2020年高考一轮总复习课件-无机非金属材料的主角——硅

第10讲无机非金属材料的主角——硅考点1二氧化硅与二氧化碳SiO2与CO2的比较续表例1下列说法正确的是()A．SiO2溶于水显酸性B．由Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+H2SiO3↓可知碳酸的酸性比硅酸的酸性强C．由Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑可知硅酸的酸性比碳酸的酸性强D．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸高温B【解析】SiO2不溶于水，也不与H2O反应，所以水溶液不显酸性。H2CO3的酸性强于H2SiO3，所以B项的反应可以发生。Na2CO3与SiO2的反应之所以能发生是因为：①反应是在高温无水条件下进行的；②反应后生成的CO2脱离反应体系。SiO2虽为酸性氧化物，但是它可与HF反应。考点2硅酸盐与无机非金属材料1．传统无机非金属材料(1)玻璃原料：生产普通玻璃的主要原料是纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)和石英(SiO2)。主要设备：玻璃熔炉反应原理：将粉碎混匀的原料加强热使之熔化，发生复杂的物理化学变化，冷却即成玻璃。其中主要化学反应是：CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑高温高温主要成分：制造玻璃的原料中，石英是过量的，所以，普通玻璃是CaSiO3、Na2SiO3和SiO2熔化在一起得到的物质，其物质的量之比为1∶1∶4，因此玻璃可表示为：Na2O·CaO·6SiO2。主要性质：硬而脆，受热时在一定温度范围内逐渐软化，没有一定的熔点，故作玻璃态物质，耐酸腐蚀(HF除外)。(2)水泥a．普通水泥的主要成分为硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)和铝酸三钙(3CaO·Al2O3)等。b．水泥的特点是水泥具有水硬性，与水搀和搅拌并静置后，很容易凝固变硬。c．混凝土是指水泥、沙子和碎石的混合物，混凝土常用钢筋作结构，这就是通常所说的钢筋混凝土2．新型无机非金属材料A：________________；B：___________________；C：________________；D：___________________。例2某学生兴趣小组想利用高岭土[其主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O]试验新型的净水剂。试验程序如下：其中滤液E就是欲求的净水剂。试回答下列问题：(1)写出混合物A、B，滤液C、D的主要成分NaAlO2和Na2SiO3NaCl、H2SiO3和AlCl3AlCl3和NaClH2SiO3例2某学生兴趣小组想利用高岭土[其主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O]试验新型的净水剂。试验程序如下：(2)写出高岭土与纯碱熔融的两个化学方程式___________________________________，___________________________________。(3)该试验中，熔融高岭土可以选用的坩埚有_____。A．玻璃坩B．瓷坩埚C．氧化铝坩埚D．铁坩埚Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑高温SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑高温DCO2、SO2、SiO2均为酸性氧化物，但SiO2不能与水直接化合生成H2SiO3；SiO2要先转化为硅酸盐，才能进一步转化为硅酸，SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2ONa2SiO3+2HCl===H2SiO3↓+2NaCl。1.关于通信光缆成分的有关说法，不妥当的是()A．光导纤维的主要成分为SiO2B．硅为亲氧元素，在自然界中都以化合态形式存在C．硅是良好的半导体材料D．科学家提出硅将作为21世纪一种普遍使用的新型能源被开发利用。寻找高效催化剂使SiO2分解同时释放能量，是硅能源大规模利用的关键D2.澳大利亚研究人员最近开发出被称为第五形态的固体碳，这种新的碳结构称作“纳米泡沫碳”，它外形类似海绵，比重极小，并具有磁性。纳米泡沫碳与金刚石的关系是()A．同素异形体B．同分异构体C．同位素D．同系物A3.用足量的CO还原13.7g某铅氧化物，把生成的CO2全部通入到过量的澄清石灰水中，得到的沉淀干燥后质量为8.0g，则此铅氧化物的化学式是()A．PbOB．Pb2O3C．Pb3O4D．PbO2C【解析】设此铅氧化物的化学式PbxOy，4.下列关于硅单质及其化合物的说法不正确的是()①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料A．①②B．②③C．①④D．③④B5.将足量的CO2不断通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀与通入CO2的量的关系可表示为()C【解析】此题考查了离子间反应时的先后顺序问题。CO2和溶液中OH-反应生成，和Ba2+结合成BaCO3沉淀。Ba2+完全沉淀后，CO2继续和剩余的OH-反应，但不会产生沉淀，然后CO2和发生：+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+。完全反应后，CO2会和碳酸钡沉淀继续反应，生成溶于水的碳酸氢钡。2-3CO-2AlO-3HCO-2AlO-2AlO6.关于CO2和SiO2的比较错误的是()A．都是酸性氧化物B．熔沸点都比较高C．都能与强碱溶液反应D．都具有一定的氧化性B7.硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：(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：①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式：_________________________。SiHCl3+H2Si+3HCl1357K②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过程中若混有O2，可能引起的后果是_____________________________。SiHCl3+3H2O===H2SiO3↓+H2↑+3HCl↑高温下，H2遇O2发生爆炸(2)下列有关硅材料的说法正确的是______(填字母)。A．碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥B．氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承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．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制备的，其熔点很高E．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅BC(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__________________________________________________________________________________________________________________________。生成白色胶状沉23423423223SiONHSiO2NH2HO2NHHOHSiO淀，有刺激性气味的气体生成；与发生双水解反应，【解析】(1)①根据原子守恒即质量守恒可以写出SiHCl3与H2反应的化学方程式。②SiHCl3和H2O剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，分析它们化合价的变化可知，而Cl的化合价未发生变化，因此另一种元素即H元素的化合价必定降低，即另一种物质是H2。