高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 41 無機非金屬材料的主角硅教學(xué)設(shè)計

60第章60第課

非屬其合無非屬料主—〖復(fù)習(xí)目標(biāo)〗（）握碳、硅及其化合物的性質(zhì)、轉(zhuǎn)化關(guān)系以及應(yīng)用。（）解硅酸鹽工業(yè)、常見無機非金屬材料的性質(zhì)和用途，新型無機非金屬材料的特性及其應(yīng)用。（）新材料、新技術(shù)為背景考查C、Si元素其重要化合物的性質(zhì)及應(yīng)用。（）解C、Si單及其重要化合物對環(huán)境的影響?！冀虒W(xué)重點〗碳、硅及其化合物的性質(zhì)、轉(zhuǎn)化關(guān)系以及應(yīng)用、常見無機非金屬材料的性質(zhì)和用途〖教學(xué)難點〗以新材料、新技術(shù)為背景考查CSi元素其重要化合物的性質(zhì)及應(yīng)用〖教學(xué)過程〗【知識精講】、碳硅素單（）在形態(tài)自然界中碳元素既有游離態(tài)，又有化合態(tài)，而硅元素僅有化合態(tài)。碳單質(zhì)主要有金剛石、石墨、等素異形體，硅單質(zhì)主要有晶體硅和無定形硅兩大類。（）質(zhì)的結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)與用途比較結(jié)構(gòu)物理性質(zhì)

碳金剛石：空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)石墨：層狀結(jié)構(gòu)金剛石熔點高、硬度大石墨熔點高、質(zhì)軟，有滑膩感

硅晶體硅金剛石類似的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)晶體硅為灰黑色固體金屬光澤、硬度大、熔點高用途

金剛石用作切割刀具，石墨用作電極、晶體硅用作半導(dǎo)體材料鉛筆芯片和硅太陽能電池（）、硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)碳、硅在參與化學(xué)反應(yīng)時，一般表現(xiàn)還原性。

與反應(yīng)△△與反應(yīng)△△△Cu粉或粉①C

點燃O（足）C＋O點燃O（不）2C＋2CO高溫Fe：＋FeO3CO↑＋2Fe高溫與氧化SiO：＋SiOSi＋2CO物反應(yīng)高CO：C＋CO高溫HO：＋O（g）CO＋濃SO：＋SO（）=====CO↑2SO↑＋與強氧2H化性酸△濃HNO：＋（）=====CO↑＋4NO↑＋②Si

＋與非金屬單質(zhì)F：Si＋2F===SiFCl：Si＋2Cl=====SiCl氫氟酸反應(yīng)：＋↑2H↑（特性）與NaOH溶反應(yīng)：Si＋＋O===NaSiO＋2H↑特性）（）的工業(yè)制法①制取粗硅工業(yè)上，用焦炭在電爐中還原二氧化硅得到含有少量雜質(zhì)的粗硅。高溫SiO＋＋2CO↑②粗硅提純高溫a、Si＋=====SiCl高溫SiCl＋＋4HCl250～300℃b、Si＋3HCl=====SiHCl＋SiHCl＋③注意問題

1～1200℃=====Si＋3HCla、用焦炭還原SiO，產(chǎn)物是CO而是CO。b硅含碳等雜質(zhì)Cl反生成的SiCl中含CCl等質(zhì)過餾提純SiCl后，再用H還，得到高純度硅

、SiO的比22物質(zhì)結(jié)構(gòu)

二氧化硅立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不存在單個分子

二氧化碳存在單個CO分主要物理性質(zhì)

硬度大，熔、沸點高，常溫下為固熔、沸點低，常溫下為氣體，體，不溶于水微溶于水化學(xué)性質(zhì)

①與水反應(yīng)②與酸反應(yīng)③與堿反應(yīng)④與鹽反應(yīng)⑤與堿性氧化

不反應(yīng)只與氫氟酸反應(yīng)：SiO＋4HF===SiF↑2HOSiO＋2NaOH===NaSiO＋O(盛液的試劑瓶用橡膠塞高溫如與NaCO反應(yīng)＋CO=====NaSiO＋↑高溫如與CaO反：SiO＋CaO=====

CO＋HOHCO不反應(yīng)O少量：＋2NaOH===NaCO＋O、CO過量：＋NaOH===NaHCO如與NaSiO反應(yīng)：SiO＋H＋(不足SiO↓＋NaCO或Na＋2HO＋2CO(足量SiO↓＋2NaHCO如與NaO反應(yīng)：NaO＋物反應(yīng)

CaSiO

CO===NaCO用途

光導(dǎo)纖維、光學(xué)儀器、電子部件

制飲料、制碳酸鹽、硅（）解性：溶解度很小。（）學(xué)性質(zhì)——弱酸性：酸性比碳酸還弱NaSiO＋CO+HO=Na＋SiO↓?！鳍俟杷岵环€(wěn)定，受熱易分解：HSiOSiO＋O②硅酸能與堿溶液反應(yīng)，如與NaOH溶液應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO＋2NaOH===NaSiO＋2HO。③硅酸在水中易聚合形成膠體。硅膠吸附水分能力強，常用作干燥劑。（）備：可用硅酸鈉與鹽酸反應(yīng)制得NaSiO＋2HCl=2NaCl＋SiO↓、硅鹽（）酸鹽：是由硅、氧和金組成的化合物的總稱，是構(gòu)成地殼巖石的重要成分。（）酸鈉：硅酸鈉的水溶液俗稱水璃，是制備硅膠和木材防火劑等的原料。①白色、可溶于水的粉末狀固體，其水溶液俗稱水玻璃，有黏性，水溶液顯堿性。②它能與酸性比硅酸強的酸反應(yīng)，分別寫出以下化學(xué)方程式：與鹽酸反應(yīng)NaSiO＋2HCl===2NaClHSiO↓。

與CO水液反應(yīng)NaSiO＋HO===HSiO↓Na。③用途：黏合劑礦膠，耐火燃材料。（）酸鹽組成的表示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酸鈉(NaSiO可表示為NaO·SiO，長石(KAlSi)表示為：KO·Al。用氧化物形式表示硅酸鹽的注意事項①氧化物的順序：活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水。②氧化物前系數(shù)配置原則素外元按配置前后原子個數(shù)守恒原則配置系數(shù)。③氧化物之間以“·”隔開；系數(shù)配置出現(xiàn)分數(shù)應(yīng)化為整數(shù)。例如：長石KAlSiO不寫成KO·AlO·3SiO，寫成O·AlO·6SiO。、無非屬料傳統(tǒng)無機非金屬材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料。（）通玻璃①主要原料：純、石灰石、英。②主要設(shè)備：玻熔爐③主要成分：Na、CaSiO、SiO。高溫④玻璃生產(chǎn)中的兩個重要反應(yīng)NaCOSiOSiO＋CO↑高溫CaCO＋SiO=====CaSiO＋CO↑（）通硅酸鹽水泥①主要原料：石石、黏。②主要設(shè)備：水回轉(zhuǎn)窯③主要成分（寫出名稱和化學(xué)式硅酸三鈣(3CaO·SiO)、硅酸二(2CaO·SiO)、鋁酸三鈣3CaO·AlO（）瓷①主要原料：黏②主要設(shè)備：陶窯（）型無機非金屬材料，如高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、光導(dǎo)纖維、生物陶瓷、壓電陶瓷等?！痉椒ňv】、碳硅其合的性應(yīng)（）沸點

CaCl溶液、CHCOOCa溶液NaCO溶自身對應(yīng)的鹽一般情況下，非金屬單質(zhì)熔沸點低，硬度小，但硅、金剛石熔沸點高，硬度大，其中金剛石為自然界中硬度CaCl溶液、CHCOOCa溶液NaCO溶自身對應(yīng)的鹽（）電性一般情況下，非金屬單質(zhì)為絕緣體硅為半導(dǎo)體，石墨為電的良導(dǎo)體，所以晶體硅可作半導(dǎo)體材料，石墨可作電極。（）作酸性氧化物的特一般情況下只堿性氧化物與酸反應(yīng)，酸性氧化物只與堿反應(yīng)，不與酸反應(yīng)SiO是酸性氧化物，卻能與氫氟酸反應(yīng)＋4HF===SiF↑＋2HO所以不能用玻璃容器盛放氫氟酸，可以用氫氟酸刻蝕玻璃。一般情況下，酸性氧化物與水反應(yīng)均能生成相應(yīng)的酸，如SOH不溶于水，不與水反應(yīng)。（）與水的反應(yīng)

HSO，SiO一般情況下，只有活潑金屬KNaFe等）能夠置換出水中的氫，但碳單質(zhì)卻能與高溫水蒸氣反應(yīng)C＋HO（g）H，以工業(yè)上用焦炭制取水煤氣或氫氣。（）酸和硅酸鹽的溶解性一般情況下，大多數(shù)酸均可溶于水，如鹽酸、醋酸、碳酸，但硅酸不溶于水。硅酸鹽大多難溶于水，常見可溶性硅酸鹽是NaSiO，其溶液俗稱水玻璃，是制備硅膠和木材防火劑等的原料。、相性2（）氧化碳與弱酸鹽溶液反應(yīng)（強酸制弱酸）碳酸酸性比硅酸氯酸苯偏鋁酸等強CO氣體入NaSiONaClO、、NaAlO鹽溶中，均能發(fā)生反應(yīng)而生成相應(yīng)的弱酸和碳氫鹽，這是“強酸制弱酸”原理的應(yīng)用。如：酸性比CO強的對應(yīng)的鹽CO—CO＋NaSiO＋CO＋SiO(或CO＋SiO＋2HO===HSiO↓＋CO)CO＋Ca(ClO)＋↓2HClOCO＋＋O＋NaHCOCO過量)＋NaAlO＋O===Al(OH)＋NaHCOCO少量)＋2NaAlO＋O===2Al(OH)↓NaCO【易錯警示CO通CaCl或溶液會產(chǎn)生白色沉淀，因為碳酸的酸性弱于鹽酸。

（）氧化碳反應(yīng)先后關(guān)系當(dāng)有多種組分與一種物質(zhì)反應(yīng)時，判斷反應(yīng)順序的方法：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)錯誤。如將CO通KOH混合溶中CO先反應(yīng)成KCO會繼續(xù)反應(yīng)生成BaCO，故設(shè)錯誤，應(yīng)該是CO先應(yīng)。（）與反應(yīng)產(chǎn)物的定量判斷

CO通入NaOH、等堿溶液的反應(yīng)與CO氣體的通入量有關(guān)，當(dāng)CO通少量時生成碳酸鹽，當(dāng)CO通過量時生成碳酸氫鹽；當(dāng)?shù)耐拷橛趦烧咧g時，既有正鹽又有酸式鹽生成，因此推斷時一定要注意CO與堿之間量的關(guān)系。以CO與NaOH溶反應(yīng)為例：CO＋2NaOH===NaCO＋OCO＋NaOH===NaHCO當(dāng)(OH∶(CO)的值不同時產(chǎn)物如下：、碳硅其合之綜轉(zhuǎn)關(guān)（）識網(wǎng)絡(luò)①碳及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖②硅及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖

．．（）斷中常用題眼解答硅及其化合物的推斷題，高溫反應(yīng)條件征反應(yīng)單質(zhì)與堿反應(yīng)、鹽溶液與過量鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀等往往是推斷題的“突破口”?！镜淅v】【例1】下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化物的說法正確的是（）①硅是構(gòu)成一些巖石和礦物的基本元素②水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品③高純度的硅單質(zhì)廣泛用于制作光導(dǎo)纖維④陶瓷是人類應(yīng)用很早的硅酸鹽材料A．①②B．②③．①④D．③④【答案】【解析】①硅在自然界中以硅酸鹽和二氧化硅的形式存在，構(gòu)成巖石和礦物的基本元素，故正確；②水晶成分是二氧化硅，不屬于硅酸鹽，故錯誤；③光纖維的成分是二氧化硅，故錯誤；④陶瓷是人類應(yīng)用很早餓硅酸鹽材料，故正確；因此選項C正?！纠?】在列各溶液中逐漸入CO氣體直至過量，會出現(xiàn)先沉淀后消失現(xiàn)象的是（）①飽和NaCO溶②澄石灰水③CaClO液④CaCl溶⑤NaSiO溶⑥NaAlO溶液A．只有②③B．只有③⑥．除①⑤⑥D(zhuǎn)全部【答案】【解析】①飽和碳酸鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉，出現(xiàn)渾濁，不能消失，錯誤；②氫氧化鈣和二氧化碳反應(yīng)先生成碳酸鈣沉淀，后轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈣，沉淀消失，正確；③次氯酸鈣和二氧化碳反應(yīng)先生成碳酸鈣沉淀和次氯酸碳鈣轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈣淀消失正確；④氯化鈣和二氧化碳不反應(yīng)錯⑤硅酸鈉和二氧化碳反應(yīng)生成硅酸沉淀淀溶解，錯誤；⑥偏鋁酸鈉和二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，沉淀不溶于二氧化碳，錯誤。所以選A?！究碱}精練】1．下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)或應(yīng)用說法正確的是（）A．二氧化硅是生產(chǎn)光纖制品的本原料

B．水玻璃可用于生產(chǎn)黏合劑和火劑C．NaO、NaO與CO反產(chǎn)物相D．是性氧化物，能與NaOH溶反應(yīng)【答案】【解析】、光導(dǎo)纖維的主要成為二氧化硅，正確，不選A、水玻璃有黏性和耐火性，正確，不選BC、氧化鈉和二氧化反應(yīng)生成碳酸鈉，過氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，二者產(chǎn)物不同，選C；、二氧化硅是酸性氧化物，能和氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉和水，正確，不選D。2．下列說法硅化學(xué)性