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仙居中学高三第一轮复习含硅物质与信息材料元素及其化合物Cl元素:构建元素化合物的知识网络法S元素:类比于氯元素的归纳整理法N元素:以守恒思维为主线的归纳整理法Si元素:以物质应用为载体的归纳整理法学法指导Si:半导体SiO2:光导纤维、光学仪器、电子部件H2SiO3:硅酸在水中聚合形成胶体,经处理脱水用作干燥剂Na2SiO3:黏合剂(矿物胶),耐火阻燃材料.硅酸盐:传统无机非金属材料---水泥、玻璃、陶瓷新型无机非金属材料---Si、SiO2、氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷知识归纳食品中的二氧化硅:纽崔莱蛋白粉的包装上有一个简单说明成分:大豆蛋白、乳蛋白、卵磷脂和二氧化硅。Si:半导体SiO2:光导纤维、光学仪器、电子部件H2SiO3:硅酸在水中聚合形成胶体,经处理脱水用作干燥剂Na2SiO3:黏合剂(矿物胶),耐火阻燃材料.硅酸盐:传统无机非金属材料---水泥、玻璃、陶瓷新型无机非金属材料---Si、SiO2、氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷知识归纳二氧化硅(SiO2)是国际食品行业允许使用的食品抗结块剂。二氧化硅主要应用于奶粉、可可粉、糖粉、植脂末粉末、速溶咖啡、粉状汤料及粉末香精等。用量为0.25~2%。磷酸三钙实验设计如何设计实验证明蛋白质粉中含有二氧化硅?磷酸三钙?二氧化硅1、物理性质:坚硬难熔的固体(原子晶体)熔点高,沸点高,硬度大,无色透明的固体,不导电,晶体二氧化硅叫石英、水晶,天然二氧化硅叫硅石、石英砂。2、化学性质:十分稳定(1)酸性氧化物:但是不溶于水,也不与水反应。(2)常温只与氢氟酸、强碱反应4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O2NaOH+SiO2==Na2SiO3+H2O知识归纳(3)高温时:SiO2+CaO===CaSiO3高温Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑高温CaCO3+SiO2====CaSiO3+CO2↑高温SiO2+2C===Si+2CO↑高温实验设计如何设计实验证明蛋白质粉中含有二氧化硅?磷酸三钙?一般的检验程序:灼烧灰化---浸泡---过滤---提取---检验《实验化学》海带中碘元素的检验《实验化学》牙膏中摩擦剂的检验:二氧化硅?氢氧化铝?碳酸钙?二氧化硅1、物理性质:坚硬难熔的固体(原子晶体)熔点高,沸点高,硬度大,无色透明的固体,不导电,晶体二氧化硅叫石英、水晶,天然二氧化硅叫硅石、石英砂。2、化学性质:十分稳定(1)酸性氧化物:但是不溶于水,也不与水反应。(2)常温只与氢氟酸、强碱反应4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O2NaOH+SiO2==Na2SiO3+H2O知识归纳(3)高温时:SiO2+CaO===CaSiO3高温Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑高温CaCO3+SiO2====CaSiO3+CO2↑高温SiO2+2C===Si+2CO↑高温应用于刻蚀玻璃不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液:KOH,Na2CO3,Na2SiO3等应用于玻璃的生产三大传统无机非金属材料应用于硅的生产二氧化硅1、物理性质:坚硬难熔的固体(原子晶体)熔点高,沸点高,硬度大,无色透明的固体,不导电,晶体二氧化硅叫石英、水晶,天然二氧化硅叫硅石、石英砂。2、化学性质:十分稳定(1)酸性氧化物:但是不溶于水,也不与水反应。(2)常温只与氢氟酸、强碱反应4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O2NaOH+SiO2==Na2SiO3+H2O知识归纳(3)高温时:SiO2+CaO===CaSiO3高温Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑高温CaCO3+SiO2====CaSiO3+CO2↑高温SiO2+2C===Si+2CO↑高温应用于硅的生产SiO2粗硅SiCl4Si高温高温高温+C+Cl2精馏+H2工业上:硅的制备高温SiO2+2C==2CO+Si(含杂质的粗硅)高温Si+2Cl2==SiCl4生成的液态SiCl4经精馏、除硼、砷等,再用H2还原高温SiCl4+2H2==4HCl+Si(高纯硅(2009·台州模拟)硅单质及其化合物应用范围很广。请回答(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如下:石英砂粗硅SiHCl3(粗)SiHCl3(纯)高纯硅焦炭高温HCl573K以上精馏H21357K①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质,写出配平的化学反应方程式;H2还原SiHCl3过程中若混入O2,可能引起的后果是1357KSiHCl3+H2Si+3HClSiHCl3+3H2OH2SiO3↓+3HCl↑+H2↑氧气与氢气混合,可能引起爆炸;氧气可能会氧化SiHCl3考题再现(2)下列有关硅材料的说法正确的是(填字母)。A.B.C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维D.E.(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中,逐滴加入饱和氯化铵溶液,振荡。写出实验现象并给予解释。ABC解释:Na2SiO3和NH4Cl均能够水解,二者相互促进,Na2SiO3水解生成H2SiO3,NH4Cl水解产生NH3考题再现5.晶体硅是一种重要的非金属材料,制备纯硅的主要步骤如下:①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅.②粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3:Si+3HCl=====300℃SiHCl3+H2.③SiHCl3与过量H2在1000~1100℃反应制得纯硅.已知SiHCl3能与H2O剧烈反应,在空气中易自燃.请回答下列问题:(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为________.(2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6℃)和HCl(沸点-84.7℃),提纯SiHCl3采用的方法为______________.(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下图所示(热源及夹持装置略去):考题再现①装置B中的试剂是。装置C中的烧瓶需要加热,其目的是.②反应一段时间后,装置D中观察到的现象是;装置D不能采用普通玻璃管的原因是,装置D中发生反应的化学方程式为.③为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检查实验装置的气密性,控制好反应温度以及______________.④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需再加入的试剂是________(填写字母代号).A.碘水B.氯水C.Na2SO3溶液D.KSCN溶液(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下图所示(热源及夹持装置略去):考题再现答案:(1)SiO2+2C=====高温Si+2CO↑(2)分馏(或蒸馏)(3)①浓硫酸使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化②有固体物质生成在此反应温度下,普通玻璃会软化SiHCl3+H2=====高温Si+3HCl③排尽装置中的空气④B、D考题再现Si:半导体SiO2:光导纤维、光学仪器、电子部件H2SiO3:硅酸在水中聚合形成胶体,经处理脱水用作干燥剂Na2SiO3:黏合剂(矿物胶),耐火阻燃材料.硅酸盐:传统无机非金属材料---水泥、玻璃、陶瓷新型无机非金属材料---Si、SiO2、氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷知识归纳材料类别主要特性示例用途高温结构陶瓷能承受高温,强度高氮化硅陶瓷汽轮机叶片、轴承、永久性模具等光学材料具有光学特性光导纤维光缆通讯、医疗、照明等生物陶瓷具有生物功能氧化铝陶瓷人造骨、人造关节、接骨螺钉新型无机非金属材料的种类和用途知识归纳氮化硅是一种高温陶瓷材料,它的硬度大、熔点高、化学性质稳定,工业上曾普遍采用高纯硅与氮气在1300℃反应制得.(1)根据性质推测氮化硅陶瓷的用途是______(选填代号).A.制汽轮机叶片B.制有色玻璃C.制永久性模具D.制造柴油机(2)画出N的原子结构示意图:________,试判断氮元素的最低负价为________,请从原子结构和化合价两个角度分析推断氮化硅的化学式:________.(3)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强,除氢氟酸外,不与其他无机酸反应.请写出陶瓷与氢氟酸发生复分解反应的化学方程式:______________.(4)用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下,加强热使四氯化硅和氮气发生反应,可得较高纯度的氮化硅,则反应的化学方程式为________________________.考题再现[答案](1)ACD(2)-3Si3N4(3)Si3N4+12HF===3SiF4↑+4NH3↑(4)3SiCl4+2N2+6H2=====强热Si3N4+12HCl考题再现硅元素及其化合物的转化Mg、全局性掌控1.SiO2是酸性氧化物,能与NaOH溶液反应(2010·山东高考T13-A)2.二氧化硅是生产光纤制品的基本原料(2010·江苏高考T4-A)3.水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂(2010·江苏高考T4-B)4.用纯碱制玻璃不产生温室气体(2010·重庆高考T6-A)5.下列物质可以满足一步转化关系:(2010·福建高考T9-D)6.硅是构成一些岩石和矿物的基本元素7.水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品8.高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维9.陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料三硅酸镁被用来治疗胃酸过多的胃溃疡,因为该物质不溶于水,服用后能中和胃酸,作用持久。把三硅酸镁Mg2Si3O8●nH2O改写成氧化物的形式为_____________________,它中和胃酸的化学方程式是______________________________________2MgO●3SiO2●nH2OMg2Si3O8●nH2O+4H+=2Mg2++3SiO2+(n+2)H2O考题再现例5、材料科学是近年来与化学有关的科学研究的热点。某新型无机非金属材料K由两种非金属元素组成,它的一种超硬物质,具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特性。它是以中学化学中的常见物质为原料来生产的。下图所示为其生产过程,其中虚线框内转化是为探究C的组成而设,C与H2O反应生成E和F。G、F、H均难溶于水且为白色粉末,E的水溶液可使紫色石蕊试液变红色;图中除M、K(均含A元素)外均为中学化学常见物质,且3molM参加反应可以生成8molNH3。单质A单质B化合物C化合物M:A(NH2)4K+NH3E①△②过量NH3③硝酸银溶液④隔绝空气,高温稀硝酸△⑤NaOH溶液⑥过量CO2FGHGIF请回答下列问题:(1)写出化学式:单质B,化合物F;(2)写出下列反应的离子反应方程式:反应③;反应⑤;(3)写出反应④的化学反应方程式:。单质A单质B化合物C化合物M:A(NH2)4K+NH3E①△②过量NH3③硝酸银溶液④隔绝空气,高温稀硝酸△⑤NaOH溶液⑥过量CO2FGHGIFSi,H4SiO4Ag++Cl—=AgCl2OH-+SiO2=SiO32-+H2O3Si(NH2)4=Si3N4+8NH3全局性掌控本节主要考点有Si、SiO2、Na2SiO3、H2SiO3的性质和用途及SiO2的结构.主要考查知识集中在三个方面,一是硅、二氧化硅、硅酸盐的用途,二是硅及其化合物的性质,三是硅及其化合物的制备.由于许多高科技领域的新型无机非金属材料都与硅有关,考查形式会以硅及其化合物知识为载体与基本理论,和其他元素及化合物相联系综合考查.二氧化硅1、物理性质:坚硬难熔的固体(原子晶体)熔点高,沸点高,硬度大,无色透明的固体,不导电,晶体二氧化硅叫石英、水晶,天然二氧化硅叫硅石、石英砂。2、化学性质:十分稳定(1)酸性氧化物:但是不溶于水,也不与水反应。(2)常温只与氢氟酸、强碱反应4HF+SiO2==SiF4↑+2H2O2NaOH+SiO2==Na2SiO3+H2O所以:不能用磨口玻璃塞盛碱性溶液,如NaOH、KOH、Na2CO3、Na2SiO3等溶液。)知识归纳(3)高温时:SiO2+CaO===CaSiO3高温Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑高温CaCO3+SiO2====CaSiO3+C
本文标题:浙江省仙居中学高三一轮复习-含硅物质
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