高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)-硅及其化合物

第一節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料的主角——硅、碳第四章非金屬元素及其化合物

第1課時(shí)碳和硅第一輪復(fù)習(xí)考向分析

☆本節(jié)高考重點(diǎn)考查：

(1)了解C、Si及其化合物主要性質(zhì)、應(yīng)用；

(2)了解無(wú)機(jī)非金屬材料的應(yīng)用?！铑}型以選擇題、推斷題為主，難度為低中檔題?！铑A(yù)測(cè)2018年會(huì)以新材料、新科技為背景在C、Si及其主要化合物性質(zhì)應(yīng)用方面進(jìn)行命題。因此平時(shí)復(fù)習(xí)注意關(guān)注與C、Si有關(guān)的新材料、新科技?！铧c(diǎn)面導(dǎo)圖課前體驗(yàn)1.回答下列問(wèn)題(1)寫(xiě)出碳族元素的所有元素名稱(chēng)、元素符號(hào)，

C(碳)Si(硅)Ge(鍺)Sn(錫)Pb(鉛)①二氧化碳與某種金屬反應(yīng)②實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳③工業(yè)上制取粗硅氫氟酸腐蝕玻璃④石英與苛性鈉溶液反應(yīng)⑤制取普通玻璃的兩個(gè)主要反應(yīng)(2)寫(xiě)出下列反應(yīng)方程式2Mg+CO22MgO+CCaCO3+2HCl2CaCl2+H2O+CO2↑2C+SiO22CO↑+SiSiO2+4HFSiF4+2H2OSiO2+2NaOHNa2SiO3+H2OSiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑課前體驗(yàn)(2)寫(xiě)出下列反應(yīng)方程式⑥硅單質(zhì)與氫氧化鉀溶液反應(yīng)⑦水玻璃長(zhǎng)期放置于空氣中變質(zhì)：⑧工業(yè)上制取水煤氣Si+2KOH+H2OK2SiO3+2H2↑Na2SiO3+H2O+CO2Na2CO3+H2SiO3↓C+H2OCO+H21．存在形態(tài)及常見(jiàn)單質(zhì) 自然界中碳元素既有游離態(tài)，又有化合態(tài)，而硅元素因有親氧性，所以?xún)H有__________態(tài)。碳單質(zhì)主要有金剛石、石墨等同素異形體，硅單質(zhì)主要有________和____________兩大類(lèi)?；暇w無(wú)定形2．單質(zhì)的結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)與用途比較碳硅結(jié)構(gòu)金剛石：_____________結(jié)構(gòu)石墨：層狀結(jié)構(gòu)晶體硅：與金剛石類(lèi)似的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)物理性質(zhì)金剛石熔點(diǎn)______、硬度大石墨熔點(diǎn)高、質(zhì)______，有滑膩感晶體硅為灰黑色固體，有金屬光澤、硬度大、熔點(diǎn)_______用途金剛石用作切割刀具，__________用作電極、鉛筆芯晶體硅用作_______材料、硅芯片和硅太陽(yáng)能電池空間網(wǎng)狀高軟石墨高半導(dǎo)體一、碳和硅的存在和性質(zhì)自然界中硬度最大的物質(zhì)3.碳的化學(xué)性質(zhì)(一般表現(xiàn)為還原性)

寫(xiě)出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式以C為還原劑還原氧化物均生成CO(2)單質(zhì)硅的主要化學(xué)性質(zhì)(一般表現(xiàn)為還原性)思考與交流：硅既可以與HF反應(yīng)，也可以與強(qiáng)堿反應(yīng)，那么硅具有兩性嗎？沒(méi)有兩性，是特性Si＋2NaOH＋H2O==Na2SiO3＋2H2↑√×√×課前體驗(yàn)2.下列說(shuō)法均摘自某些科普雜志，你認(rèn)為無(wú)科學(xué)性錯(cuò)誤的事A.鉛筆芯的原料是重金屬鉛，兒童在使用時(shí)不可以用嘴吮吸鉛筆，以免引起鉛中毒B.CO有毒，生有煤爐的居室，可放置數(shù)盆清水，這樣可有效的吸收CO，防止煤氣中毒C.汽水澆灌農(nóng)田有一定的道理，其中二氧化碳的緩釋?zhuān)欣谧魑锏墓夂献饔肈.用加酶洗衣粉洗滌衣服時(shí)，熱水比溫水好

晶體硅是一種重要的非金屬材料，制備純硅的主要步驟如下： ①高溫下用過(guò)量的碳與二氧化硅反應(yīng)制得粗硅； ②粗硅與干燥的HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3(Si＋3HCl===SiHCl3＋H2)； ③SiHCl3與過(guò)量的H2在1000～1100℃反應(yīng)制得純硅，已知SiHCl3能與水劇烈反應(yīng)，在空氣中易自燃。

請(qǐng)回答：

(1)第一步，制備粗硅的化學(xué)方程式為

，氧化劑是_____。

(2)粗硅與HCl反應(yīng)完全后，經(jīng)冷凝得到的SiHCl3(沸點(diǎn)33.0℃)中含有少量SiCl4(沸點(diǎn)57.6℃)和HCl(沸點(diǎn)－84.7℃)，提純SiHCl3可采用

的方法。

(3)已知SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和H2，其化學(xué)方程式為_(kāi)__________________________________________。

(4)H2還原SiHCl3過(guò)程中若混入O2，可能引起的后果是________________。2C＋SiO2====Si＋2CO↑高溫SiO2蒸餾或分餾SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋3HCl↑＋H2↑氧化SiHCl3，引起爆炸。高純硅的制備 (5)實(shí)驗(yàn)室用SiHCl3與過(guò)量的H2反應(yīng)制取純硅的裝置如圖所示(加熱器和夾持裝置略去)： ①裝置B中的試劑是________，裝置C需水浴加熱，目的是___________________________________________________。 ②反應(yīng)一段時(shí)間后，裝置D中可觀察到有晶體硅生成，D中發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________________________。 ③為保證實(shí)驗(yàn)的成功，操作的關(guān)鍵除題中已告知的以外，你認(rèn)為最重要的還有：_________________________________ _________________________________________(說(shuō)出三點(diǎn))。濃硫酸使SiHCl3揮發(fā)至D，且能較好地控制溫度a.實(shí)驗(yàn)前要檢查氣密性；b.加熱前要先排盡裝置中的空氣和H2O(g)；c.加熱溫度控制要適當(dāng)SiHCl3＋H2====Si＋3HCl

1000～1100℃SiHCl3(沸點(diǎn)33.0℃)第一節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料的主角——硅、碳第四章非金屬元素及其化合物

第2課時(shí)二氧化硅、硅酸、硅酸鹽及非金屬材料第一輪復(fù)習(xí)二、二氧化硅（SiO2）水晶瑪瑙與鹽反應(yīng)二氧化碳二氧化硅（石英）空氣硅石、石英、水晶、瑪瑙、沙子、硅藻土熔、沸點(diǎn)低，能溶于水熔點(diǎn)高，硬度大，不溶于水不溶于水，與水不反應(yīng)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+CaO=CaCO3SiO2+CaO高溫CaSiO3存在物理性質(zhì)不反應(yīng)只與氫氟酸反應(yīng)SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O化學(xué)性質(zhì)與水反應(yīng)與NaOH反應(yīng)與CaO反應(yīng)與酸反應(yīng)1、二氧化碳和二氧化硅的性質(zhì)SiO2既跟NaOH溶液反應(yīng)又跟HF反應(yīng)，所以它是兩性氧化物？CO2＋H2OH2CO3想一想1、實(shí)驗(yàn)室為什么不用玻璃瓶盛裝氫氟酸？2、實(shí)驗(yàn)室盛裝NaOH溶液的試劑瓶為什么用橡膠塞而不用玻璃塞？HF能腐蝕玻璃，因此，盛裝氫氟酸不能用玻璃試劑瓶而要用塑料瓶。NaOH溶液能與玻璃中的SiO2反應(yīng)生成Na2SiO3，使瓶塞部分粘結(jié)而無(wú)法打開(kāi)。因此盛裝NaOH溶液的試劑瓶不能用玻璃塞而要用橡膠塞。2、SiO2

的用途制晶體硅、光導(dǎo)纖維、化學(xué)儀器、石英玻璃SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O2．(判一判)下列說(shuō)法是否正確(填“√”或“×”) (1)SiO2是沙子、石英、瑪瑙的主要成分(

) (2)玻璃、石英玻璃、水泥均是硅酸鹽材料(

) (3)SiO2是酸性氧化物，不能與任何酸反應(yīng)(

) (4)SiO2與CO2是同族元素的氧化物，化學(xué)性質(zhì)相同(

) (5)CO2通入硅酸鈉溶液中，有白色沉淀生成，說(shuō)明酸性H2CO3>H2SiO3(

)（6）SiO2導(dǎo)電性強(qiáng)，因此常用于制作光纖（）√√×××3、下列物質(zhì)中,不能用玻璃瓶來(lái)盛裝的是()A.燒堿溶液B.濃硫酸C.氫氟酸D.碳酸鈉溶液4、加熱熔融燒堿時(shí)應(yīng)使用下列哪種坩堝（）A.石英坩堝B.普通玻璃坩堝C.鐵坩堝D.陶瓷坩堝CC×3、硅酸及硅酸鹽：(1)硅酸的制備：Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓(2)硅酸鹽：能否用SiO2與水反應(yīng)生成H2SiO3？

Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓白色膠狀沉淀，脫水形成硅膠定義：是由硅、氧和金屬元素組成的化合物的總稱(chēng)。性質(zhì)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般不溶于水，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定SiO2＋Na2CＯ3====Na2ＳiＯ３+CO2↑高溫Na2SiO3的水溶液：俗名水玻璃，有粘性，溶液呈堿性，也稱(chēng)泡花堿，制備硅膠和用作木材防火劑。Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+H2SiO3↓（2）氧化物化學(xué)式法：

金屬氧化物（低價(jià)?高價(jià)）?二氧化硅?水（1）鹽化學(xué)式法：

如：Na2SiO3、CaSiO3、K2SiO3等滑石：3MgO?4SiO2?H2O云母：K2O?3Al2O3?6SiO2?2H2O沸石：Na2O?Al2O3?3SiO2?2H2O石棉：3MgO?CaO?4SiO2高嶺石（黏土）：Al2O3?2SiO2?2H2O

硅酸鹽的表示方法1.回答下列問(wèn)題(3)把下列式子改寫(xiě)成氧化物的形式，請(qǐng)?zhí)钊霗M線上：①硅酸鈣：CaSiO3②高嶺石：Al2(Si2O5)(OH)4③滑石：Mg3(Si4O10)(OH)2④鈣沸石：Ca(Al2Si3O7)(OH)6CaO·SiO2Al2O3·2SiO2·2H2O3MgO·4SiO2·H2OCaO·Al2O3·3SiO2·3H2O無(wú)機(jī)非金屬材料能承受高溫，強(qiáng)度高，有電學(xué)特性、光學(xué)特性和生物特性無(wú)機(jī)非金屬材料傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料新型無(wú)機(jī)非金屬材料玻璃水泥陶瓷有抗腐蝕性、耐高溫優(yōu)點(diǎn)，但質(zhì)脆，經(jīng)不起力沖擊高溫陶瓷光導(dǎo)纖維壓電陶瓷生物陶瓷晶體硅：半導(dǎo)體材料、硅芯片和硅太陽(yáng)能電池用途歸納：二氧化硅：光導(dǎo)纖維、飾品、石英玻璃、制備晶體硅、化學(xué)儀器硅酸鹽：玻璃、水泥、陶瓷必修1P78(1)傳統(tǒng)硅酸鹽工業(yè)簡(jiǎn)介｛｛a高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的優(yōu)點(diǎn)：能經(jīng)受高溫、不怕氧化、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等。b高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的種類(lèi)

☆氧化鋁陶瓷Al2O3：又稱(chēng)人造剛玉，具有熔點(diǎn)很高、硬度高的優(yōu)點(diǎn)?？捎糜谧髹釄?、高溫爐管、球磨機(jī)、高壓鈉燈的燈管等。☆氮化硅陶瓷Si3N4：具有硬度極高、耐磨損、抗腐蝕和抗氧化能力等優(yōu)點(diǎn)?？捎糜谥圃燧S承、汽輪機(jī)葉片、機(jī)械密封環(huán)、永久性模具、發(fā)動(dòng)機(jī)部件等?！钐蓟鹛沾葿4C：也稱(chēng)人造金剛石或黑鉆石，具有熔點(diǎn)高、硬度大的優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、原子能工業(yè)、宇航工業(yè)等。(2)兩種新型無(wú)機(jī)非金屬材料課前體驗(yàn)3.有關(guān)材料分類(lèi)正確的是A.硅酸鹽材料屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料B.高溫結(jié)構(gòu)陶瓷屬于新型無(wú)機(jī)金屬材料，屬于結(jié)構(gòu)材料C.新型無(wú)機(jī)非金屬材料包括半導(dǎo)體材料，光導(dǎo)纖維，氧化鋁陶瓷等D.氮化硅陶瓷屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料，但不是高溫結(jié)構(gòu)材料高純硅的制取方法1，反應(yīng)式分別為：制粗硅：提純(與Cl2反應(yīng))：還原(用H2還原)：高純硅的制取方法2，反應(yīng)式分別為：制粗硅：提純(與HCl反應(yīng))：還原(用H2還原)：Si+3HCl=======SiHCl3+H2高溫、催化劑SiHCl3+H2=======Si+3HCl高溫難點(diǎn)突破CD硅酸鈉水溶液俗稱(chēng)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

生成白色絮狀沉淀，又刺激性氣味的氣體生成；解釋?zhuān)篠iO32?與NH4+發(fā)生雙水解反應(yīng)，SiO32?+2NH4++2H2O2NH3·H2O+H2SiO3↓。典例精析【例1】

將足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量(n)和通入CO2體積(V)的關(guān)系正確的是（）D【解析】混合溶液中有KOH和Ca(OH)2，反應(yīng)過(guò)程按順序如下：①Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O②2KOH+CO2K2CO3+H2O③K2CO3+H2O+CO22KHCO3④CaCO3+H2O+CO2Ca(HCO3)2典例精析變式1

向MgSO4和Al2(SO4)3的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。下列圖象中，能正確表示上述反應(yīng)的是(橫坐標(biāo)表示加入NaOH溶液的體積，縱坐標(biāo)表示反應(yīng)生成沉淀的質(zhì)量)()A典例精析【備選題】純凈的Ca(HCO3)2試樣在高溫下分解，當(dāng)剩余固體是原試樣質(zhì)量的一半時(shí)，它的分解率為（）

A.50%B.75%

C.92.5%D.100