010·江苏，4B)解析SiO2与氢氟酸、NaOH均反应。解析酸性H2CO3H2SiO3。√××123(2012·天津理综，2B)(2012·江苏，13C)(2010·江苏，4B)知识梳理探究高考练出高分探究高考·明确考向123知识梳理探究高考练出高分探究高考·明确考向123答案D知识梳理探究高考练出高分探究高考·明确考向123知识梳理探究高考练出高分探究高考·明确考向SiCl4沸点较低，用冷却液可得到液态SiCl4平衡气压浓H2SO4Al、B、P123知识梳理探究高考练出高分探究高考·明确考向123知识梳理探究高考练出高分本讲内容结束请完成练出高分知识梳理探究高考练出高分练出高分123456789101112131415知识梳理探究高考练出高分练出高分D解析自然界中不存在单质硅。123456789101112131415知识梳理探究高考练出高分练出高分B123456789101112131415知识梳理探究高考练出高分练出高分D123456789101112131415知识梳理探究高考练出高分练出高分A123456789101112131415知识梳理探究高考练出高分练出高分C123456789101112131415知识梳理探究高考练出高分练出高分C解析二氧化硅不溶于水，硅酸是利用可溶性硅酸盐与酸反应制得的。123456789101112131415知识梳理探究高考练出高分练出高分A123456789101112131415知识梳理探究高考练出高分练出高分C123456789101112131415知识梳理探究高考练出高分练出高分D123456789101112131415知识梳理探究高考练出高分练出高分D123456789101112131415知识梳理探究高考练出高分练出高分审题分析本题应抓住框图中的转化关系，以题设条件C＋过量盐酸―→E(白色沉淀)为突破口进行推断，并结合已有知识进行设定与推测。SiO2光导纤维SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2OSi＋2OH－＋H2O===SiO2－3＋2H2↑SiO2－3＋2H＋===H2SiO3↓123456789101112131415知识梳理探究高考练出高分练出高分123456789101112131415知识梳理探究高考练出高分练出高分不是2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2OSiO2塑料CaCO3123456789101112131415知识梳理探究高考练出高分练出高分CuSO4溶液或酸性KMnO4溶液abcHCl