第1讲无机非金属材料的主角——硅.ppt

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1、第1讲 无机非金属材料的主角硅,重难点： C、Si元素单质及其重要化合物的化学性质。,【考纲要求】,1.了解C、Si元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。 2.了解C、Si元素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元素及其重要化合物 的性质及应用。,知识梳理题型构建,知识梳理题型构建,碳、硅单质的存在与性质,1C、Si单质的存在形态、物理性质及用途,(1)自然界中碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素因有亲氧性，所以仅有 态。碳单质主要有金刚石、石墨、C60等同素异形体，硅单质主要有 和 两大类。,(2)单质的结构、物理性质与用途比较,化合,晶体硅,无定

2、形硅,空间网状,软,高,石墨,半导体,知识梳理题型构建,碳、硅单质的存在与性质,2.碳、硅单质的化学性质,碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。,深度思考,深 度 思 考,知识梳理题型构建,1从元素周期表的位置看，碳和硅均为A元素，自然界中有碳的多种单质存在，自然界中有硅的单质吗？为什么？,2硅单质有广泛的用途，用化学方程式表示工业上获取硅单质的过程。,答案 没有，因为硅有很强的亲氧性，在地壳形成时硅与氧易结合，难分离，因而硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐形式存在。,【递进题组】,题组一,题组二,知识梳理题型构建,1,2,3,知识梳理题型构建,1下列关于硅的说法中，不正确的是( ) A硅是人

3、类将太阳能转换为电能的常用材料 B硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是 良好的半导体材料 C硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物 质反应 D加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等 非金属反应,C,解析 硅在常温下能与F2、氢氟酸等发生反应。,题组一 新材料、新技术下C、Si的考查,题组一,题组二,1,2,3,知识梳理题型构建,B,题组一 新材料、新技术下C、Si的考查,题组一,题组二,1,2,3,知识梳理题型构建,题组二 工业制取高纯硅,分馏(或蒸馏),题组一,题组二,1,2,3,知识梳理题型构建,题组二 工业制取高纯硅,浓硫酸,使滴入烧瓶中的SiHCl3气化,在反应温度下，普通玻璃会软化,有固

4、体物质生成,题组一,题组二,1,2,3,知识梳理题型构建,题组二 工业制取高纯硅,排尽装置中的空气,bd,题组一,题组二,1,2,3,知识梳理题型构建,题组二 工业制取高纯硅,题组一,题组二,1,2,3,(3)因SiHCl3与水强烈反应，故A中产生的H2必须干燥，故B中的液体一定为浓H2SO4，且C中烧瓶需加热，其目的是使SiHCl3气化，加快与H2的反应。根据题给信息石英管中产生的物质应为硅，故D中现象应有固体产生，由题给信息，制纯硅的反应条件为1 0001 100 ，此温度下普通玻璃容易软化。因高温下H2与O2容易反应而爆炸，故还应排尽装置中的空气。铁与盐酸反应产生Fe2，其检验方法常常采

5、用先将Fe2氧化为Fe3然后再加入KSCN溶液,看是否变血红色来检验。,知识梳理题型构建,碳、硅的氧化物,1一氧化碳,(1)物理性质：,色气体， 毒， 溶于水。,(2)化学性质,燃烧：,还原CuO： 。,， 火焰；,2二氧化碳和二氧化硅的比较,无,有,难,淡蓝色,知识梳理题型构建,碳、硅的氧化物,深度思考,深 度 思 考,知识梳理题型构建,1除去下列气体中混有的杂质(括号内为杂质)可采取的方法： (1)CO(CO2)：_。 (2)CO2(CO) ：_。 (3)CO2(O2) ：_。 (4)CO2(SO2)：_。 (5)CO2(HCl)：_。 (6)CO2(H2S)：_。,通过CuSO4溶液,通

6、过盛有浓NaOH溶液的洗气瓶,通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管,通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管,通过饱和NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液,通过饱和NaHCO3溶液,深度思考,深 度 思 考,知识梳理题型构建,2如何用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂 质)。将所选答案的编号填入下表内相应的空格内(如果不需要外加试剂，则 对应答案栏可空着)。 可供选择的试剂：A.盐酸 B氢氧化钠溶液 C氧气 D水 E二氧化碳 可选用的操作：水洗；加热；高温灼烧；过滤；结晶。,B,D,A,A,解析 可根据二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物；它可跟强碱反应，不跟酸(氢氟酸除外)反应；它受热不分解等

7、性质。而三氧化二铁、碳酸钙跟盐酸反应；硅酸、氯化铵能受热分解。通过一定操作，除去杂质。,反应方程式,知识梳理题型构建,【递进题组】,题组一,1,2,题组二,3,4,5,6,题组三,知识梳理题型构建,题组一 二氧化硅的结构与性质,题组一,1,2,题组二,3,4,5,6,题组三,知识梳理题型构建,题组一 二氧化硅的结构与性质,A,C,D,B,E,题组一,1,2,题组二,3,4,5,6,题组三,知识梳理题型构建,题组一 二氧化硅的结构与性质,题组一,1,2,题组二,3,4,5,6,题组三,3用四种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误 的是 ( ),知识梳理题型构建,题组二 二氧化

8、碳与弱酸盐溶液反应的规律,题组一,1,2,题组二,3,4,5,6,题组三,知识梳理题型构建,题组二 二氧化碳与弱酸盐溶液反应的规律,题组一,1,2,题组二,3,4,5,6,题组三,答案 B,知识梳理题型构建,题组二 二氧化碳与弱酸盐溶液反应的规律,4下列实验过程中，始终无明显现象的是 ( ) ANH3通入FeSO4溶液中 BCO2通入CaCl2溶液中 CAlCl3溶液中滴入NaHCO3溶液 D向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2,B,题组一,1,2,题组二,3,4,5,6,题组三,知识梳理题型构建,熟记可用CO2制取的弱酸,知识梳理题型构建,知识梳理题型构建,题组三 CO2与碱溶液反应产物的定量

9、判断,B,题组一,1,2,题组二,3,4,5,6,题组三,知识梳理题型构建,题组三 CO2与碱溶液反应产物的定量判断,6向含有0.2 mol NaOH和0.1 mol Ba(OH)2的溶液中持续稳定地通入CO2气体，当通入气体为8.96 L(0 ，1.01105 Pa)时立即停止，则这一过程中，溶液中离子的物质的量与通入CO2气体的体积关系图像正确的是(气体的溶解和离子的水解忽略不计) ( ),题组一,1,2,题组二,3,4,5,6,题组三,知识梳理题型构建,题组三 CO2与碱溶液反应产物的定量判断,题组一,1,2,题组二,3,4,5,6,题组三,答案 C,知识梳理题型构建,1反应顺序的判断,

10、当有多种组分与一种物质反应时，判断反应顺序的方法：先假设与其中的一种组分反应，若产物还能与另一种组分反应，则假设错误。 如将CO2通入KOH、Ba(OH)2混合溶液中，假设CO2先与KOH反应，则生成的K2CO3会与Ba(OH)2继续反应生成BaCO3，故假设错误，应该是CO2先与Ba(OH)2反应。,2CO2与碱反应产物的定量判断,CO2通入NaOH、Ca(OH)2等强碱溶液的反应与CO2气体的通入量有关，当CO2通入少量时生成碳酸盐，当CO2通入过量时生成碳酸氢盐；当CO2的通入量介于两者之间时，既有正盐又有酸式盐生成，因此推断时一定要注意CO2与碱之间量的关系。,知识梳理题型构建,知识梳

11、理题型构建,硅酸及硅酸盐,1硅酸,硅酸 溶于水，其酸性比碳酸 ，硅酸 （填“能”或”不能”）使紫色石蕊试液变红色。,(1)硅酸不稳定，受热易分解： 。,(2)硅酸能与碱溶液反应，,如与NaOH溶液反应的化学方程式为 。,硅胶吸附水分能力强，常用作 。,(3)硅酸在水中易聚合形成胶体。,2硅酸盐,(1)概念：,的总称，是构成地壳岩石的主要成分。,(2)表示方法：硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式表示它们的组成，如硅酸钠(Na2SiO3)写成 ，钾云母(KH2Al3Si3O12)写成 。,不能,不,弱,H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O,干燥剂,由硅、氧和金属组成的化合物,Na2O

12、SiO2,K2O3Al2O36SiO22H2O,知识梳理题型构建,硅酸及硅酸盐,(3)硅酸钠(Na2SiO3),它能与酸性较硅酸强的酸反应，化学方程式分别为 与盐酸反应： 。 与CO2水溶液反应： 。,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。,用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。,水玻璃,Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3,Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3,知识梳理题型构建,硅酸及硅酸盐,3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,(2)新型无机非金属材料，如 、 、 、 等。,高温结

13、构陶瓷,光导纤维,生物陶瓷,压电陶瓷,【递进题组】,题组一,1,2,题组二,3,4,知识梳理题型构建,知识梳理题型构建,题组一 无机非金属材料的组成和性质,解析 制普通玻璃的原料主要有石灰石、纯碱和石英，A项不正确；,普通玻璃是混合物，没有固定的熔点，B正确。,A,题组一,1,2,题组二,3,4,知识梳理题型构建,题组一 无机非金属材料的组成和性质,B,题组一,1,2,题组二,3,4,知识梳理题型构建,题组一 无机非金属材料的组成和性质,A,题组一,1,2,题组二,3,4,知识梳理题型构建,(1)不要混淆二氧化硅和硅的用途,用于制作光导纤维的是SiO2，用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅

14、。,(2)水晶、石英、玛瑙的主要成分是SiO2；珍珠的主要成分是CaCO3； 钻石是金刚石；宝石的主要成分是Al2O3。,知识梳理题型构建,题组二 碳、硅及其化合物的综合推断,SiO2 CaSiO3 Na2SiO3 Si H2SiO3,12,题组一,1,2,题组二,3,4,知识梳理题型构建,题组二 碳、硅及其化合物的综合推断,题组一,1,2,题组二,3,4,知识梳理题型构建,(1)解答无机推断题的思维模型,(2)解答硅及其化合物的推断题，高温反应条件、特征反应、单质与碱反应、盐溶液与过量盐酸反应产生白色沉淀等往往是推断题的“突破口”。,探究高考明确考向,1,2,3,【考题训练】,探究高考明确考

15、向,解析 SiO2不能导电。,解析 合成纤维不是无机非金属材料而是有机物。,解析 应用橡胶塞。,1,2,3,(2012广东理综，12B),(2012新课标全国卷，8B),(2012新课标全国卷，8D),(2011浙江理综，8A),(2012海南，4B),探究高考明确考向,(6)SiO2与酸、碱均不反应 ( ) (2012天津理综，2B) (7)向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体，出现白色沉淀，则 H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强 ( ) (2012江苏，13C) (8)水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂 ( ) (2010江苏，4B),解析 SiO2与氢氟酸、NaOH均反应。

16、,解析 酸性H2CO3H2SiO3。,1,2,3,(2012天津理综，2B),(2012江苏，13C),(2010江苏，4B),探究高考明确考向,1,2,3,探究高考明确考向,1,2,3,答案 D,探究高考明确考向,1,2,3,探究高考明确考向,SiCl4沸点较低，用冷却液可得到液态SiCl4,平衡气压,浓H2SO4,Al、B、P,1,2,3,探究高考明确考向,1,2,3,本讲内容结束 请完成练出高分,练出高分,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,练出高分,D,解析 自然界中不存在单质硅。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,1

17、5,练出高分,B,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,练出高分,D,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,练出高分,A,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,练出高分,C,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,练出高分,C,解析 二氧化硅不溶于水，硅酸是利用可溶性硅酸盐与酸反应制得的。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,练出高分,A,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,练出高分,C,1

18、,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,练出高分,D,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,练出高分,D,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,练出高分,审题分析 本题应抓住框图中的转化关系，以题设条件C过量盐酸E(白色沉淀)为突破口进行推断，并结合已有知识进行设定与推测。,SiO2,光导纤维,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,练出高分,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,练出高分,不是,SiO2,塑料,CaCO3,1,2,

19、3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,练出高分,CuSO4溶液或酸性KMnO4溶液,abc,HCl气体或酸性气体,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,练出高分,CaCO3,无水CaCl2,偏低,bd,石蜡,两次称量的结果相差不超过(或小于)0.001 g,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,练出高分,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,练出高分,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,练出高分,H2SiO3(或H4SiO4)和HCl,爆炸,4,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,练出高分,b,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,练出高分,反应，可利用自身放出的热量维持反应进行,排尽装置内的空气，避免空气中的成分对实验的影响,让氢气,该反应为放热,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,练出高分,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,