备考高考化学第一轮复习第4章非金属及其化合物第1节无机非金属材料的主角硅学案必修1.pdf

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1、1 第一节无机非金属材料的主角硅一、C、Si 单质性质及其用途的比较。1.物理性质：元素名称碳硅自然界存在形态有态；主要单质有：、等同素异形体。在地壳中的含量仅次于，全部以态存在；主要单质有：晶体硅和无定形硅两大类。单质物理性质金刚石熔点很，硬度很；石墨熔点很（比金刚石）硬度较，能导电。晶体硅色，有金属光泽；与金刚石相似，熔点很，硬度很；是良好的材料。用途金刚石用作切割工具；石墨用作电极、铅笔芯。含硅 4的硅钢，主要用作变压器铁芯；含硅 15 的硅钢，作为耐酸材料；制光电池等2.化学性质：(1)碳单质的化学性质还原性与 O2反应：O2不足：；O2充足：。与其他物质反应：a.与 CuO 反应：；

2、可用于某些金属的冶炼。b.与 CO2反应：。c.与水蒸气反应：；用于生产水煤气。d.与浓硫酸反应：。(2)硅的化学性质还原性与 NaOH溶液反应：；与铝和NaOH溶液反应相似。与氢氟酸反应：；这是 Si 的特性，其它非金属大多不能与HF反应。与 O2、Cl2反应：；。二、CO2和 SiO2的比较1物理性质：差别很大原因是晶体类型不同。CO2是分子晶体，SiO2是原子晶体。CO2熔沸点，常温下为体，微溶于水。SiO2熔沸点、硬度、常温下为态、溶于水。2化学性质：两者都是酸性氧化物，有大部分相同也有部分差别。与水反应：CO2；SiO2。与酸反应：CO2；SiO2。这是SiO2特性，仅与HF反应，与

3、其它酸不反应，另外反应产物也不是盐和水，因此。与碱反应：CO2；SiO2。由于玻璃中含有 SiO2，盛碱液的试剂瓶用。与盐反应：CO2常温复分解反应：CO2+Ca(ClO)2；CO2+Na2CO3。2 SiO2在高温才能反应如工业生产玻璃：；。与碱性氧化物如CaO 反应：CO2；SiO2。与碳反应：CO2；SiO2；工业用于。3主要用途：二氧化碳：化工原料、灭火剂。干冰用作制冷剂，人工降雨。二氧化硅：制光学仪器、石英玻璃。水晶可制作饰品，常用来制造通讯材料。三、硅酸及硅酸盐1硅酸物理性质：色胶状固体，溶于水，而一般的无机含氧酸都溶于水。化学性质：弱酸性：是二元弱酸，酸性比碳酸，可与 NaOH反

4、应：。不稳定性：受热易分解：。制备：通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得，如向Na2SiO3溶液中加入盐酸或通入CO2：；。用途：硅胶可用作、催化剂的载体等。2硅酸盐硅酸盐：硅酸盐是的总称。是构成的主要成分。硅酸钠：硅酸钠溶液俗称，是色黏稠液体，常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。硅酸盐组成的表示：通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成：如硅酸钠（Na2SiO3）可表示为。长石（KAlSi3O8）可表示为。注意：硅酸盐写法与氧化物写法中各元素的化合价保持不变，原子个数比相等；表示顺序一般为：的氧化物的氧化物。四、常见无极非金属材料及其主要用途1.传统的无极非金属材料：主要成分是：包括

5、砖、瓦、陶瓷、水泥，玻璃等。它们都是以黏土、石英和长石等为原料生产的硅酸盐制品。比较如下：硅酸盐产品水泥玻璃陶瓷原料黏土反应原理发生复杂的物理化学变化（不要求）不要求主要设备水泥回转窑玻璃窑陶瓷窑主要成分3CaOSiO2、2CaOSiO2、3CaOAl2O3硅酸盐反应条件高温高温高温主要用途主要建材主要建材、生活生活2.特殊功能的含硅物质：(1)碳化硅具有金刚石结构，俗名金刚砂，可用作磨料。(2)含硅元素4%的硅钢具有导磁性。(3)硅橡胶具有既耐高温又耐低温的性质。石墨熔晶体硅色有金属光泽与金刚石相似熔物理性质点很比金刚石硬度较能导电点很硬度很是良好的材料用途金刚石水蒸反应与浓硫酸反应硅的化学

6、性质还原性与溶液反应与氢氟酸反应与反应二和的比较含硅的硅钢主要用作变压器铁其它非金属大多不能与反应物理性质差别很大原因是晶体类型不同是分子晶体是原子晶体熔沸点常温下为体微溶于水3 3.新型陶瓷：如高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、超导陶瓷等，主要成分不再是硅酸盐，属于新型无机非金属材料。1.硅及其化合物的特殊性质(1)硅的非金属性弱于碳，但碳在自然界中既有游离态又有化合态，而硅态。(2)硅的还原性强于碳，但碳能还原SiO2：。(3)非金属单质跟碱溶液反应一般是自身氧化还原反应，但Si 。(4)非金属单质一般不跟非氧化性酸反应，但硅反应。(5)非金属单质一般（石墨除外）为非导体，但硅。(6)非金

7、属氧化物的熔沸点一般较低，但SiO2。(7)酸性氧化物一般不跟酸反应，但SiO2 。(8)无机酸一般易溶于水，但H2SiO3。(9)H2CO3的酸性强于H2SiO3，所以有Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3，因为强酸制弱酸。但在高温下：Na2CO3+SiO2高温Na2SiO3+CO2 能发生是因为。2CO2与碱的反应及CO2 3、HCO3的检验(1)反应原理：NaOH 少量 CO2Na2CO3 过量 CO2NaHCO3。(2)反应后溶质成分的判断方法：X111X2溶质的成分3CO2与常见溶液反应的现象及原理Ca(OH)2或 Ba(OH)2溶液：CO2不足时现象，；CO2

8、过量时现象，。Na2SiO3溶液：CO2不足时反应方程式：；现象，。CO2过量时反应方程式：；现象，。饱和 Na2CO3溶液：；现象。4CO23、HCO3的检验CO23的检验：向待检验溶液中滴加，有现象，再加入适量，有现象，则待检溶液中有CO23。HCO3的检验：向待检验溶液中滴加，现象，再向溶液中加入。若溶液中有现象，则待检溶液中有HCO3。规 律 总 结石墨熔晶体硅色有金属光泽与金刚石相似熔物理性质点很比金刚石硬度较能导电点很硬度很是良好的材料用途金刚石水蒸反应与浓硫酸反应硅的化学性质还原性与溶液反应与氢氟酸反应与反应二和的比较含硅的硅钢主要用作变压器铁其它非金属大多不能与反应物理性质差别

9、很大原因是晶体类型不同是分子晶体是原子晶体熔沸点常温下为体微溶于水4 1某氧化物不溶于水，溶于熔化的NaOH 中，生成易溶于水的化合物，向稀盐酸中滴加所生成化合物的水溶液，立即有白色沉淀产生，则原氧化物是()AAl2O3BMgO CSiO2DFe2O32下列说法正确的是()A将 CO2通入 CaCl2溶液或饱和Na2CO3溶液均有白色沉淀生成B某溶液中加入Ba(OH)2溶液中有白色沉淀，说明可能有CO23不可能含有HCO3C在标准状况下将2.24 L CO2通入 100 mL 1.0 mol/L的 NaOH溶液中充分反应，其反应的离子方程式为：CO2 2OH=CO23 H2O DNaHCO3溶

10、液和 Na2CO3溶液可以用CaCl2溶液鉴别第一节无机非金属材料的主角硅参考答案：【基础落实】一、C、Si 单质性质及其用途的比较。1.游离态，又有化合金刚石石墨 C60氧化合高大高高小灰黑高大半导体2.(1)2C+O2点燃2CO C+O2点燃 CO22CuO+C 2Cu+CO2 CO2+C高温2CO C+H2O(g)高温 CO+H2 C+2H2SO4(浓)CO2+2SO2+2H2O(2)Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 Si+4HF=SiF4+2H2Si+O2点燃SiO2 Si 2Cl2SiCl4二、CO2和 SiO2的比较1.低气高大固不2.CO2+H2O H2CO3不能

11、反应不反应 SiO2+4HF=SiF4+2H2O 不能由此证明SiO2是两性氧化物CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O或 CO2+NaOH=NaHCO3 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 橡皮塞+H2O=CaCO3+2HclO +H2O=2NaHCO3SiO2+Na2CO3 高温Na2SiO3+CO2 SiO2+CaCO3 高温 CaSiO3+CO2CO2+CaO CaCO3；SiO2+CaO高温 CaSiO3。CO2+C高温 2CO ；SiO2+2C高温Si+2CO制粗硅3光导纤维三、硅酸及硅酸盐1白难弱 H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O H2SiO3 H2

12、O+SiO2Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3干燥剂2由硅、氧和金属元素组成的化合物地壳岩石水玻璃无Na2OSiO2 K2OAl2O36SiO2最活泼金属较活泼金属二氧化硅水四、常见无极非金属材料及其主要用途1.硅酸盐石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英 SiO2+Na2CO3 高温Na2SiO3+CO2SiO2+CaCO3 高温 CaSiO3+CO2 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2【规律总结】石墨熔晶体硅色有金属光泽与金刚石相似熔物理性质点很比金刚石硬度较能导电点很硬度很是良好的材料用途金刚石水蒸反应与浓硫酸反应硅

13、的化学性质还原性与溶液反应与氢氟酸反应与反应二和的比较含硅的硅钢主要用作变压器铁其它非金属大多不能与反应物理性质差别很大原因是晶体类型不同是分子晶体是原子晶体熔沸点常温下为体微溶于水5 1.只有化合 SiO2+2C 2CO+Si能跟碱溶液作用放出H2能跟氢氟酸为半导体熔点很高能跟氢氟酸反应难溶于水生成的 CO2容易挥发2.NaHCO3 Na2CO3、NaHCO3 Na2CO3 NaOH、Na2CO33.生成白色沉淀生成的白色沉淀消失，溶液变澄清Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3白色胶状沉淀Na2SiO3+2H2O+2CO2=2NaHCO3+H2SiO3白色胶状沉淀Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3有白色固体析出4Ca2或 Ba2的可溶性盐溶液白色沉淀盐酸白色沉淀溶解，且生成无色无味的气体，Ca2或 Ba2 的可溶性盐溶液无明显足量的盐酸无色、无味的气体生成【对点训练】1C 2.D 石墨熔晶体硅色有金属光泽与金刚石相似熔物理性质点很比金刚石硬度较能导电点很硬度很是良好的材料用途金刚石水蒸反应与浓硫酸反应硅的化学性质还原性与溶液反应与氢氟酸反应与反应二和的比较含硅的硅钢主要用作变压器铁其它非金属大多不能与反应物理性质差别很大原因是晶体类型不同是分子晶体是原子晶体熔沸点常温下为体微溶于水