1、第四章 非金属及其化合物,第一节 无机非金属材料的主角-硅,考纲点击： 1、了解碳、硅单质及其重要化合物的主要性质与应用 2、了解碳、硅单质及其重要化合物对环境质量的影响 3、了解常见无机非金属材料的性质与用途,+14,+6,碳原子和硅原子既不易失去又不易得到电子，主要形成四价的化合物。,知识梳理题型构建,一、碳、硅单质的存在与性质,1、C、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,无定形硅,空间网
2、状,软,高,石墨,半导体,知识梳理题型构建,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。,知识梳理题型构建,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。,知识梳理题型构建,二、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,硅原子,二氧化硅中没有单个分子，用SiO2来表示二氧化硅的组成, 表示Si与O的原子个数比为1:2,所以不是分子式而是化学式。,SiO4四面体结构,立体网状结构决定了SiO2具有优良的物理和化学性质,结构,知
3、识梳理题型构建,二、碳、硅的氧化物,不反应,CO2H2O H2CO3,只与氢氟酸反应： SiO24HF=SiF42H2O,不反应,SiO22NaOH=Na2SiO3H2O,(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞),CO2少量：,CO2过量：,CO22NaOH=Na2CO3H2O,CO2NaOH=NaHCO3,如与Na2CO3反应：,SiO2Na2CO3 Na2SiO3 CO2,如与Na2SiO3反应：,Na2SiO3H2OCO2(不足)= H2SiO3Na2CO3 或Na2SiO32H2O2CO2(足量)= H2SiO32NaHCO3,如与CaO反应： SiO2CaO CaSiO3,如与Na2O反应： Na
4、2O CO2=Na2CO3,光导纤维、光学仪器、电子部件,制饮料、制碳酸盐,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,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
5、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,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 ( ),B,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,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,三、硅酸及硅酸
6、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 。,(4)硅酸在水中易聚合形成胶体，硅酸浓度较大时形成硅酸凝胶。硅酸凝胶经 干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，称为硅胶。硅胶吸附水分能力强，常用作 （变色硅胶,是将硅酸凝胶用CoCl2溶液浸泡，然后经干燥活化后制得的。吸水前为淡蓝色,吸水后为粉红色),不能,不,弱,H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O,干燥剂,（3）硅酸的制备,用可溶性的硅酸盐与酸性比硅酸强的酸反应制硅酸,Na2SiO32HC
7、l=2NaClH2SiO3（胶体）,Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3（胶体）Na2CO3,知识梳理题型构建,(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：肥皂填料、黏合剂(矿物胶)、耐火阻燃材料。,水玻璃,Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3,Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3,2、硅酸盐,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(Na2
8、SiO3)写成 ，钾云母(KH2Al3Si3O12)写成。,由硅、氧和金属组成的化合物,Na2OSiO2,K2O3Al2O36SiO22H2O,(1)概念：,知识梳理题型构建,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。,高温结构陶瓷,光导纤维,生物陶瓷,压电陶瓷,新型无机非金属材料的优点：,1、能承受高温，强度高,2、具有电学特性,3、具有光学特性,4、具有生物功能,玻璃刀,玻璃刀轮片,红宝石为轴的雷达表,人造金刚石锯片,新型无机非金属材料之一：,高温结构陶瓷、压电陶瓷,知识梳理题型构建,(1)不
9、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。,(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
10、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
11、生产黏合剂和防火剂 ( ) (2010江苏，4B),解析 SiO2与氢氟酸、NaOH均反应。,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
12、自然界中不存在单质硅。,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,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,
13、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,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,
14、9,10,11,12,13,14,15,练出高分,不是,SiO2,塑料,CaCO3,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,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
15、,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,【递进题组】,题组一,题组二,知识梳理题型构建,1,2,3,知
16、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
17、瓶中的SiHCl3气化,在反应温度下，普通玻璃会软化,有固体物质生成,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
18、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,1反应顺序的判断,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,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,
