2014届新课标高考总复习·化学 4-1硅无机非金属材料.ppt

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1、第四章材料家族中的元素第一节硅无机非金属材料提示：不能。因碳在反应中失电子被氧化。二、二氧化硅和光导纤维1．二氧化硅(1)自然界中的存在SiO2主要存在于：(至少填三种)等物质中。(2)化学性质沙子、石英、水晶2．光导纤维(1)主要成分：。(2)用途：用于通信、能量传输、信息处理、遥测遥控等方面。提示：不能。该反应不是在溶液中的反应，但能说明热稳定性CaSiO3>CaCO3。SiO2三、硅酸(H2SiO3)、硅酸盐、无机非金属材料1．硅酸(1)溶解性：溶解度很小。(2)化学性质——弱酸性酸性比还弱。(3)制备：可用硅酸钠与盐酸反应制得：。(4)用途：硅胶可用作的载体和袋装食品、瓶装药品等的

2、干燥剂。2．硅酸盐(1)硅酸盐：是由元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。H2CO3Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓催化剂硅、氧和金属(2)硅酸钠①Na2SiO3水溶液俗称，常用于制作黏合剂、防腐剂和耐火材料。②硅酸钠溶液在空气中易变质，反应的化学方程式为。③硅酸盐组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成：如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为，石棉(CaMg3Si4O12)可表示为：。长石(KAlSi3O8)可表示为：。水玻璃Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3Na2O·SiO2CaO·3MgO·4SiO2

3、K2O·Al2O3·6SiO23．无机非金属材料(1)硅酸盐材料——传统无机非金属材料(2)特殊功能的含硅物质①具有金刚石结构，可用作磨料。②含硅元素4%的硅钢具有性。③硅橡胶具有的性质。碳化硅导磁既耐高温又耐低温[特别提醒](1)工业上用焦炭和石英制取粗硅的反应生成的是CO而不是CO2。(2)常见与强碱溶液反应生成H2的固体单质有Al和Si，能够置换出H2O中氢的非金属单质为碳，这些特征反应常作为推断题的突破口。(3)不要混淆常见含硅物质的成分①计算机芯片的成分是晶体硅而不是SiO2。②水晶、石英、玛瑙等主要成分是SiO2，而不是硅酸盐。③传统无机非金属材料陶瓷、水泥、玻璃的主要成分是硅

4、酸盐。[例1]下列说法正确的是()A．(2012年高考天津卷)二氧化硅与酸碱都不反应B．(2012年高考新课标全国卷)单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料C．(2012年高考广东卷改编)因为SiO2有导电性，SiO2可用于制备光导纤维D．(2012年高考江苏卷改编)向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体，出现白色沉淀，说明H2SiO3酸性比H2CO3强[精讲精析]二氧化硅与强碱和氢氟酸都能反应，A不正确；单质硅是将太阳能转化为电能的常用材料，B正确；SiO2可用于制备光导纤维，是因为其具有很好的导光性能，C不正确；Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体，出现白色沉淀，说明H2C

5、O3酸性比H2SiO3强，D不正确。[答案]B解析：分析反应前后化合价的变化，可知A说法正确；光纤是光导纤维的简称，其主要成分是二氧化硅，B说法错误；制造光电池的材料是晶体硅，C说法错误；金刚砂的主要成分是碳化硅，石英玻璃的主要成分是二氧化硅，都不是硅酸盐产品，故D说法错误。答案：A热点二碳、硅重要化合物的比较1．CO2和SiO22.H2CO3和H2SiO3[特别提醒]CO2为分子型化合物，而SiO2晶体中不存在SiO2分子。[解析]根据酸盐之间复分解反应进行的方向判断酸性强弱一般是在常温湿态下适用，在高温干态下不适用，事实是碳酸酸性比硅酸强；CO2和SiO2在物理性质方面有很大差异；Si

6、O2与氢氟酸反应，不是表现碱性；SiO2虽属于酸性氧化物，但不能直接与H2O反应生成H2SiO3。[答案]D2．不能说明碳元素的非金属性比硅元素强的是()A．甲烷比硅化氢稳定B．碳酸与硅酸钠溶液反应生成硅酸C．硅酸钠溶液的碱性比碳酸钠溶液的碱性强D．高温下SiO2和Na2CO3反应解析：比较C、Si元素非金属性强弱可通过其氢化物的稳定性，最高价含氧酸的酸性强弱比较，D项不能比较。答案：D硅从沙滩走到科技前沿硅是信息产业中的重要基础材料，近几年高考经常围绕硅单质的制取，结合物质的分离、提纯及化工工艺考查实验设计、实验评价及反应原理。【典例】晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下

7、：①高温下用过量的碳与二氧化硅反应制得粗硅；②粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3(Si＋3HCl===SiHCl3＋H2)；③SiHCl3与过量的H2在1000～1100℃反应制得纯硅，已知SiHCl3能与水剧烈反应，在空气中易自燃。(1)第一步制取粗硅的反应中碳作剂(填“氧化”或“还原”)。(2)粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6℃)和HCl(沸