高三化學(xué)復(fù)習(xí)硅及其化合物無機(jī)非金屬材料教案

高三化學(xué)復(fù)習(xí)硅及其化合物無機(jī)非金屬材料教案【高考考點】1．硅和二氧化硅2．無機(jī)非金屬材料3．硅的用途【知識要點】一．硅1．晶體硅的結(jié)構(gòu)2．硅的存在和物理性質(zhì)⑴存在：只以態(tài)存在，主要以和，在地殼中含量居第位。⑵物理性質(zhì)：晶體硅是一種色具有光澤，硬而脆的固體，熔沸點較高，能導(dǎo)電，是良好的材料。3．化學(xué)性質(zhì)：⑴與單質(zhì)（O2、F2）反應(yīng)⑵與酸（HF）反應(yīng)⑶與強(qiáng)堿（如NaOH）溶液反應(yīng)4．用途制造、、、5．工業(yè)制法二．二氧化硅1．晶體結(jié)構(gòu)2．物理性質(zhì)3．化學(xué)性質(zhì)4．用途制造，，，，等。三．硅酸硅的常見含氧酸有原硅酸、硅酸。原硅酸是一種色溶于水的膠狀物，易失水變?yōu)榘咨勰畹墓杷幔ㄈ苡谒?，硅酸在一定條件下繼續(xù)失水可轉(zhuǎn)變成。硅酸是一種酸，酸性比碳酸還要。實驗室制取硅酸常用Na2SiO3（aq）與稀HCl（aq）或向Na2SiO3（aq）中通入CO2（g）（首先生成原硅酸）。寫出上述有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。、四．硅酸鹽硅酸鈉Na2SiO3（Na2O·SiO2）高嶺石Al2(Si2O5)(OH)4（Al2O3·2SiO2·2H2O）常見可溶性硅酸鹽是硅酸鈉，其水溶液俗名，是一種無色粘稠液體，是一種礦物膠，用作黏合劑，還可用作。五．無機(jī)非金屬材料1．傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料——硅酸鹽材料硅酸鹽工業(yè)是以為原料，經(jīng)制成的。如制造、、等產(chǎn)品的工業(yè)。水泥、玻璃和陶瓷生產(chǎn)的有關(guān)比較工業(yè)名稱制水泥制玻璃制陶瓷原料設(shè)備生產(chǎn)過程①混合②成型③干燥④燒結(jié)⑤冷卻⑥陶瓷器反應(yīng)原理復(fù)雜的物理、化學(xué)變化復(fù)雜的物理、化學(xué)變化產(chǎn)品成分硅酸鹽產(chǎn)品主要特性水硬性玻璃態(tài)物質(zhì)抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣、易成型2．新型無機(jī)非金屬材料⑴新型無機(jī)非金屬材料的特性主要有：①。②具有特性③具有特性④具有⑵重要的新型無機(jī)非金屬材料——高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和光導(dǎo)纖維①高溫結(jié)構(gòu)陶瓷——、、②光導(dǎo)纖維【高考試題】1．下列物質(zhì)的晶體中，不存在分子的是A．二氧化硅B．二硫化碳C．二氧化硫D．二氧化碳2．下列物質(zhì)屬于原子晶體的化合物是A．金剛石B．晶體硅C．二氧化硅D．干冰3．光纖是一種很好的通訊材料，制造光導(dǎo)纖維的主要原料是A．CaCO3B．CaOC．SiO2D．Na2CO34．固體熔化時必須破壞非極性共價鍵的是A．冰B．晶體硅C．溴D．二氧化硅5．X是核外電子數(shù)最少的元素，Y是地殼中含量最豐富的元素，Z在地殼中的含量僅次于Y，W可以形成自然界最硬的原子晶體。下列敘述錯誤的是A．WX4是沼氣的主要成分 B．固態(tài)X2Y是分子晶體C．ZW是原子晶體 D．ZY2的水溶液俗稱“水玻璃”6．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：300℃①300②粗硅與干燥HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3：Si＋3HClSiHCl3＋H2③SiHCl3與過量H2在1000～1100℃反應(yīng)制得純硅已知SiHCl3能與H2O強(qiáng)烈反應(yīng)，在空氣中易自燃。請回答下列問題：⑴第①步制備粗硅的化學(xué)反應(yīng)方程式為。⑵粗硅與HCl反應(yīng)完全后，經(jīng)冷凝得到的SiHCl3（沸點33.0℃）中含有少量SiCl4（沸點57.6℃）和HCl（沸點－84.7℃），提純SiHCl3⑶用SiHCl3與過量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如下（熱源及夾持裝置略去）：①裝置Ｂ中的試劑是，裝置Ｃ中的燒瓶需要加熱，其目的是：。②反應(yīng)一段時間后，裝置Ｄ中觀察到的現(xiàn)象是，裝置Ｄ不能采用普通玻璃管的原因是，裝置Ｄ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。③為保證制備純硅實驗的成功，操作的關(guān)鍵是檢查實驗裝置的氣密性，控制好反應(yīng)溫度以及。④為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì)，將試樣用稀鹽酸溶解，取上層清液后需再加入的試劑（填寫字母代號）是ａ．碘水ｂ．氯水ｃ．NaOH溶液ｄ．KSCN溶液ｅ．Na2SO3溶液【鞏固練習(xí)】1．下列材料屬于傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料的是A．玻璃B．鋼鐵C．超硬材料D．半導(dǎo)體陶瓷2．傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料和新型無機(jī)非金屬材料的共同特點是A．耐高溫B．具有電學(xué)特性C．具有光學(xué)特性D．具有生物功能3．下列敘述中，不正確的是A．碳族元素容易生成共價化合物B．碳族元素的原子最外電子層上都是4個電子，所以碳族元素都是+4價的化合物最穩(wěn)定C．碳族元素從上到下由非金屬性向金屬性遞變D．碳族元素的原子半徑從上到下依次增大4．普通玻璃是電的絕緣體，這種透明固體物質(zhì)是A．離子晶體B．分子晶體C．原子晶體D．不屬于晶體5．最近科學(xué)家研制出一種新的分子，它具有空心的類似足球狀結(jié)構(gòu)，分子式為C60。下列說法正確的是A．C60是一種新型化合物B．C60和石墨是碳的同素異形體C．C60中含有離子鍵D．C60的相對分子質(zhì)量為7206．下列物質(zhì)中，不能通過化合反應(yīng)制取的是A．H2SiO3B．Fe(OH)3C．Fe(NO3)2D．CaSiO7．下列關(guān)于說法中，正確的是A．1molSiO2晶體中，含有2molSi—O鍵B．熔融燒堿可選擇石英坩堝C．二氧化硅分子由一個硅原子和兩個氧原子構(gòu)成D．盡管二氧化硅既能與燒堿又能與氫氟酸反應(yīng)，但它仍不是兩性氧化物8．有一種粗鋁含金屬鐵和單質(zhì)硅兩種雜質(zhì)。取等質(zhì)量的樣品分別投入足量的稀HCl（aq）和足量的稀NaOH（aq）中，放出等量的H2，則該粗鋁中鐵和硅的關(guān)系正確的是①物質(zhì)的量之比為2:1②物質(zhì)的量之比為3:1③質(zhì)量之比為2:1④質(zhì)量之比為4:1A．②④B．②③C．①④D．只有④9．在反應(yīng)SiO2+2CSi+2CO中，還原劑和氧化劑的質(zhì)量之比為A．5:2B．2:5C．1:1D．2:110．鋼化玻璃的重要用途之一是制造汽車車窗。合成鋼化玻璃的主要原料是A．純堿、石灰石、石英B．純堿、石灰石、石英、硼酸鹽C．碳酸鉀、石灰石、石英D．水玻璃、石灰石、石英、氧化鉛11．現(xiàn)代建筑的門窗框架常用電解加工成的古銅色硬鋁制造，取硬鋁樣品進(jìn)行如下實驗（每一步試劑均過量）：由此可推知，硬鋁的組成為A.Al、Cu、Mg、Si、MnB.Al、Mg、Si、ZnC.Al、Fe、C、CuD.Al、Si、Zn、Na12．工業(yè)上由粗硅制取純硅涉及以下反應(yīng)：①Si（s）+3HCl（g）SiHCl3（g）+H2（g）；△H＝-381kJ②SiHCl3（g）+H2（g）Si（s）+3HCl（g）對于上述反應(yīng)的說法中正確的是A．均為置換反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)B．反應(yīng)①、②實際上互為可逆反應(yīng)C．由于反應(yīng)①放熱，則反應(yīng)②一定吸熱D．欲提高SiHCl3產(chǎn)率，應(yīng)采用加壓、升溫的辦法13．氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大，熔點高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在1300℃⑴根據(jù)性質(zhì)，推測氮化硅陶瓷的用途是①制汽輪機(jī)葉片②制有機(jī)玻璃③制永久性模具④制造柴油機(jī)⑵氮化硅晶體屬于晶體（填晶體類型）。⑶下列物質(zhì)融化時，所克服的微粒間作用力與氮化硅熔化時所克服的微粒間作用相同的是。①單質(zhì)I2和金剛石②晶體硅和二氧化硅③冰和干冰④金剛石和碳化硅⑷已知氮化硅晶體結(jié)構(gòu)中，原子間都以單鍵相連，且N原子和N原子、Si原子和Si原子不直接相連，同時每個原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。請寫出氮化硅的化學(xué)式：，1mol氮化硅晶體中含molN—Si鍵。⑸現(xiàn)用四氯化硅和氮氣在氫氣氣氛保護(hù)下，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：。14．材料科學(xué)是近年來化學(xué)研究的熱點之一。某新型無機(jī)非金屬材料K由兩種非金屬元素組成，它是一種超硬物質(zhì)，具有耐磨、耐腐蝕、抗冷熱沖擊、抗氧化的特性，它是以中學(xué)化學(xué)中的常見物質(zhì)為原料來生產(chǎn)的，下圖虛線框外為其生產(chǎn)過程；虛線框內(nèi)的其他轉(zhuǎn)化是為探究C的組成而設(shè)，G、H均為難溶于水的白色固體；圖中C、M、K均含A元素，C物質(zhì)遇水強(qiáng)烈水解，能生成一種白色膠狀物質(zhì)F和E的酸霧，其余物質(zhì)均為中學(xué)化學(xué)常見物質(zhì)。請回答下列問題：FF△⑤NaOH溶液⑥過量CO2HIFEG③硝酸銀溶液稀硝酸G水單質(zhì)A單質(zhì)B化合物C化合物M：A(NH2)4K①△②過量NH3④隔絕空氣高溫⑴指出K可能所屬的晶體類型________________；⑵寫出化學(xué)式：單質(zhì)B________________，化合物F________________；⑶寫出圖中下列反應(yīng)的離子方程式：⑤____________________________________________________，⑥____________________________________________________；⑷寫出反應(yīng)④的化學(xué)反應(yīng)方程式：_________________________________________。15．某科研小組用含有少量的CaO和Fe2O3的高嶺土（主要成分為Al2O3·2SiO2·2H2O）來研制新型凈水劑，其實驗方案如下：將土樣和純堿混合均勻，加熱熔融，冷卻后用水浸取熔塊，過濾棄去殘渣，濾液用鹽酸酸化，將分離得到沉淀和溶液，溶液即為凈水劑。⑴熔融時主要成分與純堿反應(yīng)的化學(xué)方程式為：。⑵最后得到的沉淀物是。生成沉淀的離子方程式為。⑶用文字和離子方程式說明凈水劑的凈水原理：。⑷實驗室中常備的坩堝由瓷坩堝和鐵坩堝，此實驗中熔融土樣時應(yīng)選用坩堝。16．第ⅣA族元素中碳、硅、鍺、錫的+4價化合物是穩(wěn)定的，而鉛的+2價化合物是穩(wěn)定的。鍺（Ge）是一種良好的半導(dǎo)體材料，被廣泛用于電子工業(yè)上，它可以從煤燃燒的煙道灰中提取。其過程如下：煙道灰（含GeO2）鍺的氯化物鍺酸純凈的鍺的氧化物鍺。寫出以上各步反應(yīng)的化學(xué)方程式。17．為了獲得平整度高的平板玻璃，20世紀(jì)80年代發(fā)明了浮法玻璃生產(chǎn)流水線。該工藝的主要原理是讓液態(tài)玻璃在極平的水平面上邊流動邊冷卻成固體，控制液態(tài)玻璃的流動速度即可得到不同厚度的平板玻璃。能夠承載液態(tài)玻璃的最好平面為與液態(tài)玻璃互不熔融的液態(tài)物質(zhì)。請根據(jù)下列資料選擇恰當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)作為液態(tài)玻璃的載體。物質(zhì)名稱玻璃石蠟硫鈉鋁鐵錫鉛汞密度/2.2～2.80.87～0.911.93～2.070.972.77.97.311.313.6熔點/℃400～8007211997.7659153523232738.9沸點/℃2804458802500300022701744357⑴運用表中數(shù)據(jù)分析：作為承載液態(tài)玻璃的物質(zhì)，其熔點要，沸點要，密度要。符合上述條件的物質(zhì)是。⑵作為載體最好還要不易被氧化且無毒無公害。從無公害的角度出發(fā)應(yīng)選擇做載體。18．已知如下反應(yīng)：NaH+H2O=NaOH+H2↑；Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑現(xiàn)有氫化鈉（NaH）晶體和單質(zhì)硅的混合物9.0g與足量的水加熱充分反應(yīng)，共收集到H20.80g，求混合物中硅的質(zhì)量?！豆杓捌浠衔铩穮⒖即鸢浮靖呖荚囶}】高溫SiO高溫SiO2+2C=Si+2CO↑6．⑴⑵分餾（或蒸餾）高溫SiHCl3高溫SiHCl3+H2=Si+3HCl②有固