高考化学一轮专题复习 第四章 第1讲 无机非金属材料的主角 硅课件 新人教版.ppt

第1讲无机非金属材料的主角 硅 考点突破题型透析 学科素养技能提升 考点二碳 硅的氧化物 突破CO2与碱反应的定量计算 考纲要求 第四章常见非金属及其化合物 考点三硅酸与硅酸盐 考纲要求 1 了解碳 硅元素单质及其重要化合物的主要性质以及应用 2 了解碳 硅元素单质及其重要化合物对环境质量的影响 3 以新材料 新技术为背景考查C Si元素及其重要化合物的性质及应用 考点一碳 硅单质的存在与性质 知识梳理思维深化 1 单质的存在形态 物理性质 游离态 化合态 化合态 小 良导 高 大 高 大 2 化学性质碳 硅在参与化学反应时 一般表现还原性 知识梳理思维深化 考点一碳 硅单质的存在与性质 知识梳理思维深化 考点一碳 硅单质的存在与性质 考点一碳 硅单质的存在与性质 2 非金属单质跟碱溶液作用一般无H2产生 但Si能跟碱液作用放出H2 Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2 知识梳理思维深化 考点一碳 硅单质的存在与性质 1 从元素周期表的位置看 碳和硅均为 A元素 自然界中有碳的多种单质存在 自然界中有硅的单质吗 为什么 提示 没有 因为硅有很强的亲氧性 在地壳形成时硅与氧易结合 难分离 因而硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐形式存在 知识梳理思维深化 考点一碳 硅单质的存在与性质 2 将下列物质与性质及用途连线 知识梳理思维深化 考点一碳 硅单质的存在与性质 提示 知识梳理思维深化 考点一碳 硅单质的存在与性质 3 写出工业上制备硅的化学方程式 知识梳理思维深化 1 在全球气候变暖的背景下 以低能耗 低污染为基础的 低碳经济 成为发展趋向 下列不属于 促进低碳经济 宗旨的是 A 提高能源效率 寻找替代能源 保护森林以及生态友好型消费B 推广以液化石油气代替天然气作民用燃料C 推广利用二氧化碳与环氧丙烷和琥珀酸酐的三元共聚物的生物降解材料D 推广 绿色环保 计划 吸收空气中CO2并利用廉价能源合成汽油 用液化石油气代替天然气不会减少CO2的排放 题组设计思维建模 题组一一种时尚经济 低碳经济 解析 答案 B 2 在丹麦首都哥本哈根召开了世界气候大会 商讨 京都议定书 一期承诺到期后的后续方案 即2012年至2020年的全球减排协议 大会倡导 节能减排 和 低碳经济 的绿色环保主题 中国宣布了2020年二氧化碳排放量下降40 45 的减排目标 下列不符合这一主题的是 A 自备购物布袋 不用塑料方便袋B 开发新能源 如太阳能 风能等 减少对化石能源的依赖C 推广煤的气化 液化技术 提供清洁燃料和化工原料D 给汽车安装尾气处理器 给汽车安装尾气处理器能减少污染 但不会减少CO2的排放 解析 答案 题组设计思维建模 题组一一种时尚经济 低碳经济 D 3 石墨烯的结构示意图如图所示 下列关于石墨烯的叙述正确的是 A 石墨烯可导电 说明它是电解质B 石墨烯 金刚石 C60 碳纳米泡沫 四种物质都是碳的单质C 由C 石墨 s C 金刚石 s H 1 9kJ mol 1知金刚石比石墨烯稳定D 尽量使用含C的产品 减少使用含C的产品 此举符合 促进低碳经济 的宗旨 解析 答案 题组二碳 硅性质与新技术 新材料 题组设计思维建模 图显 隐 B 1 正误判断 正确的打 错误的打 2 2013 广东高考 11C 高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅 3 2013 新课标全国卷 7D 黑火药由硫黄 硝石 木炭三种物质按一定比例混合制成 4 2012 新课标全国卷 8B 单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料 1 2 3 4 答案 高考真题明确考向 2 2011 高考山东卷 某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半 该元素 A 在自然界中只以化合态的形式存在B 单质常用作半导体材料和光导纤维C 最高价氧化物不与酸反应D 气态氢化物比甲烷稳定 A 答案 高考真题明确考向 考点二碳 硅的氧化物 知识梳理思维深化 1 一氧化碳 1 物理性质 色气体 溶于水 2 化学性质 可燃性 CO燃烧的化学方程式为 燃烧时发出 色的火焰 还原性 CO还原CuO的化学方程式为 无 有毒 难 淡蓝 2 二氧化碳和二氧化硅的比较 知识梳理思维深化 考点二碳 硅的氧化物 空间立体网状 大 高 固 低 知识梳理思维深化 考点二碳 硅的氧化物 SiO2 SiO2 2NaOH 4HF SiF4 2H2O Na2SiO3 H2O 1 CO燃烧发出淡蓝色火焰 该气体有毒 处理时可用酒精灯点燃 2 CO2是温室气体 但CO2不是污染性气体 3 酸性氧化物一般和水反应生成相应的酸 但SiO2不与水反应 4 SiO2是酸性氧化物 SiO2既能与酸 氢氟酸 反应又能与NaOH溶液反应 5 饱和Na2CO3溶液 KOH溶液 水玻璃 澄清石灰水可以保存在玻璃瓶中 但不能用玻璃塞 而氢氟酸不能保存在玻璃瓶中 保存在铅皿容器或塑料瓶中 知识梳理思维深化 考点二碳 硅的氧化物 指出下列反应中SiO2所表现的化学性质或作用 在A E选项中选择正确答案填入括号内 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O SiO2 4HF SiF4 2H2O 知识梳理思维深化 考点二碳 硅的氧化物 A 作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀B 强氧化性C 酸性氧化物的通性D 将挥发性的酸酐从其盐中置换出来E 未参加氧化还原反应提示 C D B E A 知识梳理思维深化 考点二碳 硅的氧化物 1 除去下列气体中混有的杂质 括号内为杂质 可采取的方法 1 CO CO2 2 CO2 CO 3 CO2 O2 4 CO2 SO2 5 CO2 HCl 6 CO2 H2S 1 通过盛有浓NaOH溶液的洗气瓶 2 通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管 3 通过盛放灼热铜网的硬玻璃管 4 通过饱和NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液 5 通过饱和NaHCO3溶液 6 通过CuSO4溶液 题组设计思维建模 题组一气体 固体的提纯 答案 2 如何用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质 括号内为杂质 将所选答案的编号填入下表内相应的空格内 如果不需要外加试剂 则对应答案栏可空着 可供选择的试剂 A 盐酸B 氢氧化钠溶液C 氧气D 水E 二氧化碳可选用的操作 水洗 加热 高温灼烧 过滤 结晶 解析 答案 题组设计思维建模 题组一气体 固体的提纯 1 B 2 D 3 A 4 A 5 6 可根据二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物 它可跟强碱反应 不跟酸 氢氟酸除外 反应 它受热不分解等性质 而三氧化二铁 碳酸钙跟盐酸反应 硅酸 氯化铵能受热分解 通过一定操作 除去杂质 除杂过程中所发生反应的化学方程式如下 1 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O 2 不发生 3 Fe2O3 6HCl 2FeCl3 3H2O 4 CaCO3 2HCl CaCl2 CO2 H2O 3 正误判断 正确的划 错误的划 1 向C6H5ONa溶液中通入CO2气体 溶液变浑浊 2 向Na2SiO3溶液中通入CO2 溶液变浑浊 继续通入CO2至过量 浑浊消失 3 向Ca ClO 2溶液中通入CO2气体 溶液变浑浊 继续通入CO2至过量 浑浊消失 4 向CaCl2溶液中通入CO2 无明显现象 再通入NH3至呈碱性 变浑浊 5 向饱和Na2CO3溶液中通入过量的CO2气体 有晶体析出 6 向NaAlO2溶液中通入CO2气体 一开始有白色沉淀生成 CO2过量 沉淀溶解 7 向饱和NaCl的氨溶液中通入过量CO2气体 有晶体析出 1 2 3 4 5 6 7 题组设计思维建模 题组二CO2与盐溶液反应的判断 答案 熟记可用CO2制取的弱酸 或酚 碳酸酸性比硅酸 次氯酸 苯酚 偏铝酸等强 将CO2气体通入Na2SiO3 NaClO NaAlO2盐溶液中 均能发生反应而生成相应的弱酸和碳酸 氢 盐 这是 强酸制弱酸 原理的应用 如 题组设计思维建模 题组二CO2与盐溶液反应的判断 CO2 Na2SiO3 H2O Na2CO3 H2SiO3 或CO2 Na2SiO3 2H2O H4SiO4 Na2CO3 CO2 Ca ClO 2 H2O CaCO3 2HClOCO2 过量 NaAlO2 2H2O Al OH 3 NaHCO3CO2 少量 2NaAlO2 3H2O 2Al OH 3 Na2CO3 题组设计思维建模 4 将足量CO2通入KOH和Ca OH 2的混合稀溶液中 生成沉淀的物质的量 n 和通入CO2体积 V 的关系正确的是 题组设计思维建模 题组三CO2与碱反应的定性判断 答案 D 解析 CO2与KOH和Ca OH 2都会反应 但存在着竞争 如果先与KOH反应 则反应后生成的K2CO3立即会与Ca OH 2反应生成CaCO3 因此 可以看成CO2先与Ca OH 2反应 所以通CO2后立即有CaCO3生成 第二步还要判断CO2是先跟KOH反应还是先与生成的CaCO3反应 同样可以采用假设法判断 即如果先与CaCO3反应 则生成的Ca HCO3 2又会与KOH反应 因此应是先与KOH反应 此过程生成沉淀的物质的量不变 当KOH反应完全 再与CaCO3反应 直至沉淀完全溶解 故选D CO2与碱反应顺序的判断当有多种组分与一种物质反应时 判断反应顺序的方法 先假设与其中的一种组分反应 若产物还能与另一种组分反应 则假设错误 如将CO2通入KOH Ba OH 2混合溶液中 假设CO2先与KOH反应 则生成的K2CO3会与Ba OH 2继续反应生成BaCO3 故假设错误 应该是CO2先与Ba OH 2反应 题组设计思维建模 题组三CO2与碱反应的定性判断 判断正误 正确的划 错误的划 1 2013 广东高考 10D 因为SiO2可与HF反应 所以氢氟酸不能保存在玻璃瓶中 2 2013 福建高考 6A 石英只能用于生产光导纤维 3 2012 山东高考 11B 盛放NaOH溶液时 使用带玻璃塞的磨口瓶 4 2012 天津高考 2B SiO2与酸 碱均不反应 5 2012 广东高考 12B 因SiO2有导电性 所以SiO2可用于制备光导纤维 6 2011 江苏高考 3B 二氧化硅不与任何酸反应 可用石英制造耐酸容器 高考真题明确考向 题组三CO2与碱反应的定性判断 高考真题明确考向 7 2010 山东高考 13A SiO2是酸性氧化物 能与NaOH溶液反应 8 2010 福建高考 9D Si SiO2 H2SiO3均能一步转化 9 2010 江苏高考 4A 二氧化硅是生产光纤制品的基本原料 10 2010 上海高考 2B 二氧化硅的分子式是SiO2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 题组三CO2与碱反应的定性判断 答案 考点三硅酸与硅酸盐 知识梳理思维深化 1 硅酸硅酸 溶于水 其酸性比碳酸 硅酸 填 能 或 不能 使紫色石蕊试液变红色 1 硅酸不稳定 受热易分解 2 硅酸能与碱溶液反应 如与NaOH溶液反应的化学方程式为 3 硅酸在水中易聚合形成胶体 硅胶吸附水分能力强 常用作 不 弱 不能 H2SiO3 2NaOH Na2SiO3 2H2O 干燥剂 2 硅酸盐 1 概念 的总称 是构成地壳岩石的主要成分 2 表示方法 硅酸盐矿物的成分复杂 多用氧化物的形式表示它们的组成 如硅酸钠 Na2SiO3 写成 3 硅酸钠 Na2SiO3 白色 可溶于水的粉末状固体 其水溶液俗称 有黏性 水溶液显碱性 它能与酸性较硅酸强的酸反应 化学方程式分别为与盐酸反应 与CO2水溶液反应 用途 黏合剂 矿物胶 耐火阻燃材料 知识梳理思维深化 考点三硅酸与硅酸盐 由硅 氧和金属组成的化合物 Na2O SiO2 水玻璃 Na2SiO3 2HCl 2NaCl H2SiO3 Na2SiO3 CO2 H2O H2SiO3 Na2CO3 3 无机非金属材料 1 传统无机非金属材料 如水泥 玻璃 陶瓷等硅酸盐材料 常见硅酸盐材料 2 新型无机非金属材料 如 等 知识梳理思维深化 考点三硅酸与硅酸盐 高温结构陶瓷 光导纤维 生物陶瓷 压电陶瓷 1 硅胶常用作袋装食品 瓶装药品等的干燥剂 2 水玻璃俗称泡花碱 是混合物 3 光导纤维不导电而导光 是一种新型无机非金属材料 知识梳理思维深化 考点三硅酸与硅酸盐 用氧化物形式表示下列硅酸盐的组成 1 钾长石 KAlSi3O8 2 石棉 CaMg3Si4O12 3 三硅酸镁 Mg2Si3O8 nH2O 4 钾云母KH2Al3Si3O12 5 青石棉Na2Fe5Si8O22 OH 2 提示 1 K2O Al2O3 6SiO2 2 CaO 3MgO 4SiO2 3 2MgO 3SiO2 nH2O 4 K2O 3Al2O3 6SiO2 2H2O 5 Na2O 3FeO Fe2O3 8SiO2 H2O 知识梳理思维深化 考点三硅酸与硅酸盐 知识梳理思维深化 硅酸盐改写成氧化物形式的方法技巧氧化物的顺序 活泼金属氧化物 较活泼金属氧化物 二氧化硅 水 氧化物前系数配置原则 除氧元素外 其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数 注意事项 氧化物之间以 隔开 系数配置出现分数应化为整数 考点三硅酸与硅酸盐 1 世界著名的科技史专家 英国剑桥大学的李约瑟博士考证说 中国至少在距今3000年以前 就已经使用玻璃了 下列有关玻璃的说法不正确的是 A 制普通玻璃的原料主要是石灰石和黏土B 玻璃在加热熔化时没有固定的熔点C 普通玻璃的成分主要是硅酸钠 硅酸钙和二氧化硅D 盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞 是为了防止烧碱跟二氧化硅生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起 制普通玻璃的原料主要有石灰石 纯碱和石英 A项不正确 普通玻璃是混合物 没有固定的熔点 B项正确 C D项正确 题组设计思维建模 题组一无机非金属材料的组成 性质及应用 解析 答案 A 2 开发新材料是现代科技发展的方向之一 下列有关材料说法正确是 A 氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料B C60属于原子晶体 用于制造纳米材料C 纤维素乙酸酯属于天然高分子材料D 单晶硅常用于制造光导纤维 C60是分子晶体 不是原子晶体 B项不正确 纤维素乙酸酯是人工合成的 不是天然高分子材料 C项错误 制造光导纤维的材料是SiO2而不是Si D项不正确 解析 答案 题组设计思维建模 题组一无机非金属材料的组成 性质及应用 A 3 2012年我国载人飞船再次升空 显示出我国航天技术已进入世界一流 飞船应用了许多尖端的合成材料 据报道我国科学家近年来研制出一种新型 连续纤维增韧 航空材料 其主要成分是由碳化硅 陶瓷和碳纤维复合而成的 下列相关叙述不正确的是 A 它耐高温抗氧化B 它比钢铁轻 硬 但质地较脆C 它没有固定熔点D 它是一种新型无机非金属材料 由题目信息中 连续纤维增韧 可知 该航天服的韧性很好 质地并不是很脆 B错误 解析 答案 题组设计思维建模 题组一无机非金属材料的组成 性质及应用 B 1 不要混淆二氧化硅和硅的用途 用于制作光导纤维的是SiO2 用于制作半导体材料 计算机芯片的是晶体硅 2 水晶 石英 玛瑙的主要成分是SiO2 珍珠的主要成分是CaCO3 钻石是金刚石 宝石的主要成分是Al2O3 题组设计思维建模 题组一无机非金属材料的组成 性质及应用 4 A B C D E五种物质中均含有同一种非金属元素 它们能发生如图所示的转化关系 该元素 用R表示 的单质能与NaOH溶液反应生成盐 Na2RO3 和氢气 请回答下列问题 1 写出各物质的化学式 A B C D E 题组二碳 硅及其化合物的综合推断 题组设计思维建模 2 写出反应 的化学方程式 该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 3 写出反应 的离子方程式 4 写出反应 的离子方程式 5 H2CO3的酸性强于E的 请用离子方程式予以证明 解答本题的 突破口 1 是非金属元素R的单质能与NaOH溶液反应生成盐 Na2RO3 和氢气 说明是硅及其化合物之间的转化 突破口 2 是反应条件 高温 A在高温条件下 能与焦炭 CaCO3发生反应 则A为SiO2 从而顺藤摸瓜推知B为CaSiO3 D为Si E为H2SiO3 解析 答案 题组设计思维建模 题组二碳 硅及其化合物的综合推断 题组设计思维建模 题组二碳 硅及其化合物的综合推断 解答硅及其化合物的推断题 高温反应条件 特征反应 单质与碱反应 盐溶液与过量盐酸反应产生白色沉淀等往往是推断题的 突破口 1 正误判断 正确的划 错误的划 1 2014 四川高考 1B 硅胶可作袋装食品的干燥剂 2 2012 新课标全国卷 8D 合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料 高考真题明确考向 答案 1 2 3 4 5 下列判断正确的是 A 气体甲一定是纯净物B 沉淀甲是硅酸和硅酸镁的混合物 高考真题明确考向 解析 C 答案 图显 隐 数轴分析法突破CO2与碱反应的定量计算1 判断可能发生的反应 写出化学方程式 2 按恰好完全反应 确定相关物质的物质的量之比 好寻找临界点 3 画数轴 确定讨论范围 进行判断和计算 如CO2与NaOH溶液的反应CO2 2NaOH Na2CO3 H2OCO2 NaOH NaHCO3当n OH n CO2 的值不同时产物如下 突破CO2与碱反应的定量计算 突破CO2与碱反应的定量计算 典例 向300mLKOH溶液中缓慢通入一定量的CO2气体 充分反应后 在减压低温下蒸发溶液得到白色固体 请回答下列问题 1 由于CO2通入量不同 所得到的白色固体的量及组成也不同 试推断有几种可能的组成 并分别列出 2 若通入CO2气体2 24L 标准状况 得到11 9g白色固体 请通过计算确定 此白色固体是由哪些物质组成的 其质量分别为多少 KOH的物质的量浓度为多少 1 可能发生的反应有 CO2不足时 CO2 2KOH K2CO3 H2O CO2过量时 CO2 KOH KHCO3 解析 突破CO2与碱反应的定量计算 解析 突破CO2与碱反应的定量计算 答案 解析 1 2 白色固体为K2CO3和KHCO3的混合物 质量分别为K2CO36 9g和KHCO35g c KOH 0 5mol L 1 突破CO2与碱反应的定量计算