(高中化学步步高大一轮全书完整的PPT课件-2022版)第四章 第19讲 无机非金属材料 硅.pptx
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1、大一轮复习讲义 无机非金属材料硅 第四章第19讲 1.了解无机非金属材料的性质和用途。 2.了解硅及其重要化合物的性质及应用。 3.了解硫的同素异形体的结构特点与性质,了解CO、CO2的性质及 对环境的影响。 考点二碳及其氧化物 考点一硅、无机非金属材料 真题演练明确考向 课时精练巩固提高 微专题8二氧化碳与盐或碱溶液反应产物的判断 考点一硅、无机非金属材料 知识梳理夯基础 1.硅单质 高大 Na2SiO3 2.二氧化硅 高大 Na2SiO3H2O CaSiO3 Na2SiO3CO2 SiO24HF=SiF42H2O 光导纤维 3.硅酸 难 弱 H2SiO3Na2CO3 Na2SiO32HCl
2、=H2SiO32NaCl 4.硅酸盐 (1)硅酸盐是由硅、氧与其他化学元素结合而成的化合物的总称,是构成 地壳岩石的主要成分。 (2)硅酸钠 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。 与酸性比硅酸强的酸反应 a.与盐酸反应的化学方程式: _。 b.与CO2水溶液反应的化学方程式: _。 用途:黏合剂(矿物胶),耐火阻燃材料。 水玻璃 Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3 Na2SiO3H2OCO2=Na2CO3H2SiO3 (3)硅酸盐组成的表示方法: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。 氧化物的书写顺序:活泼金属氧化物较活泼金属氧化物
3、二氧化硅 水,不同氧化物间以“”隔开。 各元素的化合价保持不变,且满足化合价代数和为零,各元素原子个 数比符合原来的组成。 如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为_,长石(KAlSi3O8)可表示为 _。 Na2OSiO2 K2OAl2O36SiO2 5.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。 常见硅酸盐材料比较 水泥玻璃陶瓷 生产原料_ 主要设备水泥回转窑玻璃窑陶瓷窑 石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英黏土 玻璃生产中的两个重要反应:Na2CO3SiO2 _; CaCO3SiO2 _。 Na2SiO3CO2 CaSiO3CO2 (2)新型无机非金属材料 材料类型主
4、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 半导体陶瓷具有电学特性 二氧化锡陶瓷集成电路中的半导体 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 人造骨骼、人造关节、 接骨螺钉 错误的写明原因错误的写明原因易错易混辨析 (1)工业上用焦炭和石英制取粗硅的反应方程式为SiO2C SiCO2( ) 错因:_。 (2)Si和SiO2都可用于制造光导纤维() 错因:_。 (3)非金属性:CSi,则热稳定性:CH4SiH4() 错因:_。 (4)SiO2是酸性氧化物,可溶于强碱(NaOH),不溶于任何酸() 错因
5、:_。 在高温条件下生成CO而不是CO2 Si是半导体材料,SiO2用于制造光导纤维 SiO2能与氢氟酸反应 (1)工业上可用以下流程制取高纯硅,完成各步反应的化学方程式: 深度思考 反应:_; 反应:_; 反应:_。 (2)能否依据反应Na2CO3SiO2 Na2SiO3CO2说明H2SiO3的酸性比 H2CO3强? 答案不能。强酸弱酸盐=强酸盐弱酸,该规律仅适用于常温下 水溶液中进行的反应,而该反应是在高温且熔融态下进行的,只能从化 学平衡移动角度去解释反应发生的原因CO2为气体,能及时分离出 反应体系,使化学反应向右进行。 递进题组练能力 题组一硅无机非金属材料的性质及应用题组一硅无机非
6、金属材料的性质及应用 1.(2019康定教学质量检查)“九秋风露越窑开,夺得千峰翠色来”是赞 誉越窑秘色青瓷的诗句,描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥 和陶瓷均为硅酸盐制品,下列有关说法中正确的是 A.玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品 B.制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英 C.硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高 D.沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐 解析陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品,A项错误; 纯碱、石灰石和石英是制玻璃的原料,而制水泥的原料是黏土和石灰石, B项错误; 硅酸盐制品性质稳定、熔点高,C项正确; 沙子的主要成分是SiO2,黏土的主要成分是硅酸盐,D项错误。 2.(2020河南期末
7、)下列关于二氧化硅的说法正确的是 A.二氧化硅是酸性氧化物,因此能与水反应生成硅酸 B.二氧化硅制成的光导纤维,由于导电能力强而被用于制造光缆 C.二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应,但能与碳酸钠固体在高温时发生反应 D.用二氧化硅制取单质硅时,当生成2.24 L气体(标准状况)时,得到2.8 g硅 解析二氧化硅是酸性氧化物,但是二氧化硅不溶于水,与水不反应, 故A错误; 二氧化硅制成的光导纤维,由于其良好的光学特性而被用于制造光缆, 故B错误; 碳酸的酸性强于硅酸,二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应,但在高温时, 二氧化硅能够与碳酸钠固体反应生成硅酸钠和二氧化碳,故C正确; 由化学方程式SiO22C S
8、i2CO,可知当生成2.24 L(标准状况) 即0.1 mol气体时,得到0.05 mol 即1.4 g硅,故D错误。 3.下列说法不正确的是 A.SiO2能与HF反应,因此可用HF刻蚀玻璃 B.向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶 C.氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料,化学式为Si3N4 D.石英是良好的半导体材料,可以制成光电池,将光能直接转化成电能 解析氢氟酸与二氧化硅反应生成四氟化硅和水,故HF可用于刻蚀玻璃, 故A正确; 盐酸的酸性强于硅酸,所以向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸可制备硅酸 凝胶,故B正确; 根据N的非金属性强于Si及化合物中正负化合价的代数和为0的原则,
9、得 氮化硅的化学式为Si3N4,故C正确; 晶体硅是良好的半导体材料,可以制成光电池,将光能直接转化成电能, 而不是二氧化硅,故D错误。 题组二工业上制取高纯硅题组二工业上制取高纯硅 4.科学家最新研制的利用氯化 氢和氢气生产高纯硅的工艺流 程如图所示: 容器中进行的反应为Si(粗)3HCl(g) SiHCl3(l)H2(g);容器 中进行的反应为SiHCl3H2 Si(纯)3HCl。下列说法不正确的是 A.该工艺流程的优点是部分反应物可循环使用 B.和互为可逆反应 C.该流程中需要隔绝空气 解析A项,反应中生成的HCl在反应中循环利用,正确; B项,反应与反应对应的反应温度不一致,不是可逆反
10、应,错误; C项,高温条件下,Si、SiHCl3、H2都与O2反应,故需隔绝空气,正确; D项,SiO2不与HCl反应,不能通过上述途径制硅,正确。 5.晶体硅是一种重要的非金属原料,由粗硅制备纯硅的主要步骤如下: 粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3:Si(粗)3HCl SiHCl3H2; 经过纯化的SiHCl3与过量H2在1 0001 100 下反应制得纯硅。 回答相关问题: (1)粗硅与HCl气体反应完全后,经冷凝得到SiHCl3(沸点为36.5 ),只含 有少量SiCl4(沸点为57.6 )和HCl(沸点为84.7 ),提纯SiHCl3的方法 为_。 蒸馏 (2)用SiHCl3与
11、过量H2反应制备纯硅的装置如图所示(热源及夹持装置已略去): 在加热D装置前应先打开A装置中分液漏斗的活塞,目的是_ _。 C装置中烧瓶需要加热,采用的方法是_。 内的空气,以防爆炸 排出系统 水浴加热 返回 考点二碳及其氧化物 知识梳理夯基础 1.碳单质 (1)存在形式:有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯,它们互为_ _。 同素 异形体 正四面体 高大 正六边形 高 小能 正五正六 (2)主要化学性质还原性 可燃性2CO2(不足) 2CO、CO2(足量) CO2 与氧化物反应 CuO:_(冶炼金属); SiO2:_(制取粗硅); H2O:_(制取水煤气) 与强氧化性酸 反应 浓H2SO4:_;
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