2014届高三化学一轮创新设计第四章 非金属及其化合物 第一讲 无机非金属材料的主角――硅(59张P

考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘第一讲无机非金属材料的主角——硅考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘1．了解C、Si的单质及其重要化合物的主要性质及应用。2．了解C、Si的单质及其重要化合物对环境质量的影响。3．以新材料、新技术为背景考查C、Si的单质及其重要化合物的性质及应用。1．关于硅单质及其化合物的实验探究。2．有关硅单质及其化合物的物质推断。3．硅的单质和化合物的综合利用及有关工艺流程。考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘一、碳和硅1．C、Si单质的存在形态、物理性质(1)碳在自然界既有态又有态。碳的同素异形体有、、无定形碳、等。(2)硅在地壳中的含量占第二位，仅次于氧，全部以态存在，是一种亲元素，单质硅有和两种。游离化合金刚石石墨C60化合氧晶体无定形考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘2．C、Si的化学性质(1)碳单质的化学性质：常温下活泼，在高温条件下有强性。①可燃性：2C＋O2=====点燃2CO、C＋O2=====点燃CO2。②还原性：a.与Fe2O3反应的化学方程式：；不还原3C＋2Fe2O3=====高温4Fe＋3CO2↑考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘b．与CO2反应的化学方程式：；c．与水蒸气反应的化学方程式：；d．与浓H2SO4反应的化学方程式：————————————————————————。(2)硅单质的化学性质：常温下化学性质不活泼，但能与、、反应。C＋CO2=====高温2COC＋H2O(g)=====高温CO＋H2C＋2H2SO4(浓)=====△CO2↑＋2SO2↑＋2H2OF2氢氟酸强碱考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘①与氢氟酸反应的化学方程式：————————————————。②与烧碱溶液反应的离子方程式：————————————————————————————————————。③加热时与O2、Cl2等非金属单质反应，其化学方程式为：——————————————————————————————————————————————。Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑Si＋2OH－＋H2O===SiO＋2H2↑Si＋O2=====△SiO2；Si＋2Cl2=====△SiCl4考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘3．工业制法4．用途：①作为半导体材料；②生产硅合金；③制造太阳能电池。考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘硅可用作半导体材料，是否可用于解释元素周期性变化的规律？提示可以，硅位于金属和非金属的分界线附近，性质上由金属逐渐过渡到非金属，即有金属的性质又有非金属的性质。考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘二、二氧化硅和二氧化碳物质二氧化硅二氧化碳结构结构，不存在单个分子存在单个CO2分子，其结构为直线型主要物理性质硬度，熔、沸点，常温下为体，不溶于水熔、沸点，常温下为气体，微溶于水空间立体网状大固低高考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘物质二氧化硅二氧化碳①与水反应不反应②与酸反应只与氢氟酸反应：不反应化学性质③与碱(NaOH)液反应(盛碱液的试剂瓶不能用塞)CO2＋H2OH2CO3SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2OSiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O玻璃CO2少量：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2OCO2过量：CO2＋NaOH===NaHCO3考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘物质二氧化硅二氧化碳④与盐反应如与Na2CO3反应：如与Na2SiO3反应：——————————————————————或Na2SiO3＋H2O＋2CO2(足量)===H2SiO3↓＋2NaHCO3⑤与碱性氧化物反应如与CaO反应：如与Na2O反应：化学性质⑥与碳反应SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑Na2SiO3＋H2O＋CO2(不足)===H2SiO3↓＋Na2CO3SiO2＋CaO=====高温CaSiO3Na2O＋CO2===Na2CO3SiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑CO2＋C=====高温2CO考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘盛放碱液的试剂瓶，为什么不能用玻璃塞？提示玻璃中含有SiO2，SiO2能够与碱液缓慢反应，带玻璃塞的玻璃试剂瓶一般都是磨砂口的，接触非常严密，接触碱液时间长了会生成具有黏合性的Na2SiO3水溶液，从而使瓶塞与瓶颈黏在一起，不易分开。考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘三、硅酸、硅酸盐和无机非金属材料1．硅酸(1)物理性质：固体溶于水。(2)化学性质①弱酸性，酸性比碳酸，硅酸(填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红色。不不能弱考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘②硅酸不稳定，受热易分解：。③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。硅胶吸附水分能力强，常用作。H2SiO3=====△SiO2＋H2OH2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O干燥剂考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘2．硅酸盐(1)性质特征：化学性质稳定，熔点，大都难溶于水(Na2SiO3等例外)。(2)组成的表示：通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成：如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为，石棉(CaMg3Si4O12)可表示为：。(3)硅酸钠(Na2SiO3)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。较高Na2O·SiO2CaO·3MgO·4SiO2水玻璃考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘②它能与酸性比硅酸强的酸反应，化学方程式分别为与盐酸反应：。与CO2水溶液反应：。③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘3.传统无机非金属材料玻璃水泥陶瓷主要原料黏土设备玻璃熔炉水泥回转窑陶瓷窑生产过程中的主要变化复杂的物理、化学变化复杂的物理、化学变化主要成分纯碱、石灰石、石英石灰石、黏土Na2SiO3，CaSiO3，SiO23CaO·SiO2,2CaO·SiO2,3CaO·Al2O3SiO2＋Na2CO3=====高温Na2SiO3＋CO2↑，CaCO3＋SiO2=====高温CaSiO3＋CO2↑考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘4.新型无机非金属材料(1)陶瓷：如氮化硅陶瓷具有较高的硬度和耐磨性、较强的抗化学浸蚀性和电绝缘性等。(2)陶瓷：对机体无排异反应，不会引起代谢作用异常。(3)压电陶瓷：具有效应。高温结构生物压电考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘提示不能。强酸制弱酸的规律：强酸＋弱酸盐===强酸盐＋弱酸，仅适用于常温下水溶液中进行的反应，而该反应是在高温且干态下进行，只能从化学平衡移动角度去解释反应发生的原因，因CO2为气体，能及时离开反应体系，使化学反应得以向右进行。能否依据Na2CO3＋SiO2=====高温Na2SiO3＋CO2↑说明H2SiO3的酸性比H2CO3强？考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘三种“反常”1．还原性强弱规律反常SiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑该反应中C作还原剂，SiO2中硅原子得电子，而失电子的能力Si＞C。这反常情况可从化学平衡的角度理解，由于产物CO为气体，能及时离开反应体系降低了生成物的浓度，促使反应向正反应方向进行。考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘2．强酸制弱酸规律反常Na2CO3＋SiO2=====高温Na2SiO3＋CO2↑CaCO3＋SiO2=====高温CaSiO3＋CO2↑一般情况下，因为碳酸的酸性比硅酸强，溶液中可发生反应Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，即符合“较强酸制较弱酸”的复分解反应规律。而上述反应之所以能进行，是因为该反应是在高温干态条件下进行的，可从化学平衡角度理解，高温时，SiO2这种高沸点、难挥发的固体制得了低沸点、易挥发的CO2气体，因CO2生成后离开反应体系，使反应向右进行到底。考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘3．氧化物的反应规律反常一般情况，碱性氧化物＋酸―→盐＋水，SiO2是酸性氧化物却能与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(SiF4不属于盐)。五种溶液通入过量CO2后溶液仍浑浊，符合条件的五种溶液是：①Na2SiO3溶液；②NaAlO2溶液；③ONa溶液；④饱和的Na2CO3溶液；⑤饱和NaCl的氨溶液(侯氏制碱原理)。考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘一种技巧硅酸盐改写成氧化物形式的方法技巧氧化物的顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。氧化物前系数配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数。注意事项：①氧化物之间以“·”隔开；②系数配置出现分数应化为整数。考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘八个反应常见非金属置换出非金属的反应：2H2＋SiCl4=====高温Si＋4HClC＋H2O(g)=====高温CO＋H22C＋SiO2=====高温Si＋2CO↑Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘O2＋2H2S=====点燃2S↓＋2H2O2F2＋2H2O===4HF＋O2Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2Br2＋2KI===2KBr＋I2考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘我的体会硅的性质内容不是很多，只要注意几点：一是注意硅、二氧化硅的用途，二是注意硅、二氧化硅的几个特殊的性质及作用，如SiO2能与氢氟酸反应但不能与水反应直接制硅酸、盛碱的试剂瓶不能用玻璃塞子，三是注意硅酸盐氧化物的写法。考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘我的警示CO2、SO2、SiO2均为酸性氧化物，但SiO2不能与水直接化合生成H2SiO3；SiO2先转化为硅酸盐，才能进一步转化为硅酸。SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl。考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘问题征解有人认为SiO2既能与某些酸反应又能与碱反应，所以认为它是一种两性氧化物，你同意这种看法吗？提示不同意，因为SiO2只与HF反应，这是SiO2的特性，与其他的酸不反应，所以SiO2是一种酸性氧化物。考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘必考点25碳、硅及其化合物的“特殊性”1．一般情况下，非金属元素单质熔、沸点低，硬度小，但晶体硅、金刚石熔、沸点高，硬度大，其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。2．一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘3．Si的还原性大于C，但C在高温下能还原出Si：SiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑。4．非金属单质与碱反应一般既作氧化剂又作还原剂，且无氢气放出，但硅与碱溶液反应只作还原剂，且放出氢气：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。5．非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能跟HF作用：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。考基梳理助学提升考点通解能力对接考向集训名师揭秘6．SiO2是酸性氧化物却能与非氧化性酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。7．无机酸一般能溶于水，但H2SiO3及H4SiO4却难溶于水。8．H2CO3的酸性强于H2SiO3，所以Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓，但高温下Na2CO3＋SiO2=====高温Na2SiO3＋CO2↑也能发生。9．硅酸钠水溶液俗称“