碳、硅及無(wú)機(jī)非金屬材料（課堂PPT）

1、.1 碳、硅碳、硅及無(wú)機(jī)非金屬材料及無(wú)機(jī)非金屬材料絢麗光纖絢麗光纖.2地球與地圖地球與地圖欄目索引欄目索引請(qǐng)請(qǐng)點(diǎn)點(diǎn)擊擊相相關(guān)關(guān)欄欄目目考點(diǎn)一考點(diǎn)一 應(yīng)用廣泛的應(yīng)用廣泛的 非金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì)碳、硅碳、硅 考點(diǎn)二考點(diǎn)二 碳、硅的氧化物碳、硅的氧化物 考點(diǎn)三考點(diǎn)三 硅酸、硅酸鹽硅酸、硅酸鹽 及無(wú)機(jī)非金屬材料及無(wú)機(jī)非金屬材料 課堂小結(jié)課堂小結(jié) 真題巧妙發(fā)掘真題巧妙發(fā)掘考點(diǎn)一應(yīng)用廣泛的非金屬單質(zhì)考點(diǎn)一應(yīng)用廣泛的非金屬單質(zhì)碳、硅碳、硅 2 2碳、硅單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途碳、硅單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途( (用短線(xiàn)連接用短線(xiàn)連接) )【知識(shí)梳理知識(shí)梳理】1 1碳、硅元素在自然界中的存在形態(tài)碳、硅元素在自然界中的存

2、在形態(tài)(1)(1)碳：碳：既有游離態(tài)又有化合態(tài)既有游離態(tài)又有化合態(tài)。(2)(2)硅：只有硅：只有化合態(tài)化合態(tài)。硅在地殼中的含量占第。硅在地殼中的含量占第二二位。位。 【問(wèn)題探究問(wèn)題探究】2.2.硅可用作半導(dǎo)體材料，是否可用于解釋元素周期性變化硅可用作半導(dǎo)體材料，是否可用于解釋元素周期性變化的規(guī)律？的規(guī)律？3.3.用化學(xué)方程式表示工業(yè)上獲取純硅的過(guò)程。用化學(xué)方程式表示工業(yè)上獲取純硅的過(guò)程。 可以，硅位于金屬和非金屬的分界線(xiàn)附近，性質(zhì)上由金屬可以，硅位于金屬和非金屬的分界線(xiàn)附近，性質(zhì)上由金屬性逐漸過(guò)渡到非金屬性，即有金屬的性質(zhì)又有非金屬的性質(zhì)。性逐漸過(guò)渡到非金屬性，即有金屬的性質(zhì)又有非金屬的性質(zhì)。

3、題組一硅單質(zhì)的性質(zhì)及應(yīng)用題組一硅單質(zhì)的性質(zhì)及應(yīng)用1 1在濃硝酸在濃硝酸 水水 濃硫酸濃硫酸 氫氟酸氫氟酸氫氧化鈉溶液中，能與單質(zhì)硅起化學(xué)反應(yīng)的是氫氧化鈉溶液中，能與單質(zhì)硅起化學(xué)反應(yīng)的是 ( () )A A B B C C D D解析：解析：SiSi與水、濃與水、濃H H2 2SOSO4 4、濃、濃HNOHNO3 3均不發(fā)生反應(yīng)，均不發(fā)生反應(yīng)，但但SiSi能與氫氟酸、能與氫氟酸、NaOHNaOH溶液反應(yīng)放出溶液反應(yīng)放出H H2 2。C C 2 2硅被譽(yù)為無(wú)機(jī)非金屬材料的主角。有科學(xué)家提硅被譽(yù)為無(wú)機(jī)非金屬材料的主角。有科學(xué)家提出硅是出硅是“2121世紀(jì)的能源世紀(jì)的能源”、“未來(lái)的石油未來(lái)的石油”。

4、下列。下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是有關(guān)說(shuō)法中正確的是( () )A A硅的含量居第二位，在地球上有豐富的單質(zhì)硅硅的含量居第二位，在地球上有豐富的單質(zhì)硅資源，如石英、水晶、瑪瑙的主要成分都是單質(zhì)硅資源，如石英、水晶、瑪瑙的主要成分都是單質(zhì)硅B B硅相對(duì)于氫氣便于運(yùn)輸、貯存，從安全角度考硅相對(duì)于氫氣便于運(yùn)輸、貯存，從安全角度考慮，硅是有開(kāi)發(fā)價(jià)值的燃料慮，硅是有開(kāi)發(fā)價(jià)值的燃料C C存放存放NaOHNaOH溶液的試劑瓶應(yīng)用細(xì)口玻璃瓶并配磨溶液的試劑瓶應(yīng)用細(xì)口玻璃瓶并配磨口玻璃塞口玻璃塞D D硅是一種良好的半導(dǎo)體材料，所以是制造光導(dǎo)硅是一種良好的半導(dǎo)體材料，所以是制造光導(dǎo)纖維的基本原料纖維的基本原料解析：解析

5、： 硅在自然界中全部以化合物的形式存在，石英、水硅在自然界中全部以化合物的形式存在，石英、水晶、瑪瑙的主要成分都是二氧化硅，晶、瑪瑙的主要成分都是二氧化硅，A A不正確；不正確；C C不正確，應(yīng)不正確，應(yīng)該用橡皮塞；該用橡皮塞；D D不正確，制造光導(dǎo)纖維的是二氧化硅。不正確，制造光導(dǎo)纖維的是二氧化硅。B B題組二硅的工業(yè)制法題組二硅的工業(yè)制法B B (1)(1)寫(xiě)出由純寫(xiě)出由純SiHClSiHCl3 3制備高純硅的化學(xué)方程式為制備高純硅的化學(xué)方程式為 _。(2)(2)整個(gè)制備過(guò)程必須嚴(yán)格控制無(wú)水無(wú)氧。整個(gè)制備過(guò)程必須嚴(yán)格控制無(wú)水無(wú)氧。SiHClSiHCl3 3遇水劇烈反應(yīng)生成遇水劇烈反應(yīng)生成H

6、 H2 2SiOSiO3 3、HClHCl和另一種物質(zhì)，寫(xiě)出和另一種物質(zhì)，寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式反應(yīng)的化學(xué)方程式_；H H2 2還原還原SiHClSiHCl3 3過(guò)程中若混入過(guò)程中若混入O O2 2，可能引起的后果是，可能引起的后果是_。SiHClSiHCl3 3H H2 2 SiSi3HCl 3HCl 高溫高溫SiHClSiHCl3 33H3H2 2O=HO=H2 2SiOSiO3 33HCl3HClH H2 2 氧氣與氫氣混合，可能引起爆炸；氧氣可能會(huì)氧化氧氣與氫氣混合，可能引起爆炸；氧氣可能會(huì)氧化SiHClSiHCl3 3 考點(diǎn)二考點(diǎn)二 碳、硅的氧化物碳、硅的氧化物【知識(shí)梳理知識(shí)梳理】(3

7、)(3)主要用途主要用途COCO2 2：化工原料、滅火劑。干冰用作制冷劑，人工降雨。：化工原料、滅火劑。干冰用作制冷劑，人工降雨。SiOSiO2 2：制光學(xué)儀器、石英玻璃。水晶可制作飾品，常用來(lái)制：制光學(xué)儀器、石英玻璃。水晶可制作飾品，常用來(lái)制造通訊材料造通訊材料光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維 B BD DC CE EA A3 3有人認(rèn)為有人認(rèn)為SiOSiO2 2既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)，所以既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)，所以認(rèn)為它是一種兩性氧化物，你同意這種看法嗎？認(rèn)為它是一種兩性氧化物，你同意這種看法嗎？ 【提示提示】 該看法是錯(cuò)誤的。該看法是錯(cuò)誤的。SiOSiO2 2和堿溶液反應(yīng)體和堿溶液反應(yīng)體現(xiàn)了現(xiàn)了S

8、iOSiO2 2為酸性氧化物的性質(zhì)，但為酸性氧化物的性質(zhì)，但SiOSiO2 2與氫氟酸反應(yīng)與氫氟酸反應(yīng)時(shí)并沒(méi)有生成鹽，另外其他酸難與時(shí)并沒(méi)有生成鹽，另外其他酸難與SiOSiO2 2反應(yīng)，故反應(yīng)，故SiOSiO2 2不具備兩性氧化物的性質(zhì)，不屬于兩性氧化物。不具備兩性氧化物的性質(zhì)，不屬于兩性氧化物。題組一對(duì)比掌握題組一對(duì)比掌握COCO2 2、SiOSiO2 2的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途1 1下列關(guān)于下列關(guān)于SiOSiO2 2和和COCO2 2的敘述中不正確的是的敘述中不正確的是( () )A A都是共價(jià)化合物都是共價(jià)化合物B BSiOSiO2 2可用于制光導(dǎo)纖維，干冰可用于人工降雨可用

9、于制光導(dǎo)纖維，干冰可用于人工降雨C C都能溶于水且與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸都能溶于水且與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸D D都是酸性氧化物，都能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)都是酸性氧化物，都能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)解析：解析：SiOSiO2 2不溶于水且與水不反應(yīng)，不溶于水且與水不反應(yīng)，C C項(xiàng)錯(cuò)誤。項(xiàng)錯(cuò)誤。C C解析：選項(xiàng)解析：選項(xiàng)A A、D D的反應(yīng)在高溫下均生成了氣體，的反應(yīng)在高溫下均生成了氣體，使平衡正移，致使反應(yīng)能順利進(jìn)行，但不能說(shuō)明使平衡正移，致使反應(yīng)能順利進(jìn)行，但不能說(shuō)明C C、SiSi的還原性強(qiáng)弱，也不能說(shuō)明的還原性強(qiáng)弱，也不能說(shuō)明H H2 2SiOSiO3 3與與H H2 2COCO3 3酸性的酸性的強(qiáng)弱，故錯(cuò)誤

10、；強(qiáng)弱，故錯(cuò)誤； 【解析解析】NaOHNaOH能與玻璃成分中的能與玻璃成分中的SiOSiO2 2反應(yīng)生成反應(yīng)生成NaNa2 2SiOSiO3 3而使瓶塞粘在一起。而使瓶塞粘在一起。 由由SiOSiO2 2制取制取H H2 2SiOSiO3 3的過(guò)程為：的過(guò)程為： C C C CD DB BE EA A題組二題組二COCO2 2與鹽或堿溶液反應(yīng)的規(guī)律與鹽或堿溶液反應(yīng)的規(guī)律4 4用四種溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下表中用四種溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下表中“操作及現(xiàn)象操作及現(xiàn)象”與與“溶液溶液”對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是( () )操作及現(xiàn)象操作及現(xiàn)象溶液溶液A A通入通入COCO2 2，溶液變渾濁，溶液變渾濁飽和飽

11、和NaNa2 2COCO3 3溶液溶液B B通入通入COCO2 2，溶液變渾濁，繼續(xù)，溶液變渾濁，繼續(xù)通通COCO2 2至過(guò)量，渾濁消失至過(guò)量，渾濁消失NaNa2 2SiOSiO3 3溶液溶液C C通入通入COCO2 2，溶液變渾濁，再加，溶液變渾濁，再加入品紅溶液，紅色褪去入品紅溶液，紅色褪去Ca(ClO)Ca(ClO)2 2溶液溶液D D通入通入COCO2 2，溶液變渾濁，繼續(xù)，溶液變渾濁，繼續(xù)通通COCO2 2至過(guò)量，渾濁消失，再至過(guò)量，渾濁消失，再加入足量加入足量NaOHNaOH溶液，又變渾濁溶液，又變渾濁澄清石灰水澄清石灰水B B A A1111 B B12 C12 C21 D21

12、D1313B B考點(diǎn)三硅酸、硅酸鹽及無(wú)機(jī)非金屬材料考點(diǎn)三硅酸、硅酸鹽及無(wú)機(jī)非金屬材料【知識(shí)梳理知識(shí)梳理】2 2硅酸鹽硅酸鹽(1)(1)由由硅、氧和金屬元素硅、氧和金屬元素組成化合物的總稱(chēng)，是構(gòu)組成化合物的總稱(chēng)，是構(gòu)成地殼巖石的主要成分。成地殼巖石的主要成分。(2)(2)硅酸鈉硅酸鈉NaNa2 2SiOSiO3 3COCO2 2H H2 2O=O=NaNa2 2COCO3 3H H2 2SiOSiO3 3硅酸鈉水溶液俗稱(chēng)硅酸鈉水溶液俗稱(chēng)水玻璃水玻璃，是無(wú)色黏稠液體，常，是無(wú)色黏稠液體，常用于制備用于制備黏合劑黏合劑、防腐劑、耐火材料。、防腐劑、耐火材料。(3)(3)硅酸鹽組成的表示硅酸鹽組成的表

13、示通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示硅通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示硅酸鹽的組成：如硅酸鈉酸鹽的組成：如硅酸鈉(Na(Na2 2SiOSiO3 3) )可表示為可表示為NaNa2 2OSiOOSiO2 2鉀長(zhǎng)石鉀長(zhǎng)石(KAlSi(KAlSi3 3O O8 8) )可表示為可表示為K K2 2OAlOAl2 2O O3 36SiO6SiO2 2。3 3無(wú)機(jī)非金屬材料無(wú)機(jī)非金屬材料(1)(1)傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料(2)(2)新型無(wú)機(jī)非金屬材料新型無(wú)機(jī)非金屬材料如高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、如高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、生物陶瓷生物陶瓷、壓電陶瓷壓電陶瓷、光導(dǎo)纖維、光導(dǎo)纖維等。等。2.(1)2.

14、(1)探究由探究由SiOSiO2 2制取制取H H2 2SiOSiO3 3的最佳方案的最佳方案( (用流程圖用流程圖表示表示) )。(2)(2)實(shí)驗(yàn)室里熔融實(shí)驗(yàn)室里熔融NaOHNaOH固體時(shí)，能否選用瓷坩堝？固體時(shí)，能否選用瓷坩堝？為什么？為什么？(3)(3)想一下為什么可將陶瓷、玻璃、水泥歸納在一想一下為什么可將陶瓷、玻璃、水泥歸納在一起，然后從所給的起，然后從所給的4 4個(gè)詞中選出個(gè)詞中選出1 1個(gè)與它們同類(lèi)的物個(gè)與它們同類(lèi)的物質(zhì)質(zhì)_。( (填代碼填代碼) )光導(dǎo)纖維有機(jī)陶瓷人造纖維磚瓦光導(dǎo)纖維有機(jī)陶瓷人造纖維磚瓦 不能，因?yàn)樘沾芍泻胁荒?，因?yàn)樘沾芍泻蠸iOSiO2 2，會(huì)與，會(huì)與Na

15、OHNaOH反應(yīng)生成溶于反應(yīng)生成溶于水的水的NaNa2 2SiOSiO3 3。 題組一硅酸、硅酸鹽題組一硅酸、硅酸鹽D D 解析：解析：COCO2 2與水玻璃反應(yīng)生成與水玻璃反應(yīng)生成NaNa2 2COCO3 3和和H H2 2SiOSiO3 3，在高溫，在高溫條件下條件下H H2 2SiOSiO3 3變?yōu)樽優(yōu)镾iOSiO2 2，NaNa2 2COCO3 3與與SiOSiO2 2又反應(yīng)生成又反應(yīng)生成NaNa2 2SiOSiO3 3和和COCO2 2，所以最后得到的固體物質(zhì)是，所以最后得到的固體物質(zhì)是NaNa2 2SiOSiO3 3，故故A A項(xiàng)正確。項(xiàng)正確。A A 題組二無(wú)機(jī)非金屬材料題組二無(wú)機(jī)

16、非金屬材料3. 3. 下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的說(shuō)法正確的下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的說(shuō)法正確的是是 ( () )硅是非金屬元素，但硅單質(zhì)能導(dǎo)電水泥、硅是非金屬元素，但硅單質(zhì)能導(dǎo)電水泥、玻璃、沙子都是硅酸鹽制品高純度的硅單質(zhì)廣玻璃、沙子都是硅酸鹽制品高純度的硅單質(zhì)廣泛用于制作光導(dǎo)纖維泛用于制作光導(dǎo)纖維 陶瓷是人類(lèi)應(yīng)用很早的陶瓷是人類(lèi)應(yīng)用很早的硅酸鹽材料硅酸鹽材料A A B B C C D DC C 4 4氮化硅氮化硅(Si(Si3 3N N4 4) )是一種高溫陶瓷材料，它的硬是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，工業(yè)上曾普遍采用度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，工業(yè)上曾普遍采用高純硅

17、與純氮?dú)庠诟呒児枧c純氮?dú)庠? 300 1 300 時(shí)反應(yīng)獲得。時(shí)反應(yīng)獲得。(1)(1)根據(jù)性質(zhì)，推測(cè)氮化硅陶瓷的用途是根據(jù)性質(zhì)，推測(cè)氮化硅陶瓷的用途是_(_(填序號(hào)填序號(hào)) )。A A制汽輪機(jī)葉片制汽輪機(jī)葉片 B B制有色玻璃制有色玻璃C C制永久性模具制永久性模具 D D制陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)制陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)(2)(2)氮化硅陶瓷抗腐蝕能力強(qiáng)，除氫氟酸外，它不氮化硅陶瓷抗腐蝕能力強(qiáng)，除氫氟酸外，它不與其他無(wú)機(jī)酸反應(yīng)。該陶瓷被氫氟酸腐蝕的化學(xué)方與其他無(wú)機(jī)酸反應(yīng)。該陶瓷被氫氟酸腐蝕的化學(xué)方程式程式_。(3)(3)現(xiàn)用現(xiàn)用SiClSiCl4 4和和N N2 2( (在在H H2 2氣氛下氣氛下) )，加強(qiáng)熱發(fā)生

18、反應(yīng)，加強(qiáng)熱發(fā)生反應(yīng)，可得較高純度的氮化硅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為可得較高純度的氮化硅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。ACD ACD Si Si3 3N N4 412HF=3SiF12HF=3SiF4 44NH4NH3 3( (或或SiSi3 3N N4 416HF=3SiF16HF=3SiF4 44NH4NH4 4F) F) 3SiCl3SiCl4 42N2N2 26H6H2 2 SiSi3 3N N4 412HCl12HCl 高溫高溫【高考還可以這樣考高考還可以這樣考】 (1)(1)工業(yè)上用焦炭與石英砂在高溫下反應(yīng)制取粗硅，工業(yè)上用焦炭與石英砂在高溫下反應(yīng)制取粗硅，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：其反應(yīng)的化學(xué)方

19、程式為：_。上述反應(yīng)中的氧化劑是上述反應(yīng)中的氧化劑是_，還原劑是，還原劑是_。(2)(2)用焦炭和石英砂制取粗硅為什么要隔絕空氣進(jìn)用焦炭和石英砂制取粗硅為什么要隔絕空氣進(jìn)行？行？_。SiOSiO2 22C Si2C Si2CO2CO 高溫高溫SiOSiO2 2 C C焦炭能與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)焦炭能與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)(3)(3)粗硅與粗硅與ClCl2 2加熱到加熱到460 460 時(shí)發(fā)生反應(yīng)，寫(xiě)出該反時(shí)發(fā)生反應(yīng)，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式應(yīng)的化學(xué)方程式_。(4)(4)在在1 100 1 100 時(shí)，時(shí)，SiClSiCl4 4被被H H2 2還原的化學(xué)方程式為還原的化學(xué)方程式為_(kāi)。(5)(5)如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)除去如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)