备考2019高考化学第一轮复习第4章非金属及其化合物第1节无机非金属材料的主角硅学案必修1.doc

1、【 精品教育资源文库 】 第一节 无机非金属材料的主角 硅 一、 C、 Si 单质性质及其用途的比较。 1.物理性质： 元素名称 碳 硅 自然界 存在形态 有 态；主要单质有： 、 、 等同素异形体。 在地壳中的含量仅次于 ，全部以 态存在；主要单质有：晶体硅和无定形硅两大类。 单质 物理性质 金刚石熔点很 ，硬度很 ；石墨熔点很 （比金刚石 ）硬度较 ，能导电。 晶体硅 色，有金 属光泽；与金刚石相似，熔点很 ，硬度很 ；是良好的 材料。 用途 金刚石用作切割工具； 石墨用作电极、铅笔芯。 含硅 4的硅钢，主要用作变压器铁芯； 含硅 15的硅钢，作为耐酸材料；制光电池等 2.化学性质： (

2、1)碳单质的化学性质 还原性 与 O2反应： O2不足： ； O2充足： 。 与其他物质反应： a.与 CuO反应： ；可用于某些金属的冶炼。 b.与 CO2反应 ： 。 c.与水蒸气反应： ；用于生产水煤气。 d.与浓硫酸反应： 。 (2)硅的化学性质 还原性 与 NaOH溶液反应： ；与铝和 NaOH溶液反 应相似。 与氢氟酸反应： ；这是 Si 的特性，其它非金属大多不能与 HF 反应。 与 O2、 Cl2反应： ； 。 二、 CO2和 SiO2的比较 1物理性质：差别很大 原因是 晶体类型不同。 CO2是分子晶体， SiO2是 原子 晶体。 CO2熔沸点 ，常温下为 体，微溶于水。 S

3、iO2熔沸点 、硬度 、常温下为 态、 溶于水。 2化学性质：两者都是酸性氧化物，有大部分相同也有部分差别。 与水反应： CO2 ； SiO2 。 与酸反应： CO2 ； SiO2 。 这是 SiO2 特性，仅与HF 反应，与其它酸不反应，另外反应产物也不是盐和水，因此 。 与碱反应： CO2 ； SiO2 。由于玻璃中含有 SiO2， 盛碱液的试剂瓶用 。 【 精品教育资源文库 】 与盐反应： CO2常温复分解反应： CO2+Ca(ClO)2 ； CO2 + Na2CO3 。 SiO2在高温才能反应如工业生产玻璃： ； 。 与碱性氧化物如 CaO反应： CO2 ； SiO2 。 与碳反应：

4、 CO2 ； SiO2 ； 工业用于 。 3 主要用途： 二氧化碳： 化工原料、灭火剂。干冰用作制冷剂 ，人工降雨。 二氧化硅： 制光学仪器、石英玻璃。水晶可制作饰品，常用来制造通讯材料 。 三、硅酸及硅酸盐 1硅酸 物理性质： 色胶状固体， 溶于水，而一般的无机含氧酸都溶于水。 化学性质： 弱酸性：是二元弱酸，酸性比碳酸 ，可与 NaOH反应： 。 不稳定性：受热易分解： 。 制备：通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得 ，如向 Na2SiO3溶液中加入盐酸或通入 CO2： ； 。 用途：硅胶可用作 、催化剂的载体等。 2硅酸盐 硅酸盐：硅酸盐是 的总称。是构成 的主要成分。 硅酸钠：硅酸钠溶液俗

5、称 ，是 色 黏稠液体，常用于制备黏合剂、防腐剂、 耐火材料 。 硅酸盐组成的表示：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 。长石（ KAlSi3O8）可表示为 。注意：硅酸盐写法与氧化物写法中各元素的化合价保持不变，原子个数比相等； 表示顺序一般为： 的氧化物 的氧化物 。 四、常见无极非金属材料及其 主要用途 1.传统的无极非金属材料：主要成分是 ：包括砖、瓦、陶瓷、水泥，玻璃等。它们都是以黏土、石英和长石等为原料生产的硅酸盐制品。比较如下： 硅酸盐产品 水 泥 玻 璃 陶瓷 原 料 黏土 反应原理 发生复杂的物理化学变化（不要求） 不要

6、求 主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑 主要成分 3CaOSiO 2、 2CaOSiO 2、 3CaOAl 2O3 硅酸盐 【 精品教育资源文库 】 反应条件 高温 高温 高温 主要用途 主要建材 主要建材、生活 生活 2.特殊功能的含硅物质： (1)碳化硅具有金刚石结构，俗名金刚砂，可用作磨料。 (2)含硅元素 4%的硅钢具有导磁性。 (3)硅橡胶具有既耐高温又耐低温的性质。 3.新型陶瓷：如高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、超导陶瓷等，主要成分不再是硅酸盐，属于新型无机非金属材料。 1. 硅及其化合物的特殊性质 (1)硅的非金属性弱于碳，但碳在自然界中既有游离态又有化合态，而硅 态。

7、(2)硅的还原性强于碳，但碳能还原 SiO2： 。 (3)非金属单质跟碱溶液反应一般是自身氧化还原反应，但 Si 。 (4)非金属单质一般不跟非氧化性酸反应，但硅 反应。 (5)非金属单质一般（石墨除外）为非导体，但硅 。 (6)非金属氧化物的熔沸点一般较低，但 SiO2 。 (7)酸性氧化物一般不跟酸反应，但 SiO2 。 (8)无机酸一般易溶于水，但 H2SiO3 。 (9)H2CO3的酸性强于 H2SiO3，所以有 Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na 2CO3，因为强酸制弱酸。 但在高温下： Na2CO3+SiO2 高温 Na2SiO3+CO2 能发生是因为 。 2 CO

8、2与碱的反应及 CO23 、 HCO3 的检验 (1)反应原理： NaOH 少量 CO2Na2CO3 过量 CO2NaHCO3。 (2)反应后溶质成分的判断方法： X11 1121 溶质的成分 3 CO2与常见溶液反应的现象及原理 Ca(OH)2 或 Ba(OH)2溶液： CO2不足时现 象， ； CO2过量时现象， 。 Na2SiO3溶液： CO2不足时反应方程式： ； 现象， 。 CO2 过量时反应方程式： ； 现象， 。 饱和 Na2CO3溶液： ；现象 。 4 CO23 、 HCO3 的检验 规律总结 【 精品教育资源文库 】 CO 23 的检验：向待检验溶液中滴加 ，有 现象，再加

9、入适量 ，有 现象，则待检溶液中有 CO23 。 HCO 3 的检验： 向待检验溶液中滴加 ， 现象，再向溶液中加入 。若溶液中有 现象 ，则待检溶液中有 HCO3 。 1某氧化物不溶于水，溶于熔化的 NaOH 中，生成易溶于水的化合物，向稀盐酸中滴加所生成化合物的水溶液，立即有白色沉淀产生，则原氧化物是 ( ) A Al2O3 B MgO C SiO2 D Fe2O3 2 下列说法正确的是 ( ) A将 CO2通入 CaCl2溶液或饱和 Na2CO3溶液均有白色沉淀生成 B某溶液中加入 Ba(OH)2溶液中有白色沉淀，说明可能有 CO23 不可能含有 HCO3 C在标准状况下将 2.24 L

10、 CO2通入 100 mL 1.0 mol/L的 NaOH溶液中充分反应， 其反应的离子方程式为： CO2 2OH =CO23 H2O D NaHCO3溶液和 Na2CO3溶液可以用 CaCl2溶液鉴别 第一节 无机非金属材料的主角 硅 参考答案： 【基础落实】 一、 C、 Si 单质性质及其用途的比较。 1. 游离态，又有化合 金刚石 石墨 C60 氧 化合 高 大 高 高 小 灰黑 高 大 半导体 2. (1) 2C+O 2 点燃 2CO C+O2 点燃 CO2 2CuO+C 2Cu+CO2 CO2+C 高温 2CO C+H2O(g) 高温 CO+H2 C+2H2SO4(浓 ) CO2+2

11、SO 2+2H 2O (2) Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 Si+4HF=SiF4+2H 2 Si+O2 点燃 SiO2 Si 2Cl2 SiCl4 二、 CO2和 SiO2的比较 1. 低 气 高 大 固 不 2. CO2+ H2O H2CO3 不能 反应 不反应 SiO2 + 4HF = SiF4+ 2H 2O 不能由此证明 SiO2是两性氧化物 CO 2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O或 CO2 + NaOH = NaHCO3 SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O 橡皮塞 + H 2O = CaCO3 + 2HclO + H2O = 2NaHCO3 SiO2 + Na2CO3 高温 Na2