（浙江選考）2020版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題三 第三單元 含硅礦物與信息材料課件.ppt

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1、第三單元含硅礦物與信息材料,一 硅和硅的化合物,二 無機非金屬材料,教材研讀,突破一 硅及其化合物的特性,突破二 硅及其化合物之間的轉(zhuǎn)化,重難突破,一、硅和硅的化合物 1.硅的存在和物理性質(zhì) 硅元素在自然界全部以化合態(tài)形式存在。單質(zhì)硅有晶體硅和無定形硅兩種。 晶體硅的熔、沸點高,硬度大。,教材研讀,2.硅的化學(xué)性質(zhì) (1)常溫下,硅能與F2、HF、NaOH反應(yīng)。 硅與燒堿溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為Si+2NaOH+H2O Na2SiO3+ 2H2。 (2)加熱時可與O2、Cl2等非金屬單質(zhì)反應(yīng)。 硅與O2反應(yīng)的化學(xué)方程式為Si+O2 SiO2。,3.二氧化硅 SiO2,特別提醒(1)不要混淆二氧化

2、硅和硅的用途 用于制作光導(dǎo)纖維的是SiO2,用于制作半導(dǎo)體材料、計算機芯片的是晶 體硅。 (2)水晶、石英、瑪瑙的主要成分是SiO2;珍珠的主要成分是CaCO3;鉆石的主要成分是金剛石;藍(lán)寶石、紅寶石的主要成分是Al2O3。,4.硅酸 H2SiO3,5.硅酸鹽 (1)Na2SiO3 Na2SiO3的水溶液俗稱水玻璃。 a.貯存:盛Na2SiO3溶液的試劑瓶不能用玻璃塞。 b.變質(zhì):Na2SiO3水溶液在空氣中易變質(zhì),反應(yīng)的離子方程式為Si +CO2+H2O H2SiO3+C。 (2)硅酸鹽的氧化物表示法 一般表示:金屬氧化物SiO2H2O。,注意低價金屬氧化物寫在前,高價金屬氧化物寫在后;活潑

3、金屬的氧 化物寫在前,不活潑金屬的氧化物寫在后。例如:Na2SiO3可表示為Na2OSiO2。,二、無機非金屬材料 1.傳統(tǒng)無機非金屬材料,如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料。,2.新型無機非金屬材料,如高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、光導(dǎo)纖維等。 主要特性:能承受高溫、高強度;具有電學(xué)、光學(xué)特性;具有生物功能。 (1)高溫結(jié)構(gòu)陶瓷:又稱工程陶瓷。這類陶瓷具有耐高溫、耐氧化、耐腐蝕等優(yōu)良性能,如氧化鋁陶瓷、氮化硅陶瓷等,在工業(yè)、國防上有重要的應(yīng)用。 (2)光導(dǎo)纖維:簡稱光纖,是一種能高質(zhì)量傳導(dǎo)光的玻璃纖維。用于通訊、醫(yī)療、信息處理、遙感測控、照明等。,3.材料的分類 材料按其組成可分為四類:金屬材料、無機非金屬材料

4、、有機高分子材料和復(fù)合材料。金屬材料主要指各種金屬和合金等。無機非金屬材料又分為傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材料。有機高分子材料包括塑料、橡膠、纖維等。復(fù)合材料由兩種或兩種以上不同性能的材料復(fù)合而成,其強度、韌性和耐腐蝕性等性能比單一材料更好,是一類具有廣闊發(fā)展前景的新型材料。,1.下列有關(guān)說法中,不正確的是(B) A.普通水泥是硅酸鹽材料 B.瑪瑙的主要成分是硅酸鹽 C.推廣使用燃煤脫硫技術(shù),主要是為了防治SO2污染 D.硅單質(zhì)是制造光電池、CPU的重要材料,,2.實驗室制備硅酸的反應(yīng)為Na2SiO3+2HCl 2NaCl+H2SiO3,該反應(yīng) 屬于(D) A.化合反應(yīng)B.分解反應(yīng) C

5、.置換反應(yīng)D.復(fù)分解反應(yīng),,3.下列溶液不能用帶磨口玻璃塞的試劑瓶保存的是(B) A.稀硫酸 B.NaOH溶液 C.濃醋酸 D.濃鹽酸,,4.下列說法錯誤的是(C) A.古代的陶瓷、磚瓦,現(xiàn)代的玻璃、水泥等,都是硅酸鹽產(chǎn)品 B.工業(yè)上制取水泥的主要原料為黏土、石灰石 C.博物館窗戶上普通玻璃的主要成分是SiO2 D.青花瓷胎體的原料為高嶺土Al2Si2O5(OH)4,若以氧化物形式可表示為Al2O32SiO22H2O,,突破一硅及其化合物的特性 (1)Si的還原性強于C,但C卻能在高溫下還原出Si:SiO2+2CSi+ 2CO。 (2)非金屬單質(zhì)跟堿溶液作用一般無H2放出,但Si卻不同,如

6、Si+2NaOH+H2O Na2SiO3+2H2。 (3)非金屬單質(zhì)一般不與弱氧化性酸反應(yīng),而硅不但能與氫氟酸反應(yīng),而且還有氫氣生成:Si+4HF SiF4+2H2。,重難突破,(4)非金屬單質(zhì)一般為非導(dǎo)體,但Si為半導(dǎo)體。 (5)硅化學(xué)性質(zhì)不活潑,但自然界中沒有游離態(tài)的硅,它以二氧化硅、硅酸鹽等形式存在。 (6)非金屬氧化物的熔、沸點一般較低,但SiO2的熔、沸點卻很高。 (7)酸性氧化物一般不與酸作用,但SiO2能跟氫氟酸作用: SiO2+4HF SiF4+2H2O。 (8)因H2CO3的酸性比H2SiO3強,所以在Na2SiO3溶液中通入CO2能發(fā)生反應(yīng): Na2SiO3+CO2+H2O

7、 Na2CO3+H2SiO3,但在高溫下反應(yīng)Na2CO3+ SiO2Na2SiO3+CO2也能發(fā)生。,(9)Na2SiO3的水溶液俗稱水玻璃,但水玻璃與玻璃的成分卻不相同;水玻璃是鹽的溶液,既不是堿溶液,也與玻璃無關(guān)。 (10)雖然二氧化硅是硅酸的酸酐,但不用二氧化硅與水反應(yīng)制備硅酸,一般用可溶性硅酸鹽跟酸作用來制備:Na2SiO3+2HCl H2SiO3+2NaCl (11)無機酸一般易溶于水,而硅酸卻難溶于水。,(12)非金屬氧化物一般是分子晶體,而二氧化硅卻是原子晶體。,典例1由下列實驗事實得出的結(jié)論正確的是(C) A.由SiO2不能與水反應(yīng)生成H2SiO3,可知SiO2不是H2SiO3

8、的酸酐 B.由SiO2+2C Si+2CO,可知碳的非金屬性強于硅 C.CO2通入Na2SiO3溶液中產(chǎn)生白色沉淀,可知酸性H2CO3H2SiO3 D.SiO2可與NaOH溶液反應(yīng),也可與氫氟酸反應(yīng),可知SiO2為兩性氧化物,,解析二氧化硅難溶于水,不能與水反應(yīng)生成硅酸,但硅酸可分解生成二氧化硅,二氧化硅是硅酸的酸酐,故A錯誤;非金屬性應(yīng)根據(jù)氫化物穩(wěn)定性、最高價含氧酸的酸性、單質(zhì)氧化性等比較,故B錯誤;碳酸酸性強于硅酸,可以強酸制備弱酸,CO2通入Na2SiO3溶液中產(chǎn)生白色沉淀,可知酸性H2CO3H2SiO3,故C正確;兩性氧化物是指能分別和酸、堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物,二氧化硅和氫氟酸反應(yīng)

9、是因其特殊性,不能和其他酸發(fā)生反應(yīng),二氧化硅和堿溶液反應(yīng)生成鹽和水,它屬于酸性氧化物,故D錯誤。,1-1下列敘述中正確的是(D) A.因為Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2,所以硅酸的酸性比碳酸強 B.碳和硅都是第A族的元素,所以二氧化碳和二氧化硅的物理性質(zhì)相似 C.二氧化硅既能溶于氫氧化鈉溶液又能溶于氫氟酸,所以二氧化硅是兩性氧化物 D.二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物,但二氧化硅不能和水反應(yīng)生成硅酸,,解析A項的反應(yīng)之所以能夠發(fā)生,是因為有氣體生成,氣體從反應(yīng)體系中逸出,促使反應(yīng)能夠順利進(jìn)行,故不能通過此反應(yīng)判斷H2CO3與H2SiO3的酸性強弱,A錯誤;CO2和SiO2的物理性

10、質(zhì)差異較大,B錯誤;SiO2與氫氟酸的反應(yīng)屬于SiO2的特性,且在此反應(yīng)中SiO2并沒有表現(xiàn)出堿性氧化物的性質(zhì),C錯誤。,1-2科學(xué)家最新研制的利用氯化氫和氫氣生產(chǎn)高純硅的工藝流程如圖所示: 容器中進(jìn)行的反應(yīng)為Si(粗)+3HCl(g) SiHCl3(l)+H2(g);容器中 進(jìn)行的反應(yīng)為SiHCl3+H2 Si(純)+3HCl。下列說法正確的是(A),,A.該工藝流程的優(yōu)點是部分反應(yīng)物可循環(huán)使用 B.最好用分液的方法分離Si和SiHCl3 C.反應(yīng)和中HCl均作氧化劑 D.反應(yīng)和均屬于可逆反應(yīng),解析從反應(yīng)流程容易看出,HCl可循環(huán)使用,A項正確;Si為固體,SiHCl3為液體,用過濾法分離,

11、B項錯誤;反應(yīng)中HCl作氧化劑,反應(yīng)中HCl為氧化產(chǎn)物,C項錯誤;反應(yīng)和都不是可逆反應(yīng),D項錯誤。,突破二硅及其化合物之間的轉(zhuǎn)化,1.硅的還原性比碳強,而碳在高溫下卻能從二氧化硅中還原出硅:SiO2+2C Si+2CO。,2.非金屬單質(zhì)與強堿溶液反應(yīng)一般不生成氫氣,而硅卻不然:Si+2NaOH+H2O Na2SiO3+2H2。,4.較強的酸能把較弱的酸從其鹽溶液中制取出來,這是復(fù)分解反應(yīng)的一般規(guī)律,如Na2SiO3+CO2+H2O Na2CO3+H2SiO3,而反應(yīng)Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2也能進(jìn)行。,3.酸性氧化物一般不與酸反應(yīng)(除氧化還原反應(yīng)外),而二氧化硅卻能與氫氟酸

12、反應(yīng):SiO2+4HF SiF4+2H2O。,5.硅酸鈉的水溶液俗稱水玻璃,但它和玻璃的化學(xué)成分并不相同。,典例2A、B、C、D、E五種物質(zhì)中均含有同一種非金屬元素,它們能發(fā)生如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系,該元素(用R表示)的單質(zhì)能與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)生成鹽(Na2RO3)和氫氣。,請回答下列問題: (1)寫出各物質(zhì)的化學(xué)式:A;B;C;D;E。 (2)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:,該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為。 (3)寫出反應(yīng)的離子方程式:。 (4)寫出反應(yīng)的離子方程式:。 (5)H2CO3的酸性強于E,請用離子方程式予以證明:。,答案(1)SiO2CaSiO3Na2SiO3SiH2SiO3 (

13、2)SiO2+2CSi+2CO12 (3)Si+2OH-+H2O Si+2H2 (4)Si+Ca2+ CaSiO3 (5)Si+CO2+H2O H2SiO3+C,解析本題的“突破口1”是非金屬元素R的單質(zhì)能與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽(Na2RO3)和氫氣,說明是硅及其化合物之間的轉(zhuǎn)化?！巴黄瓶?”是反應(yīng)條件“高溫”,A在高溫條件下,能與焦炭、CaCO3發(fā)生反應(yīng),則A為SiO2,從而推知B為CaSiO3,C為Na2SiO3,D為Si,E為H2SiO3。,誤區(qū)警示 關(guān)于硅酸及硅酸鹽常見的易錯點 1.硅酸鹽大多難溶于水,但硅酸鈉可溶于水,其水溶液俗稱水玻璃。 2.H2CO3的酸性比H2SiO3強,所以

14、有Na2SiO3+CO2+H2O H2SiO3+Na2 CO3,但高溫下Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2也能發(fā)生,原因可以從兩 方面解釋:硅酸鹽比碳酸鹽穩(wěn)定;由高沸點、難揮發(fā)SiO2固體制得低沸點、易揮發(fā)的CO2氣體。,2-1下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的說法正確的是(D) 硅酸鹽Na2Fe2Si3O10用氧化物的形式表示為Na2O2FeO3SiO2 水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽產(chǎn)品 高純度的硅單質(zhì)廣泛用于制作光導(dǎo)纖維 單質(zhì)硅是將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿某Ｓ貌牧?A.B. C. D.,,解析硅酸鹽Na2Fe2Si3O10中Fe的化合價是+3,所以用氧化物的形式表示為Na2OFe2O33S

15、iO2,錯誤;水晶的主要成分是二氧化硅,不屬于硅酸鹽產(chǎn)品,錯誤;用于制作光導(dǎo)纖維的材料是二氧化硅,不是硅單質(zhì),錯誤;單質(zhì)硅是將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿某Ｓ貌牧?正確,故選D。,2-2壽山石主要成分為葉蠟石,葉蠟石組成為Al2O34SiO2H2O。下列觀點不正確的是(C) A.壽山石雕刻作品要避免與酸、堿接觸 B.壽山石顏色豐富多彩是因為含有不同形態(tài)的金屬氧化物 C.潮濕的空氣可能導(dǎo)致壽山石作品表面溶解變質(zhì) D.久置于干燥空氣中可能會導(dǎo)致壽山石作品脫水變質(zhì),,解析根據(jù)壽山石的主要成分,可知其能與酸、堿發(fā)生反應(yīng),A正確;壽山石中含有不同形態(tài)的Al2O3,造成其色彩豐富,B正確;Al2O3和SiO2不溶于水也不和水反應(yīng),在潮濕的空氣中不會溶解變質(zhì),C錯誤;青山石久置于干燥空氣中,會失去其中的結(jié)晶水而變質(zhì),D正確。,