廣東省惠東縣高考化學一輪復習 第四章 非金屬及其化合物 第1講 無機非金屬材料的主角——硅課件

《廣東省惠東縣高考化學一輪復習 第四章 非金屬及其化合物 第1講 無機非金屬材料的主角——硅課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《廣東省惠東縣高考化學一輪復習 第四章 非金屬及其化合物 第1講 無機非金屬材料的主角——硅課件（29頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、第第1講講 無機非金屬材料的主角無機非金屬材料的主角硅硅化學考試說明的要求化學考試說明的要求（本講我們要學習什么？）（本講我們要學習什么？）一、了解一、了解C C、SiSi元素單質及其重要化合物的主要性質及其應元素單質及其重要化合物的主要性質及其應用用二、了解二、了解C C、SiSi元素單質及其重要化合物對環(huán)境質量的影響元素單質及其重要化合物對環(huán)境質量的影響知識點五：新型無機非金屬材料知識點一：碳和硅知識點二：碳和硅的氧化物知識點三：碳酸和硅酸知識點四：硅酸鹽 第第1課時講：知識點一、二、三課時講：知識點一、二、三第第2課時講：知識點四、五課時講：知識點四、五知識點一、碳和硅知識點一、碳和硅物

2、質物質碳碳硅硅存在形式存在形式同素異形體同素異形體物理性質物理性質化化學學性性質質與與O O2 2反應反應與金屬與金屬氧化物氧化物反應反應 游離態(tài)，化合態(tài)游離態(tài)，化合態(tài) 親氧元素，只有化合態(tài)親氧元素，只有化合態(tài)石墨，金剛石，石墨，金剛石，C60等等 晶體硅，無定形硅晶體硅，無定形硅C + O2 CO2 2C + O2 2COSi + O2 SiO2C+CuO Cu+CO晶體硅有金屬光澤的灰晶體硅有金屬光澤的灰黑色固體黑色固體,熔點高熔點高,硬度大硬度大,有脆性有脆性石墨熔點高，硬度小，是電石墨熔點高，硬度小，是電的良導體；金剛石是硬度最的良導體；金剛石是硬度最大的物質。大的物質。物質物質碳碳硅

3、硅化化學學性性質質與與H H2 2O O反反應應與酸反與酸反應應與堿反與堿反應應主要用途主要用途3C + 4HNO3(稀稀) = 3CO2 +4NO+2H2OSi + 2NaOH + H2O= Na2SiO3 + 2H2石墨：鉛筆芯，潤滑劑，電極石墨：鉛筆芯，潤滑劑，電極金剛石：切割刀具金剛石：切割刀具半導體半導體材料和合金材料材料和合金材料（芯片、光電池）（芯片、光電池）Si + 4HF = SiF4+ 2H2 C + H2O(g) CO + H2僅與氧化性酸反應，生成僅與氧化性酸反應，生成CO2 只與只與HF反應反應水煤氣水煤氣2. 能置換水中的氫的能置換水中的氫的非金屬單質為非金屬單質為

4、 C ;4.能與堿反應生成氫氣的能與堿反應生成氫氣的固體單質有固體單質有Al和和Si推斷性實驗題和工業(yè)推斷性實驗題和工業(yè)流程題的題眼流程題的題眼5.非金屬單質一般為絕緣體，但硅作為非金屬單質一般為絕緣體，但硅作為 半導體半導體材料，而石墨為電的良導體。材料，而石墨為電的良導體。1. 非金屬單質一般熔沸點，硬度小，但硅、金剛石熔沸高非金屬單質一般熔沸點，硬度小，但硅、金剛石熔沸高 其中金剛石為其中金剛石為硬度最大硬度最大的物質。的物質。3. 非金屬單質一般不能和非氧化性酸反應，而非金屬單質一般不能和非氧化性酸反應，而Si不但能和不但能和HF反應，且能放出氫氣。反應，且能放出氫氣。課堂練習課堂練習

5、1 粗硅的制備、提純原理？粗硅的制備、提純原理？ 粗硅的制備、提純原理：粗硅的制備、提純原理：SiO2 + 2C Si + 2CO高溫高溫高溫高溫SiO2 +3C SiC + 2CO SiCl4 +2H2 Si +4HCl Si +2Cl2 SiCl4高溫高溫高溫高溫高溫高溫課堂練習課堂練習2： (2009廣東理基廣東理基)下列關于硅單質及其化合物的說法正下列關于硅單質及其化合物的說法正 確的是確的是 () 硅是構成一些巖石和礦物的基本元素硅是構成一些巖石和礦物的基本元素 水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品 高純度的硅單質廣泛用于制作光導纖維高純度的硅單質廣泛

6、用于制作光導纖維 陶瓷是人類應用很早的硅酸鹽材料陶瓷是人類應用很早的硅酸鹽材料 A B C D知識點二、碳和硅的氧化物知識點二、碳和硅的氧化物 1、CO （1）物理性質：）物理性質： 色色 味味 毒的氣體，毒的氣體， 溶于水溶于水. （2）化學性質：可燃性）化學性質：可燃性 ， 還原性還原性 。無無 無無 有有 不不 2CO + O2 2CO2 CO + CuO Cu + CO22. CO2 和和 SiO2物質物質CO2 SiO2 物理性質物理性質化化學學性性質質與水反與水反應應與酸反與酸反應應與堿反與堿反應應與堿性與堿性氧化物氧化物反應反應與鹽反與鹽反應應與碳反與碳反應應無色無味的氣體，無毒

7、，微無色無味的氣體，無毒，微溶于水，固態(tài)時叫干冰溶于水，固態(tài)時叫干冰硬度大，熔沸點高，常溫硬度大，熔沸點高，常溫 下為固體，不溶于水。下為固體，不溶于水。CO2+H2O H2CO3 CO2+ 2NaOH= Na2CO3+ H2O SiO2+4HF = SiF4+2H2O SiO2+ 2NaOH= Na2SiO3 + H2O CO2+ CaO=CaCO3 SiO2+ CaO CaSiO3 CO2+ Na2CO3+ H2O = 2NaHCO3 CO2+C 2CO SiO2+ Na2CO3 Na2SiO3 + CO2 SiO2+ 2C Si + 2CO 盛放堿液的試劑瓶不能用玻璃塞盛放堿液的試劑瓶不

8、能用玻璃塞 不反應不反應不反應不反應石英鐘石英鐘實實驗驗室室使使用用的的石石英英坩坩堝堝瑪瑙飾品瑪瑙飾品信息高速公路的骨架信息高速公路的骨架-石英光導纖維石英光導纖維 課堂練習課堂練習3.(2011江蘇卷江蘇卷)下列有關物質的性質和該性質的下列有關物質的性質和該性質的應用均正確的是（應用均正確的是（ ）A A.常溫下濃硫酸能使鋁發(fā)生鈍化，可在常溫下用鋁制品常溫下濃硫酸能使鋁發(fā)生鈍化，可在常溫下用鋁制品貯藏貯運濃硫酸貯藏貯運濃硫酸B B.二氧化硅不與任何酸反應，可用石英制造耐酸容器二氧化硅不與任何酸反應，可用石英制造耐酸容器C C.二氧化氯具有還原性，可用于自來水的殺菌消毒二氧化氯具有還原性，可

9、用于自來水的殺菌消毒D.銅的金屬活潑性比鐵的弱，可在海輪外殼上裝若干銅銅的金屬活潑性比鐵的弱，可在海輪外殼上裝若干銅塊以減緩其腐蝕塊以減緩其腐蝕 答案：答案：A解析：解析：B項二氧化硅能和項二氧化硅能和HF酸反應，故錯誤；酸反應，故錯誤；C項中對自來水消項中對自來水消毒是利用二氧化氯的強氧化性而不是還原性；毒是利用二氧化氯的強氧化性而不是還原性；D項要減慢船體腐項要減慢船體腐蝕應連接上比鐵更活潑的金屬，即所謂的犧牲陽極的陰極保護法。蝕應連接上比鐵更活潑的金屬，即所謂的犧牲陽極的陰極保護法。 課堂練習課堂練習4（2010山東卷山東卷.13 ）下列推斷正確的是）下列推斷正確的是ASiO2 是酸性氧

10、化物，能與是酸性氧化物，能與NaOH溶液反應溶液反應BNa2O、Na2O2組成元素相同，與組成元素相同，與 CO2反應產物也相同反應產物也相同CCO、NO、 NO2都是大氣污染氣體，在空氣中都能穩(wěn)定都是大氣污染氣體，在空氣中都能穩(wěn)定存在存在D新制氯水顯酸性，向其中滴加少量紫色石蕊試液，充分新制氯水顯酸性，向其中滴加少量紫色石蕊試液，充分振蕩后溶液呈紅色振蕩后溶液呈紅色答案：答案：A1. CO1. CO為不成鹽氧化物，為不成鹽氧化物，2. 2. 酸性氧化物一般不和非氧化性酸反應，而酸性氧化物一般不和非氧化性酸反應，而COCO2 2 和和 SiOSiO2 2為酸性氧化物為酸性氧化物SiOSiO2

11、2+4HF = SiF+4HF = SiF4 4+2H+2H2 2O O 3. 3. 一般酸性氧化物可以和水反應生成對應的酸，一般酸性氧化物可以和水反應生成對應的酸， 而而SiOSiO2 2和和H H2 2O O 不反應不反應可用于刻蝕玻璃可用于刻蝕玻璃知識點三：碳酸和硅酸知識點三：碳酸和硅酸1. H2CO3弱酸性，不穩(wěn)定，一般寫作弱酸性，不穩(wěn)定，一般寫作 CO2+H2O 2. H2SiO3(1)物理性質：物理性質：(2)化學性質化學性質 a.弱酸性：弱酸性： b.不穩(wěn)定性：不穩(wěn)定性： c.制備：制備：2HCl+ Na2SiO3 = H2SiO3 +2NaCl 2CO2+ Na2SiO3+ 2

12、H2O =H2SiO3+ 2NaHCO3H2SiO3+ 2NaOH= Na2SiO3 + H2O H2SiO3 SiO2+H2O 難溶于水的透明的膠狀固體難溶于水的透明的膠狀固體酸性比碳酸更弱酸性比碳酸更弱(3)用途用途硅膠可作干燥劑、催化劑的載體硅膠可作干燥劑、催化劑的載體課堂練習課堂練習5（2010福建卷）福建卷）下列各組物質中，滿足下圖物質一步轉化關系的選項是XYZANaNaOHNaHCO3BCuCuSO4Cu(OH)2CCCOCO2DSiSiO2H2SiO3答案：答案：C解析：本題考察考生對常見元素及其化合物知識的掌握情況，解析：本題考察考生對常見元素及其化合物知識的掌握情況，可用代入

13、法，即把各選項中的可用代入法，即把各選項中的X,Y,Z帶入又吐的圓圈中進行判帶入又吐的圓圈中進行判斷，斷，C中中CO2在一定條件下與單質鈉反應可以生成金剛石和碳在一定條件下與單質鈉反應可以生成金剛石和碳酸鈉酸鈉 1. 無機酸一般易溶于水，而硅酸卻難溶于水。無機酸一般易溶于水，而硅酸卻難溶于水。2. 碳酸酸性大于硅酸碳酸酸性大于硅酸CO2+ Na2SiO3+ H2O =H2SiO3+ Na2CO3水溶液中水溶液中SiO2+ Na2CO3 Na2SiO3 + CO2 高溫條件下高溫條件下分析分析：在水溶液中，碳酸的酸性比硅酸強，因此發(fā)生了反應：在水溶液中，碳酸的酸性比硅酸強，因此發(fā)生了反應生成了硅

14、酸沉液，在高溫重要條件下，生成的二氧化碳離生成了硅酸沉液，在高溫重要條件下，生成的二氧化碳離開了反應體系而使反應進行到底（化學平衡）。開了反應體系而使反應進行到底（化學平衡）。知識點四：硅酸鹽知識點四：硅酸鹽（1）硅酸鹽：硅酸鹽是由）硅酸鹽：硅酸鹽是由 組成的化合物的總組成的化合物的總 稱，是構成地殼巖的主要成分。稱，是構成地殼巖的主要成分。（2）硅酸鈉的水溶液俗稱）硅酸鈉的水溶液俗稱 ，是無色黏稠液體，是無色黏稠液體， 常用于制備黏合劑、防腐劑和耐火材料。常用于制備黏合劑、防腐劑和耐火材料。（3）硅酸鹽組成的表示）硅酸鹽組成的表示 通常用通常用二氧化硅和金屬氧化物二氧化硅和金屬氧化物的組成形

15、式表示硅酸鹽的組成。的組成形式表示硅酸鹽的組成。 例：例： Na2SiO3 可表示為可表示為Na2O SiO2長石長石KAlSi3O8 可表示為可表示為 。K2OAl2O3 6SiO2硅、氧和金屬硅、氧和金屬水玻璃水玻璃1. 硅酸鹽寫法與氧化物寫法中的各元素化合價保持一致，原硅酸鹽寫法與氧化物寫法中的各元素化合價保持一致，原 子個數比相等子個數比相等2. 氧化物的順序為：活潑金屬氧化物氧化物的順序為：活潑金屬氧化物 較活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物 二氧化硅二氧化硅 水水3. 氧化物之間以氧化物之間以 隔開，系數配置出現分數時化為整數。隔開，系數配置出現分數時化為整數。4. 硅酸鹽組成的表示方

16、法采用的是氧化物法。實際上硅酸硅酸鹽組成的表示方法采用的是氧化物法。實際上硅酸 鹽不是以簡單氧化物形式出現的，而是以種種結構復雜鹽不是以簡單氧化物形式出現的，而是以種種結構復雜 的鹽存在著的。的鹽存在著的。課堂練習課堂練習6：把下列式子改寫成氧化物的形式，請?zhí)钊霗M線上：把下列式子改寫成氧化物的形式，請?zhí)钊霗M線上：硅酸鈣：硅酸鈣：CaSiOCaSiO3 3高嶺石：高嶺石：AlAl2 2(Si(Si2 2O O5 5)(OH)(OH)4 4滑石：滑石：MgMg3 3(Si(Si4 4O O1010)(OH)(OH)2 2鈣沸石：鈣沸石：Ca(AlCa(Al2 2SiSi3 3O O7 7)(OH)

17、(OH)6 6CaOSiO2Al2O32SiO22H2O3MgO4SiO2H2OCaOAl2O33SiO23H2O知識點五：新型無機非金屬材料知識點五：新型無機非金屬材料1.硅硅酸酸鹽鹽工工業(yè)業(yè)玻璃玻璃主要原料主要原料主要反應主要反應產品成分產品成分主要原料主要原料產品成分產品成分水泥水泥陶瓷陶瓷 原料：原料：黏土黏土 純堿、石灰石、石英純堿、石灰石、石英SiO2+ Na2CO3 Na2SiO3 + CO2 SiO2+ CaCO3 CaSiO3 + CO2 SiO2 Na2SiO3 Ca CO3 黏土、石灰石黏土、石灰石硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣2.新型無機非金屬

18、材料的各類和用途新型無機非金屬材料的各類和用途 材料類別材料類別主要特性主要特性示例示例用途用途高溫結構高溫結構陶瓷陶瓷能承受主高溫，能承受主高溫，強度大強度大氮化硅陶氮化硅陶瓷瓷汽輪機葉片，軸承，汽輪機葉片，軸承，永久性模具永久性模具半導體材半導體材料料具有光學特性具有光學特性氧化錫陶氧化錫陶瓷瓷集成電路的半導體材集成電路的半導體材料料光學材料光學材料具有光學特性具有光學特性光導纖維光導纖維光纜通信，醫(yī)療，照光纜通信，醫(yī)療，照明等明等生物陶瓷生物陶瓷具有生物功能具有生物功能氧化鋁陶氧化鋁陶瓷瓷人造骨，人造關節(jié)，人造骨，人造關節(jié)，接骨螺釘接骨螺釘有關材料分類正確的是有關材料分類正確的是A.A.

19、硅酸鹽材料屬于新型無機非金屬材料硅酸鹽材料屬于新型無機非金屬材料B.B.高溫結構陶瓷屬于新型無機金屬材料，屬于結構材料高溫結構陶瓷屬于新型無機金屬材料，屬于結構材料C.C.新型無機非金屬材料包括半導體材料，光導纖維，氧化鋁新型無機非金屬材料包括半導體材料，光導纖維，氧化鋁陶瓷等陶瓷等D.D.氮化硅陶瓷屬于新型無機非金屬材料，但不是高溫結構材氮化硅陶瓷屬于新型無機非金屬材料，但不是高溫結構材料料課堂練習課堂練習7： (2007 (2007全國全國) )水蒸氣通過灼熱的焦炭后，流水蒸氣通過灼熱的焦炭后，流出氣體的主要成分是出氣體的主要成分是COCO和和H H2 2，還有，還有COCO2 2和水蒸和

20、水蒸氣等。請用下圖中提供的儀器，選擇必要的氣等。請用下圖中提供的儀器，選擇必要的試劑，設計一個實驗，證明上述混合氣中有試劑，設計一個實驗，證明上述混合氣中有COCO和和H H2 2。( (加熱裝置和導管等在圖中略去加熱裝置和導管等在圖中略去) )回答下列問題：回答下列問題：課堂練習課堂練習8(2)儀器B中需加入試劑的名稱(或化學式)是氧化銅(或 CuO)，所發(fā)生反應的化學方程式是CuO+H2 H2O+Cu，CuO+CO CO2+Cu 無水硫酸銅(CuSO4)(3)儀器C中需加入試劑的名稱(或化學式)是 ，其目的是驗證水蒸氣(1)盛濃H2SO4的裝置用途是 ，盛NaOH溶液的裝置用途是 。除去水蒸氣除去CO2(5)能證明混合氣中含有CO的實驗依據是 原混合氣中的CO2已除去，與CuO反應后氣體能使澄清石灰水變渾濁。(6)能證明混合氣中含有H2的實驗依據是 原混合氣中的H2O已除去，與CuO反應后氣體能使白色的無水CuSO4變藍。(4)按氣流方向連接各儀器，用字母表示接口的連接順序：g-ab- kj-hi-cd(或dc)-fe-lm。晶體硅晶體硅金剛石金剛石