第四章非金屬及其化合物第一節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料的主角——硅習(xí)題解析必修部分

1、第四章非金屬及其化合物第一節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料的主角硅習(xí)題解析必修部分高考熱點(diǎn)1.硅及其化合物的性質(zhì)。2.氯氣的性質(zhì)及實(shí)驗(yàn)室制法。3.氯水的成分及氯離子檢驗(yàn)。2的酸性、還原性、漂白性。5.濃H2SO4的強(qiáng)氧化性。6.硫及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系。7.氨氣的性質(zhì)及實(shí)驗(yàn)室制法。8.硝酸的強(qiáng)氧化性。考綱展示核心要點(diǎn)1.了解C、Si元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。2.了解C、Si元素單質(zhì)及其重要化合物對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響。1.Si、SiO2的特殊性質(zhì)：(1)Si4HF=SiF42H2；(2)Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2；(3)SiO24HF=SiF42H2O。2.碳、硅元素的單質(zhì)及化合物間的轉(zhuǎn)

2、化及性質(zhì)。一、碳、硅單質(zhì)1.(1)碳能被濃硫酸(硝酸)氧化，硅單質(zhì)也能被氧化嗎？(2)碳、硅單質(zhì)都不能與酸反應(yīng)嗎？(3)能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2的單質(zhì)有哪些？提示(1)硅不能。(2)硅可以與氫氟酸反應(yīng)。(3)Si、Al。1碳、硅元素在自然界中的存在形態(tài)(1)碳：既有游離態(tài)又有化合態(tài)。(2)硅：只有。硅在自然界中的含量占第二位。化合態(tài)2碳、硅單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途(用線連接)3碳、硅化學(xué)性質(zhì)碳、硅在參與化學(xué)反應(yīng)時(shí)，一般表現(xiàn)還原性。二、碳、硅的重要化合物2.(1)SiO2不溶于水，也不和水反應(yīng)，故SiO2不是酸性氧化物。(2)盛放NaOH的試劑瓶能否用玻璃塞？(3)SiO2既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)

3、，SiO2是兩性氧化物嗎？提示(1)SiO2能與堿反應(yīng)生成鹽和水，故SiO2是酸性氧化物。(2)不能。SiO2和NaOH反應(yīng)生成Na2SiO3，其粘性很大。(3)SiO2是酸性氧化物。還原劑 2二氧化碳和二氧化硅二氧化碳二氧化硅類(lèi)別均為 氧化物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)由二氧化碳分子構(gòu)成 結(jié)構(gòu)，不存在單個(gè)分子物理性質(zhì)熔點(diǎn)和沸點(diǎn)低、可溶于水堅(jiān)硬難熔的固體、不溶于水酸性空間網(wǎng)狀立體CO22NaOH= Na2CO3H2OSiO22NaOH= Na2SiO3H2O 4HFSiO2= SiF42H2ONa2CO3CO2H2O=2NaHCO3 3.硅酸、硅酸鹽和無(wú)機(jī)非金屬材料(1)硅酸物理性質(zhì)： 溶于水難用途：“硅膠”可作

4、、 的載體。(2)硅酸鹽概念：由 元素組成的化合物的總稱，是構(gòu)成地殼巖石的主要成分。硅酸鈉(Na2SiO3)Na2SiO3的水溶液俗稱 ，是無(wú)色黏稠液體，是制備硅膠和木材防火劑的原料。干燥劑催化劑硅、氧、金屬水玻璃組成的表示通常用二氧化硅和金屬氧化物的形式表示其組成，如：硅酸鈉(Na2SiO3)表示為：；普通玻璃(Na2CaSi6O14)表示為： 。Na2OSiO2CaONa2O6SiO2(3)無(wú)機(jī)非金屬材料硅酸鹽材料水泥玻璃陶瓷生產(chǎn)原料 主要設(shè)備 陶瓷窯石灰石、黏土純堿、石灰石、石英黏土水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃窯特殊功能的含硅物質(zhì)a碳化硅具有金剛石結(jié)構(gòu)，可用作磨料。b含硅元素4%的硅鋼具有性。c硅橡膠

5、具有既耐高溫又耐低溫的性質(zhì)。導(dǎo)磁1(2012新課標(biāo)全國(guó)高考)下列說(shuō)法中正確的是()A醫(yī)用酒精的濃度通常為95%B單質(zhì)硅是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿某Ｓ貌牧螩淀粉、纖維素和油脂都屬于天然高分子化合物D合成纖維和光導(dǎo)纖維都是新型無(wú)機(jī)非金屬材料解析：醫(yī)用酒精的濃度通常為75%，A項(xiàng)錯(cuò)；單質(zhì)硅是制太陽(yáng)能電池的常用材料，B項(xiàng)正確；油脂屬于小分子化合物，C項(xiàng)錯(cuò)；合成纖維屬于高分子材料，不屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料，D項(xiàng)錯(cuò)。答案：B2下列說(shuō)法中，正確的是()A二氧化硅不與任何酸反應(yīng)，可用石英制造耐酸容器B當(dāng)X、Y、Z分別為C、CO、CO2時(shí)滿足轉(zhuǎn)化關(guān)系：C光導(dǎo)纖維是以硅為主要原料制成的D硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，在自然界中

6、可以以游離態(tài)存在答案：B3將過(guò)量的CO2分別通入CaCl2溶液；Na2SiO3溶液；Ca(OH)2溶液；飽和Na2CO3溶液，最終溶液中有白色沉淀析出的是()ABCD解析：CaCl2溶液與CO2不反應(yīng)；生成白色沉淀(H2SiO3)；過(guò)量CO2與Ca(OH)2溶液反應(yīng)生成Ca(HCO3)2；生成NaHCO3晶體。答案：B4(1)露置于空氣中一段時(shí)間后的水玻璃會(huì)渾濁。向此渾濁溶液中加入稀鹽酸，會(huì)生成白色沉淀，同時(shí)伴隨有氣泡產(chǎn)生。用化學(xué)方程式解釋產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因：溶液變渾濁：_。生成白色沉淀：_。產(chǎn)生氣泡：_。(2)已知A、B、C、D均含有同一種元素，A為單質(zhì)，根據(jù)右圖所示的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，回

7、答下列有關(guān)問(wèn)題。寫(xiě)出A、B、C、D各物質(zhì)的名稱：A，B，C，D。寫(xiě)出AD的化學(xué)方程式：。寫(xiě)出下列變化的離子方程式：BC；DB。解析：(2)A是單質(zhì)，D是氧化物，且氧化物與堿反應(yīng)還與碳反應(yīng)，所以D不是Al2O3，而是SiO2。答案：硅及其化合物的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，導(dǎo)致其性質(zhì)存在較多的特殊情況，現(xiàn)對(duì)比分析如下：物質(zhì)一般規(guī)律硅及其化合物特性H2SiO3無(wú)機(jī)酸一般易溶于水硅酸難溶于水硅酸鹽大多數(shù)硅酸鹽難溶于水常見(jiàn)可溶硅酸鹽為Na2SiO3，其水溶液稱水玻璃、泡花堿，但屬于鹽。(1)中學(xué)化學(xué)中能與堿反應(yīng)生成H2的單質(zhì)，只有Si和Al。等物質(zhì)的量的Si和Al與堿反應(yīng)，兩者產(chǎn)生的H2的物質(zhì)的量之比為43。(2)

8、SiO2不能通過(guò)一步反應(yīng)生成H2SiO3。(3)工業(yè)上用焦炭和石英制取粗硅的反應(yīng)生成的是CO而不是CO2。 含A元素的一種單質(zhì)是一種重要的半導(dǎo)體材料，含A元素的一種化合物C可用于制造高性能的現(xiàn)代通訊材料光導(dǎo)纖維，C與燒堿反應(yīng)生成含A元素的化合物D。(1)在元素周期表中，A位于第_族，與A同族但相對(duì)原子質(zhì)量比A小的元素B的原子結(jié)構(gòu)示意圖為_(kāi)，A與B在原子的電子層結(jié)構(gòu)上的相同點(diǎn)是_。(2)易與C發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸是_，反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。(3)將C與純堿混合高溫熔融時(shí)也發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成D，同時(shí)還生成B的最高價(jià)氧化物E；將全部的E與全部的D在足量的水中混合后，又發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成含A的化合物F。分別寫(xiě)

9、出生成D和F的化學(xué)反應(yīng)方程式：_。要將純堿高溫熔化，下列坩堝中不可選用的是_。A普通玻璃坩堝B石英玻璃坩堝C氧化鋁坩堝D鐵坩堝(4)100 g化合物C與石灰石的混合物充分反應(yīng)后，生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2 L,100 g混合物中石灰石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_。本題首先根據(jù)A元素單質(zhì)及化合物性質(zhì)推斷出A為Si，并依據(jù)A、B在周期表中的位置關(guān)系得出B為碳的結(jié)論，然后結(jié)合SiO2的一些特殊性質(zhì)作答。解析：(1)A元素單質(zhì)可做半導(dǎo)體材料，含A元素的某化合物是制造光導(dǎo)纖維的原料，可知A為硅元素，比硅相對(duì)原子質(zhì)量小的同族元素為碳。(2)C為SiO2，能與SiO2反應(yīng)的酸只有氫氟酸。(3)SiO2與Na2

10、CO3高溫下反應(yīng)生成Na2SiO3和CO2，故含SiO2的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及Al2O3等都能與Na2CO3在高溫下反應(yīng)，故不能用以上材質(zhì)的坩堝熔融Na2CO3?！具w移應(yīng)用】1.將足量CO2氣體通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加熱蒸干，再在高溫下充分灼燒，最后得到的固體物質(zhì)是()ANa2SiO3BNa2CO3、Na2SiO3CNa2CO3、SiO2DSiO2答案：A(2)反應(yīng)后溶質(zhì)成分的判斷也可用數(shù)軸表示2與鹽溶液的反應(yīng)(1)CO2Na2CO3H2O=2NaHCO3(2)CO2(少量)Ca(ClO)2H2O=CaCO32HClO(3)CO2(少量)Na2SiO3H2O=H2S

11、iO3Na2CO3 將足量的CO2不斷通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀與通入CO2的量的關(guān)系可表示為解析：CO2通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，發(fā)生如下反應(yīng)：CO2Ba(OH)2=BaCO3H2OCO22KOH=K2CO3H2OCO22KAlO23H2O=K2CO32Al(OH)3K2CO3CO2H2O=2KHCO3BaCO3CO2H2O=Ba(HCO3)2對(duì)比圖像可知C正確。答案：C反應(yīng)順序的判斷當(dāng)有多種組分與一種物質(zhì)反應(yīng)時(shí)，判斷反應(yīng)順序的方法是：先假設(shè)與其中的一種組分反應(yīng)，若產(chǎn)物還能與另一種組分反應(yīng)，則假設(shè)錯(cuò)誤。如將CO2通入KOH、Ba(O

12、H)2混合溶液中，假設(shè)CO2先與KOH反應(yīng)，則生成的K2CO3會(huì)與Ba(OH)2繼續(xù)反應(yīng)生成BaCO3，故假設(shè)錯(cuò)誤，應(yīng)該是CO2先與Ba(OH)2反應(yīng)?！具w移應(yīng)用】2.將0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1 molL1稀鹽酸。下列圖像能正確表示加入鹽酸的體積和生成CO2的物質(zhì)的量關(guān)系的是()解析：經(jīng)計(jì)算可知混合液中含n(NaOH)0.01 mol，n(Na2CO3)0.01 mol，加入鹽酸，依次發(fā)生的反應(yīng)為NaOHHCl=NaClH2O，Na2CO3HCl=NaHCO3NaCl，NaHCO3HCl=NaClH2OCO2，故C項(xiàng)正確。答案：C錯(cuò)題分

13、析找準(zhǔn)錯(cuò)因，提高答題規(guī)范性及準(zhǔn)確率 硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)制備硅半導(dǎo)體材料必須先得到高純硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)還原法是當(dāng)前制備高純硅的主要方法，生產(chǎn)過(guò)程示意圖如下：寫(xiě)出由純SiHCl3制備高純硅的化學(xué)反應(yīng)方程式_。整個(gè)制備過(guò)程必須嚴(yán)格控制無(wú)水無(wú)氧。SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，寫(xiě)出配平的化學(xué)反應(yīng)方程式_。H2還原SiHCl3過(guò)程中若混入O2，可能引起的后果是_。(2)下列有關(guān)硅材料的說(shuō)法正確的是_(填字母)。A碳化硅化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可用于生產(chǎn)耐高溫水泥B氮化硅硬度大、熔點(diǎn)高，可用于制作高溫陶瓷和軸承C高純度的二氧化硅可用于制造高性能通訊材料光導(dǎo)纖維D普通玻璃是由純堿、石灰石和石英砂制成的，其熔點(diǎn)很高E鹽酸可以與硅反應(yīng)，故采用鹽酸為拋光液拋光單晶硅(3)硅酸鈉水溶液俗稱水玻璃。取少量硅酸鈉溶液于試管中，逐滴加入飽和氯化銨溶液，振蕩。寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并給予解釋。第(1)問(wèn)中錯(cuò)填另一物質(zhì)為Cl2或SiH4，產(chǎn)生的后果只填“引起爆炸”。第(2)問(wèn)誤填D或E。第(3)問(wèn)漏填生成有刺激性氣味的氣體。(1)不知道利用氧化還原知識(shí)解答：SiHCl3中Si為2價(jià)，已知產(chǎn)物H2SiO3中為4價(jià)，化合價(jià)升高，必有化合價(jià)降低的元素，在反應(yīng)物SiHCl3中Cl為1價(jià)，屬于氯元素的最低價(jià)，化合價(jià)不能降低，故只能