高考化学一轮复习 第一部分 必考部分 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课件 新人教.ppt

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1、走向高考走向高考 化学化学路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮 吾将上下而求索吾将上下而求索人教人教版版 高考总复习高考总复习2021/8/11 星期三1非金属及其化合物非金属及其化合物第四章第四章第一部分必考部分第一部分必考部分2021/8/11 星期三2第一节第一节 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅第四章第四章2021/8/11 星期三3高考风向标高考风向标1高考核心考点高考核心考点2课课 时时 作作 业业32021/8/11 星期三4高考风向标高考风向标2021/8/11 星期三5【考纲要求】【考纲要求】1.了解碳、硅的原子结构、认识硅在自然界的存在形式。了解碳、硅的原子结构、认识硅

2、在自然界的存在形式。2.了解碳、硅及其重要化合物的主要性质。了解碳、硅及其重要化合物的主要性质。3.了解硅酸盐产品及其在生产生活中的用途。了解硅酸盐产品及其在生产生活中的用途。2021/8/11 星期三6【命题趋势】【命题趋势】高高考考对对本本节节内内容容的的考考查查点点有有三三个个：一一是是以以新新材材料料、新新技技术术为为背背景景考考查查C、Si及及其其重重要要化化合合物物的的性性质质及及应应用用，二二是是以以推推断断题题考考查查C、Si及及其其化化合合物物之之间间的的转转化化关关系系，三三是是以以硅硅、硅硅酸酸的的制制备备为为载载体体，考考查查实实验验探探究究能能力力。特特别别注注意意S

3、i、SiO2在在现现代代科科技中的用途经常以选择题形式出现，已成为高考考查热点。技中的用途经常以选择题形式出现，已成为高考考查热点。2021/8/11 星期三7高考核心考点高考核心考点2021/8/11 星期三81碳单质的存在、性质和用途碳单质的存在、性质和用途碳、硅单质的存在与性质碳、硅单质的存在与性质【知识梳理】【知识梳理】种类种类主要有金刚石、石墨、主要有金刚石、石墨、_等等结构结构金刚石：金刚石：_结构结构石墨：平面正六边形层状结构石墨：平面正六边形层状结构物理物理性质性质金刚石：熔点高，硬度金刚石：熔点高，硬度_，不导电，不导电石墨：熔点更高，质石墨：熔点更高，质_，有滑腻感，有滑腻

4、感，能导电能导电C60或富勒烯或富勒烯 正四面体空间网状正四面体空间网状 大大 软软 2021/8/11 星期三9化化学学性性质质与与O2反应反应O2充足时：充足时：_O2不足时：不足时：_与氧与氧化物化物反应反应CuO：_(冶炼金属冶炼金属)SiO2：_(制取粗硅制取粗硅)H2O：_(制取水煤气制取水煤气)2021/8/11 星期三10化化学学性性质质与强与强氧化氧化性酸性酸反应反应浓浓H2SO4：_ _浓浓HNO3：_ _用途用途金刚石：用作切削刀具、装饰品等；金刚石：用作切削刀具、装饰品等；石墨：作电极、高温润滑剂、铅笔芯等石墨：作电极、高温润滑剂、铅笔芯等2SO22H2O4NO22H2

5、O 2021/8/11 星期三112硅单质的存在、性质和制备硅单质的存在、性质和制备(1)结构及物理性质结构及物理性质 化合化合 正四面体正四面体 原子原子 高高 大大 半导体半导体 2021/8/11 星期三12(2)化学性质化学性质硅硅的的化化学学性性质质不不活活泼泼，常常温温下下不不能能被被浓浓硫硫酸酸、浓浓硝硝酸酸等等强强氧氧化化剂剂氧氧化化，只只能能与与F2、氢氢氟氟酸酸、强强碱碱溶溶液液反反应应；在在加加热热条条件件下，能与下，能与O2、Cl2等少数非金属单质化合。等少数非金属单质化合。写出下列相关反应的化学方程式：写出下列相关反应的化学方程式：Si4HF=SiF42H2 Si2N

6、aOHH2O=Na2SiO32H2 2021/8/11 星期三132021/8/11 星期三14【易错警示】【易错警示】2021/8/11 星期三15答答案案：没没有有，因因为为硅硅有有很很强强的的亲亲氧氧性性，在在地地壳壳形形成成时时硅硅与与氧易结合，因而硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐形式存在。氧易结合，因而硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐形式存在。【互动思考】【互动思考】2021/8/11 星期三16答案：答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2021/8/11 星期三17【典例透析】【典例透析】2021/8/11 星期三18解解析析考考查查硅硅和和二二氧氧化化硅硅的的性性质质与与应

7、应用用。半半导导体体硅硅晶晶体体制制造造计计算算机机芯芯片片，选选项项A正正确确；焦焦炭炭和和二二氧氧化化硅硅在在高高温温下下反反应应制制得得粗粗硅硅，其其中中二二氧氧化化硅硅作作氧氧化化剂剂被被还还原原，选选项项B正正确确；常常温温时时硅硅不不与与水水、氧氧气气及及酸酸反反应应，但但可可与与氢氢氟氟酸酸反反应应，选选项项C正正确确；硅硅元元素素在在自自然然界界的的主主要要以以二二氧氧化化硅硅和和硅硅酸酸盐盐的的形形式式存存在在，选选项项D不正确。不正确。答案答案D2021/8/11 星期三19【跟踪演练】【跟踪演练】2021/8/11 星期三20答案：答案：C2021/8/11 星期三212

8、021/8/11 星期三22请回答：请回答：(1)第第 一一 步步 制制 取取 粗粗 硅硅 的的 化化 学学 方方 程程 式式 为为_。(2)粗粗硅硅与与HCl气气体体反反应应完完全全后后，经经冷冷凝凝得得到到的的SiHCl3(沸沸点点33.0)中中含含有有少少量量SiCl4(沸沸点点57.6)和和HCl(沸沸点点84.7)，提纯，提纯SiHCl3采用的方法为采用的方法为_。2021/8/11 星期三23(3)实实验验室室用用SiHCl3与与过过量量的的H2反反应应制制取取纯纯硅硅装装置置如如图图所所示示(加热和夹持装置略去加热和夹持装置略去)：装装置置B中中的的试试剂剂是是_，装装置置C中中

9、的的烧烧杯杯需需要要加加热热，目的是目的是_。2021/8/11 星期三24反反应应一一段段时时间间后后，装装置置D中中观观察察到到的的现现象象是是_，装装置置D不不能能采采用用普普通通玻玻璃璃管管的的原原因因是是_，装装置置D中中发发生生反反应的化学方程式是应的化学方程式是_。为为保保证证制制备备纯纯硅硅实实验验的的成成功功，操操作作的的关关键键是是检检查查实实验验装装置的气密性，控制好反应温度以及置的气密性，控制好反应温度以及_。解解析析：(3)因因SiHCl3与与水水强强烈烈反反应应，故故A中中产产生生的的H2必必须须干干燥燥，因因此此B中中的的试试剂剂为为浓浓H2SO4，且且C烧烧瓶瓶

10、需需加加热热，其其目目的的是是使使SiHCl3汽汽化化，加加快快其其与与H2的的反反应应速速率率。石石英英管管中中产产生生的的物物质质应应为为硅硅，故故D中中有有固固体体产产生生，由由题题给给信信息息，制制纯纯硅硅的的反反应应条条件件为为11001200，此此温温度度下下普普通通的的玻玻璃璃容容易易软软化化。因因高高温温下下H2与与O2反应容易爆炸，故还应排尽装置中的空气。反应容易爆炸，故还应排尽装置中的空气。2021/8/11 星期三252021/8/11 星期三26【总结提升】【总结提升】2021/8/11 星期三272021/8/11 星期三281一氧化碳一氧化碳CO是是无无色色无无味味

11、的的有有毒毒气气体体，_溶溶于于水水，可可用用作作气气体体燃料和冶金工业的燃料和冶金工业的_。(1)燃烧的化学方程式为：燃烧的化学方程式为：_。(2)还原还原CuO的化学方程式为：的化学方程式为：_。碳和硅的氧化物碳和硅的氧化物【知识梳理】【知识梳理】不不 还原剂还原剂 2021/8/11 星期三292二氧化碳和二氧化硅二氧化碳和二氧化硅二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅类别类别均为均为_氧化物氧化物结构特结构特点点由二氧化碳分子由二氧化碳分子构成，属于分子构成，属于分子晶体晶体由氧原子与硅原子构成由氧原子与硅原子构成_结构，属于结构，属于原子晶体原子晶体主要物主要物理性质理性质熔、沸点低，常熔

12、、沸点低，常温下为气体，微温下为气体，微溶于水溶于水硬度大，熔、沸点硬度大，熔、沸点_，常温下为固体，不溶于，常温下为固体，不溶于水水酸性酸性 立体网状立体网状 高高 2021/8/11 星期三30二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅化化学学性性质质与水与水反应反应CO2H2OH2CO3不反应不反应与酸与酸反应反应不反应不反应只与氢氟酸反应：只与氢氟酸反应：_ _与碱与碱反应反应CO2少量：少量：_ _CO2过量：过量：_ _(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)SiO24HF=SiF42H2 CO22OH=CO2OH=SiO22NaOH=Na2SiO3H2O2021/8/11 星期三3

13、1二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅化化学学性性质质与盐与盐反应反应如与如与Na2SiO3反应：反应：_ _或或Na2SiO32H2O2CO2(足量足量)=H2SiO32NaHCO3如与如与Na2CO3反应：反应：_ _与碱与碱性氧化性氧化物反应物反应如与如与Na2O反应：反应：_ _如与如与CaO反应：反应：_用途用途制饮料、制碳酸盐制饮料、制碳酸盐光导纤维、光学仪器、光导纤维、光学仪器、电子部件电子部件CO2Na2SiO3H2O=H2SiO3Na2CO3 Na2SiO3CO2 CO2Na2O=Na2CO3 CaSiO32021/8/11 星期三32【易错警示】【易错警示】2021/8/11

14、星期三33【互动思考】【互动思考】2021/8/11 星期三34【典例透析】【典例透析】2021/8/11 星期三35解解析析考考查查SiO2的的性性质质。A.SiO2不不溶溶于于水水，不不能能和和水水化化合合生生成成硅硅酸酸，A项项错错误误；B.SiO2可可以以与与氢氢氟氟酸酸反反应应生生成成SiF4无无色色气气体体，B项项错错误误；C.Na2SiO3的的水水溶溶液液叫叫水水玻玻璃璃，不不是是SiO2，C项项错错误误；D.SiO2又又叫叫水水晶晶，能能溶溶于于NaOH溶溶液液中中，D项项正正确确；答案选答案选D。答案答案D2021/8/11 星期三36 方法技巧方法技巧含硅化合物的特殊性含硅

15、化合物的特殊性1SiO2是是H2SiO3的的酸酸酐酐，但但它它不不溶溶于于水水，不不能能直直接接与与水水作用制备作用制备H2SiO3；2酸酸性性氧氧化化物物一一般般不不与与酸酸作作用用，但但SiO2能能跟跟HF作作用用：SiO24HF=SiF42H2O；3不要混淆二氧化硅和硅的用途不要混淆二氧化硅和硅的用途用用于于制制作作光光导导纤纤维维的的是是SiO2，用用于于制制作作半半导导体体材材料料、计计算算机芯片的是晶体硅。机芯片的是晶体硅。4水水晶晶、石石英英、玛玛瑙瑙的的主主要要成成分分是是SiO2；珍珍珠珠的的主主要要成成分分是是CaCO3；钻钻石石是是金金刚刚石石；红红、蓝蓝宝宝石石的的主主

16、要要成成分分是是Al2O3。2021/8/11 星期三372021/8/11 星期三38答案答案B2021/8/11 星期三39方法技巧方法技巧CO2与碱反应产物的定量判断与碱反应产物的定量判断CO2通通入入NaOH、Ca(OH)2等等强强碱碱溶溶液液时时，生生成成物物与与CO2气气体体的的通通入入量量有有关关。当当CO2通通入入少少量量时时，生生成成碳碳酸酸盐盐；当当CO2通通入入过过量量时时，生生成成碳碳酸酸氢氢盐盐；当当CO2的的通通入入量量介介于于两两者者之之间间时时，既既有有正正盐盐又又有有酸酸式式盐盐生生成成。因因此此推推断断时时一一定定要要注注意意CO2与与碱碱之之间量的关系。间

17、量的关系。以以CO2与与NaOH溶液反应为例：溶液反应为例：CO22NaOH=Na2CO3H2OCO2NaOH=NaHCO32021/8/11 星期三40当当n(OH)n(CO2)的值不同时产物如下：的值不同时产物如下：2021/8/11 星期三41【跟踪演练】【跟踪演练】2021/8/11 星期三422021/8/11 星期三43解解析析：本本题题考考查查二二氧氧化化硅硅的的性性质质及及混混合合物物分分离离的的知知识识。A.SiO2为为酸酸性性氧氧化化物物，不不能能与与硫硫酸酸反反应应，碳碳酸酸钙钙与与稀稀硫硫酸酸反反应应生生成成的的硫硫酸酸钙钙是是微微溶溶物物，不不能能过过滤滤分分离离，错

18、错误误；B.用用酒酒精精灯灯加加热热，CaCO3不不能能发发生生分分解解反反应应，错错误误；C.SiO2和和CaCO3都都不不溶溶于于水水，因因此此不不能能用用溶溶解解、过过滤滤法法除除去去，错错误误；D.碳碳酸酸钙钙能能与与盐盐酸酸反反应应生生成成可可溶溶性性氯氯化化钙钙、水水和和CO2，而而SiO2不不能能溶溶解解，可可以以除去杂质，正确。除去杂质，正确。答案：答案：D2021/8/11 星期三44解析：解析：SiO2不溶于水且与水不反应，不溶于水且与水不反应，C项错误。项错误。答案：答案：C2021/8/11 星期三452021/8/11 星期三462021/8/11 星期三47答案：答

19、案：C2021/8/11 星期三48【总结提升】【总结提升】2021/8/11 星期三492021/8/11 星期三502021/8/11 星期三51硅酸、硅酸盐、无机非金属材料硅酸、硅酸盐、无机非金属材料1硅酸硅酸硅硅 酸酸 _溶溶 于于 水水，其其 酸酸 性性 比比 碳碳 酸酸 _，硅硅 酸酸_(填填“能能”或或“不能不能”)使紫色石蕊试液变红色。使紫色石蕊试液变红色。(1)硅硅酸酸不不稳稳定定，受受热热易易分分解解：_。(2)硅硅酸酸能能与与碱碱溶溶液液反反应应，如如与与NaOH溶溶液液反反应应的的化化学学方方程程式为式为_。(3)硅硅酸酸在在水水中中易易聚聚合合形形成成胶胶体体，硅硅胶

20、胶有有很很强强的的吸吸水水能能力力，常用作常用作_。【知识梳理】【知识梳理】难难 弱弱 不能不能 H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O 干燥剂干燥剂 2021/8/11 星期三522硅酸盐硅酸盐(1)概概念念：_的的总总称称，是构成地壳岩石的主要成分。是构成地壳岩石的主要成分。(2)硅酸钠硅酸钠(Na2SiO3)白白 色色、可可 溶溶 于于 水水 的的 粉粉 末末 状状 固固 体体，其其 水水 溶溶 液液 俗俗 称称_，有黏性，水溶液显碱性。，有黏性，水溶液显碱性。它它 能能 与与 较较 强强 的的 酸酸 反反 应应，如如 与与 盐盐 酸酸 反反 应应：_；与与CO2水水溶溶液液反反

21、应：应：_。用途：黏合剂用途：黏合剂(矿物胶矿物胶)，耐火阻燃材料。，耐火阻燃材料。由硅、氧和金属元素组成的化合物由硅、氧和金属元素组成的化合物 水玻璃水玻璃 Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3 Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3 2021/8/11 星期三53(3)硅硅酸酸盐盐组组成成的的表表示示：通通常常用用二二氧氧化化硅硅和和金金属属氧氧化化物物的的组组合合形形式式表表示示硅硅酸酸盐盐的的组组成成，如如硅硅酸酸钠钠(Na2SiO3)可可表表示示为为Na2OSiO2，长长石石(KAlSi3O8)可可表表示示为为_。K2OAl2O36SiO2 2021/8/11

22、 星期三543无机非金属材料无机非金属材料(1)传统无机非金属材料传统无机非金属材料三种硅酸盐工业生产的比较：三种硅酸盐工业生产的比较：主主要要用用途途：陶陶瓷瓷、玻玻璃璃、水水泥泥是是主主要要建建材材，也也广广泛泛应应用用于生活中。于生活中。水泥水泥玻璃玻璃陶瓷陶瓷生产原料生产原料_ _主要设备主要设备_陶瓷窑陶瓷窑主要成分主要成分3CaOSiO22CaOSiO23CaOAl2O3Na2SiO3CaSiO3SiO2硅酸盐硅酸盐生产条件生产条件高温高温石灰石、黏土石灰石、黏土 纯碱、石灰纯碱、石灰石和石英石和石英 黏土黏土 水泥回转窑水泥回转窑 玻璃窑玻璃窑 2021/8/11 星期三55(2

23、)新型无机非金属材料新型无机非金属材料高高温温结结构构陶陶瓷瓷：如如氮氮化化硅硅陶陶瓷瓷具具有有较较高高的的硬硬度度和和耐耐磨磨性性、较强的抗化学侵蚀性和电绝缘性等。较强的抗化学侵蚀性和电绝缘性等。生物陶瓷：对机体无排异反应，不会引起代谢作用异常。生物陶瓷：对机体无排异反应，不会引起代谢作用异常。压电陶瓷：具有压电效应。压电陶瓷：具有压电效应。(3)特殊功能的含硅物质特殊功能的含硅物质碳化硅具有金刚石结构，可用作磨料。碳化硅具有金刚石结构，可用作磨料。含硅元素含硅元素4%的硅钢具有导磁性。的硅钢具有导磁性。硅橡胶具有既耐高温又耐低温的性质。硅橡胶具有既耐高温又耐低温的性质。2021/8/11

24、星期三56【易错警示】【易错警示】2021/8/11 星期三57【互动思考】【互动思考】2021/8/11 星期三58(4)玻璃是一种晶体，有较高的熔点。玻璃是一种晶体，有较高的熔点。()(5)生产水泥和玻璃的共同原料是石英。生产水泥和玻璃的共同原料是石英。()(6)新新型型无无机机非非金金属属材材料料具具有有光光学学特特性性、生生物物功功能能、电电学学特性、耐高温、强度高。特性、耐高温、强度高。()(7)玛玛瑙瑙手手镯镯、水水晶晶镜镜片片、玻玻璃璃所所用用材材料料均均为为硅硅酸酸盐盐。()(8)传传统统无无机机非非金金属属材材料料和和新新型型无无机机非非金金属属材材料料的的主主要要成成分都是

25、硅酸盐。分都是硅酸盐。()答答案案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2021/8/11 星期三59【典例透析】【典例透析】2021/8/11 星期三60解解析析考考查查硅硅及及其其化化合合物物的的性性质质，硅硅酸酸盐盐等等知知识识。A.根根据据 辉辉 石石 CaMgSi2O6、斜斜 长长 石石 KAlSi3O8和和 橄橄 榄榄 石石(Mg或或Fe)2SiO4的的元元素素组组成成，可可知知它它们们均均属属于于硅硅酸酸盐盐矿矿，A项项正正确确；B.橄橄榄榄石石(Mg或或Fe)2SiO4中中根根据据化化合合价价的的代代数数和和等等于于0可可得得42x8，解解得得x2，B项项正正确确；

26、C.铁铁属属于于活活泼泼金金属属，由由于于月月球球表表面面没没有有氧氧气气，所所以以月月球球上上有有游游离离态态的的铁铁，C项项正正确确；D.斜斜长长石石的的氧氧化化物物形形式式可可表表示示为为：K2OAl2O36SiO2，D项项错错误误，答答案选案选D。答案答案D2021/8/11 星期三612021/8/11 星期三62【跟踪演练】【跟踪演练】2021/8/11 星期三63解解析析：考考查查汉汉代代器器物物上上的的颜颜料料“汉汉紫紫”的的组组成成、表表示示、性性质质的的知知识识。硅硅酸酸铜铜钡钡的的化化学学式式是是BaCuSi2Ox，Cu为为2价价，根根据据化化合合物物中中正正负负化化合合

27、价价的的代代数数和和为为0，可可确确定定x6。A项项，用用盐盐的的形形式式表表示示硅硅酸酸铜铜钡钡BaCuSi2O6为为BaSiO3CuSiO3，正正确确；B项项，若若用用氧氧化化物物形形式式表表示示则则为为：BaOCuO2SiO2，正正确确；C项项，该该物物质质属属于于硅硅酸酸盐盐，难难溶溶于于强强酸酸、强强碱碱，错错误误；D.硅硅酸酸盐盐性性质质稳稳定，因此其颜色不易褪去，正确。定，因此其颜色不易褪去，正确。答案：答案：C2021/8/11 星期三642021/8/11 星期三65解解析析：本本题题主主要要考考查查新新型型无无机机非非金金属属材材料料的的性性质质。难难度度较较小小。高高温温

28、结结构构陶陶瓷瓷的的硬硬度度很很大大，硬硬度度比比金金属属材材料料要要大大，A项项错错误误；氮氮化化硅硅能能与与氢氢氟氟酸酸反反应应，B项项错错误误；光光导导纤纤维维的的成成分分是是SiO2，可与，可与HF、NaOH溶液反应，溶液反应，C项错误。项错误。答案：答案：D2021/8/11 星期三662021/8/11 星期三67请回答下列问题：请回答下列问题：(1)写写 出出 各各 物物 质质 的的 化化 学学 式式：A_；B_；C_；D_；E_。(2)写出反应写出反应的化学方程式的化学方程式_，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。(3)写出反应写出反

29、应的离子方程式的离子方程式_。(4)写出反应写出反应的离子方程式的离子方程式_。(5)H2CO3的酸性强于的酸性强于E的，请用离子方程式予以证明的，请用离子方程式予以证明_。2021/8/11 星期三68解解析析：解解答答本本题题的的“突突破破口口(1)”是是非非金金属属元元素素R的的单单质质能能与与NaOH溶溶液液反反应应生生成成盐盐(Na2RO3)和和氢氢气气，说说明明是是硅硅及及其其化化合合物物之之间间的的转转化化。“突突破破口口(2)”是是反反应应条条件件“高高温温”，A在在高高温温条条件件下下，能能与与焦焦炭炭、CaCO3发发生生反反应应，则则A为为SiO2。从从而而顺顺藤藤摸瓜推知摸瓜推知B为为CaSiO3，D为为Si，E为为H2SiO3。2021/8/11 星期三691解答无机推断题的思维模型解答无机推断题的思维模型2解解答答硅硅及及其其化化合合物物的的推推断断题题，高高温温反反应应条条件件、特特征征反反应应、单单质质与与碱碱反反应应、盐盐溶溶液液与与过过量量盐盐酸酸反反应应产产生生白白色色沉沉淀淀等等往往往是推断题的往是推断题的“突破口突破口”。【总结提升】【总结提升】2021/8/11 星期三70课课 时时 作作 业业2021/8/11 星期三71