新課標(biāo)高考化學(xué)第一輪復(fù)習(xí)無機(jī)非金屬材料的主角硅(2課時(shí))

1、第一節(jié)第一節(jié) 無機(jī)非金屬材料的主角無機(jī)非金屬材料的主角硅硅 201120112011新課標(biāo)高考化學(xué)第一輪復(fù)習(xí)新課標(biāo)高考化學(xué)第一輪復(fù)習(xí)新課標(biāo)高考化學(xué)第一輪復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)五：新型無機(jī)非金屬材料知識(shí)點(diǎn)一：碳和硅知識(shí)點(diǎn)二：碳和硅的氧化物知識(shí)點(diǎn)三：碳酸和硅酸知識(shí)點(diǎn)四：硅酸鹽 知識(shí)點(diǎn)一、碳和硅知識(shí)點(diǎn)一、碳和硅物質(zhì)物質(zhì)碳碳硅硅存在形式存在形式同素異形體同素異形體物理性質(zhì)物理性質(zhì)化化學(xué)學(xué)性性質(zhì)質(zhì)與與o o2 2反應(yīng)反應(yīng)與金屬與金屬氧化物氧化物反應(yīng)反應(yīng) 游離態(tài)，化合態(tài)游離態(tài)，化合態(tài) 親氧元素，只有化合態(tài)親氧元素，只有化合態(tài)石墨，金剛石，石墨，金剛石，c60等等 晶體硅，無定形硅晶體硅，無定形硅c + o2 co2

2、2c + o2 2cosi + o2 sio2c+cuo cu+co晶體硅有金屬光澤的灰晶體硅有金屬光澤的灰黑色固體黑色固體,熔點(diǎn)高熔點(diǎn)高,硬度大硬度大,有脆性有脆性石墨熔點(diǎn)高，硬度小，是電石墨熔點(diǎn)高，硬度小，是電的良導(dǎo)體；金剛石是硬度最的良導(dǎo)體；金剛石是硬度最大的物質(zhì)。大的物質(zhì)。物質(zhì)物質(zhì)碳碳硅硅化化學(xué)學(xué)性性質(zhì)質(zhì)與與h h2 2o o反反應(yīng)應(yīng)與酸反與酸反應(yīng)應(yīng)與堿反與堿反應(yīng)應(yīng)主要用途主要用途3c + 4hno3(稀稀) = 3co2 +4no+2h2osi + 2naoh + h2o= na2sio3 + 2h2石墨：鉛筆芯，潤(rùn)滑劑，電極石墨：鉛筆芯，潤(rùn)滑劑，電極金剛石：切割刀具金剛石：切割刀具

3、半導(dǎo)體半導(dǎo)體材料和合金材料材料和合金材料（芯片、光電池）（芯片、光電池）si + 4hf = sif4+ 2h2 c + h2o(g) co + h2僅與氧化性酸反應(yīng)，生成僅與氧化性酸反應(yīng)，生成co2 只與只與hf反應(yīng)反應(yīng)水煤氣水煤氣2. 能置換水中的氫的能置換水中的氫的非金屬單質(zhì)為非金屬單質(zhì)為 c ;4.能與堿反應(yīng)生成氫氣的能與堿反應(yīng)生成氫氣的固體單質(zhì)有固體單質(zhì)有al和和si推推 斷斷 題題 的的 題題 眼眼5.非金屬單質(zhì)一般為絕緣體，但硅作為非金屬單質(zhì)一般為絕緣體，但硅作為 半導(dǎo)體半導(dǎo)體材料，而石墨為電的良導(dǎo)體。材料，而石墨為電的良導(dǎo)體。1. 非金屬單質(zhì)一般熔沸點(diǎn)，硬度小，但硅、金剛石熔沸

4、高非金屬單質(zhì)一般熔沸點(diǎn)，硬度小，但硅、金剛石熔沸高 其中金剛石為其中金剛石為硬度最大硬度最大的物質(zhì)。的物質(zhì)。3. 非金屬單質(zhì)一般不能和非氧化性酸反應(yīng)，而非金屬單質(zhì)一般不能和非氧化性酸反應(yīng)，而si不但能和不但能和hf反應(yīng)，且能放出氫氣。反應(yīng)，且能放出氫氣。課堂練習(xí)：課堂練習(xí)： (2009廣東理基廣東理基)下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的說法正下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的說法正 確的是確的是 () 硅是構(gòu)成一些巖石和礦物的基本元素硅是構(gòu)成一些巖石和礦物的基本元素 水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品 高純度的硅單質(zhì)廣泛用于制作光導(dǎo)纖維高純度的硅單質(zhì)廣泛用于制作光導(dǎo)纖維 陶瓷

5、是人類應(yīng)用很早的硅酸鹽材料陶瓷是人類應(yīng)用很早的硅酸鹽材料 a b c d知識(shí)點(diǎn)二、碳和硅的氧化物知識(shí)點(diǎn)二、碳和硅的氧化物 1、co （1）物理性質(zhì)：）物理性質(zhì)： 色色 味味 毒的氣體，毒的氣體， 溶于水溶于水. （2）化學(xué)性質(zhì)：可燃性）化學(xué)性質(zhì)：可燃性 ， 還原性還原性 。無無 無無 有有 不不 2co + o2 2co2 co + cuo cu + co22. co2 和和 sio2物質(zhì)物質(zhì)co2 sio2 物理性質(zhì)物理性質(zhì)化化學(xué)學(xué)性性質(zhì)質(zhì)與水反與水反應(yīng)應(yīng)與酸反與酸反應(yīng)應(yīng)與堿反與堿反應(yīng)應(yīng)與堿性與堿性氧化物氧化物反應(yīng)反應(yīng)與鹽反與鹽反應(yīng)應(yīng)與碳反與碳反應(yīng)應(yīng)無色無味的氣體，無毒，微無色無味的氣體，無

6、毒，微溶于水，固態(tài)時(shí)叫干冰溶于水，固態(tài)時(shí)叫干冰硬度大，熔沸點(diǎn)高，常溫硬度大，熔沸點(diǎn)高，常溫 下為固體，不溶于水。下為固體，不溶于水。co2+h2o h2co3 co2+ 2naoh= na2co3+ h2o sio2+4hf = sif4+2h2o sio2+ 2naoh= na2sio3 + h2o co2+ cao=caco3 sio2+ cao casio3 co2+ na2co3+ h2o = 2nahco3 co2+c 2co sio2+ na2co3 na2sio3 + co2 sio2+ 2c si + 2co 盛放堿液的試劑瓶不能用玻璃塞盛放堿液的試劑瓶不能用玻璃塞 不反應(yīng)不反

7、應(yīng)不反應(yīng)不反應(yīng)石英鐘石英鐘實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室室使使用用的的石石英英坩坩堝堝瑪瑙飾品瑪瑙飾品信息高速公路的骨架信息高速公路的骨架-石英光導(dǎo)纖維石英光導(dǎo)纖維 1. co1. co為不成鹽氧化物，為不成鹽氧化物，2. 2. 酸性氧化物一般不和非氧化性酸反應(yīng)，而酸性氧化物一般不和非氧化性酸反應(yīng)，而coco2 2 和和 siosio2 2為酸性氧化物為酸性氧化物siosio2 2+4hf = sif+4hf = sif4 4+2h+2h2 2o o 3. 3. 一般酸性氧化物可以和水反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的酸，一般酸性氧化物可以和水反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的酸， 而而siosio2 2和和h h2 2o o 不反應(yīng)不反應(yīng)可用于刻蝕玻

8、璃可用于刻蝕玻璃知識(shí)點(diǎn)三：碳酸和硅酸知識(shí)點(diǎn)三：碳酸和硅酸1. h2co3弱酸性，不穩(wěn)定，一般寫作弱酸性，不穩(wěn)定，一般寫作 co2+h2o 2. h2sio3(1)物理性質(zhì)：物理性質(zhì)：(2)化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì) a.弱酸性：弱酸性： b.不穩(wěn)定性：不穩(wěn)定性： c.制備：制備：2hcl+ na2sio3 = h2sio3 +2nacl 2co2+ na2sio3+ 2h2o =h2sio3+ 2nahco3h2sio3+ 2naoh= na2sio3 + h2o h2sio3 sio2+h2o 難溶于水的透明的膠狀固體難溶于水的透明的膠狀固體酸性比碳酸更弱酸性比碳酸更弱(3)用途用途硅膠可作干燥劑、催

9、化劑的載體硅膠可作干燥劑、催化劑的載體1. 無機(jī)酸一般易溶于水，而硅酸卻難溶于水。無機(jī)酸一般易溶于水，而硅酸卻難溶于水。2. 碳酸酸性大于硅酸碳酸酸性大于硅酸co2+ na2sio3+ h2o =h2sio3+ na2co3水溶液中水溶液中sio2+ na2co3 na2sio3 + co2 高溫條件下高溫條件下分析分析：在水溶液中，碳酸的酸性比硅酸強(qiáng)，因此發(fā)生了反應(yīng)：在水溶液中，碳酸的酸性比硅酸強(qiáng)，因此發(fā)生了反應(yīng)生成了硅酸沉液，在高溫重要條件下，生成的二氧化碳離生成了硅酸沉液，在高溫重要條件下，生成的二氧化碳離開了反應(yīng)體系而使反應(yīng)進(jìn)行到底（化學(xué)平衡）。開了反應(yīng)體系而使反應(yīng)進(jìn)行到底（化學(xué)平衡）

10、。知識(shí)點(diǎn)四：硅酸鹽知識(shí)點(diǎn)四：硅酸鹽（1）硅酸鹽：硅酸鹽是由）硅酸鹽：硅酸鹽是由 組成的化合物的總組成的化合物的總 稱，是構(gòu)成地殼巖的主要成分。稱，是構(gòu)成地殼巖的主要成分。（2）硅酸鈉的水溶液俗稱）硅酸鈉的水溶液俗稱 ，是無色黏稠液體，是無色黏稠液體， 常用于制備黏合劑、防腐劑和耐火材料。常用于制備黏合劑、防腐劑和耐火材料。（3）硅酸鹽組成的表示）硅酸鹽組成的表示 通常用通常用二氧化硅和金屬氧化物二氧化硅和金屬氧化物的組成形式表示硅酸鹽的組成。的組成形式表示硅酸鹽的組成。 例：例： na2sio3 可表示為可表示為na2o sio2長(zhǎng)石長(zhǎng)石kalsi3o8 可表示為可表示為 。k2oal2o3

11、6sio2硅、氧和金屬硅、氧和金屬水玻璃水玻璃1. 硅酸鹽寫法與氧化物寫法中的各元素化合價(jià)保持一致，原硅酸鹽寫法與氧化物寫法中的各元素化合價(jià)保持一致，原 子個(gè)數(shù)比相等子個(gè)數(shù)比相等2. 氧化物的順序?yàn)椋夯顫娊饘傺趸镅趸锏捻樞驗(yàn)椋夯顫娊饘傺趸?較活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物 二氧化硅二氧化硅 水水3. 氧化物之間以氧化物之間以 隔開，系數(shù)配置出現(xiàn)分?jǐn)?shù)時(shí)化為整數(shù)。隔開，系數(shù)配置出現(xiàn)分?jǐn)?shù)時(shí)化為整數(shù)。4. 硅酸鹽組成的表示方法采用的是氧化物法。實(shí)際上硅酸硅酸鹽組成的表示方法采用的是氧化物法。實(shí)際上硅酸 鹽不是以簡(jiǎn)單氧化物形式出現(xiàn)的，而是以種種結(jié)構(gòu)復(fù)雜鹽不是以簡(jiǎn)單氧化物形式出現(xiàn)的，而是以種種結(jié)構(gòu)復(fù)

12、雜 的鹽存在著的。的鹽存在著的。課堂練習(xí)：課堂練習(xí)：把下列式子改寫成氧化物的形式，請(qǐng)?zhí)钊霗M線上：把下列式子改寫成氧化物的形式，請(qǐng)?zhí)钊霗M線上：硅酸鈣：硅酸鈣：casiocasio3 3高嶺石：高嶺石：alal2 2(si(si2 2o o5 5)(oh)(oh)4 4滑石：滑石：mgmg3 3(si(si4 4o o1010)(oh)(oh)2 2鈣沸石：鈣沸石：ca(alca(al2 2sisi3 3o o7 7)(oh)(oh)6 6caosio2al2o32sio22h2o3mgo4sio2h2ocaoal2o33sio23h2o知識(shí)點(diǎn)五：新型無機(jī)非金屬材料知識(shí)點(diǎn)五：新型無機(jī)非金屬材料1.

13、硅硅酸酸鹽鹽工工業(yè)業(yè)玻璃玻璃主要原料主要原料主要反應(yīng)主要反應(yīng)產(chǎn)品成分產(chǎn)品成分主要原料主要原料產(chǎn)品成分產(chǎn)品成分水泥水泥陶瓷陶瓷 原料：原料：黏土黏土 純堿、石灰石、石英純堿、石灰石、石英sio2+ na2co3 na2sio3 + co2 sio2+ caco3 casio3 + co2 sio2 na2sio3 ca co3 黏土、石灰石黏土、石灰石硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣2.新型無機(jī)非金屬材料的各類和用途新型無機(jī)非金屬材料的各類和用途 材料類別材料類別主要特性主要特性示例示例用途用途高溫結(jié)構(gòu)高溫結(jié)構(gòu)陶瓷陶瓷能承受主高溫，能承受主高溫，強(qiáng)度大強(qiáng)度大氮化硅陶氮化硅

14、陶瓷瓷汽輪機(jī)葉片，軸承，汽輪機(jī)葉片，軸承，永久性模具永久性模具半導(dǎo)體材半導(dǎo)體材料料具有光學(xué)特性具有光學(xué)特性氧化錫陶氧化錫陶瓷瓷集成電路的半導(dǎo)體材集成電路的半導(dǎo)體材料料光學(xué)材料光學(xué)材料具有光學(xué)特性具有光學(xué)特性光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維光纜通信，醫(yī)療，照光纜通信，醫(yī)療，照明等明等生物陶瓷生物陶瓷具有生物功能具有生物功能氧化鋁陶氧化鋁陶瓷瓷人造骨，人造關(guān)節(jié)，人造骨，人造關(guān)節(jié)，接骨螺釘接骨螺釘有關(guān)材料分類正確的是有關(guān)材料分類正確的是a.a.硅酸鹽材料屬于新型無機(jī)非金屬材料硅酸鹽材料屬于新型無機(jī)非金屬材料b.b.高溫結(jié)構(gòu)陶瓷屬于新型無機(jī)金屬材料，屬于結(jié)構(gòu)材料高溫結(jié)構(gòu)陶瓷屬于新型無機(jī)金屬材料，屬于結(jié)構(gòu)材料c.c.新

15、型無機(jī)非金屬材料包括半導(dǎo)體材料，光導(dǎo)纖維，氧化鋁新型無機(jī)非金屬材料包括半導(dǎo)體材料，光導(dǎo)纖維，氧化鋁陶瓷等陶瓷等d.d.氮化硅陶瓷屬于新型無機(jī)非金屬材料，但不是高溫結(jié)構(gòu)材氮化硅陶瓷屬于新型無機(jī)非金屬材料，但不是高溫結(jié)構(gòu)材料料課堂練習(xí)：課堂練習(xí)： (2007 (2007全國(guó)全國(guó)) )水蒸氣通過灼熱的焦炭后，流水蒸氣通過灼熱的焦炭后，流出氣體的主要成分是出氣體的主要成分是coco和和h h2 2，還有，還有coco2 2和水蒸和水蒸氣等。請(qǐng)用下圖中提供的儀器，選擇必要的氣等。請(qǐng)用下圖中提供的儀器，選擇必要的試劑，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，證明上述混合氣中有試劑，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，證明上述混合氣中有coco和和h h2 2。( (加熱裝置和導(dǎo)管等在圖中略去加熱裝置和導(dǎo)管等在圖中略去) )回答下列問題：回答下列問題：高考回放高考回放(2)儀器b中需加入試劑的名稱(或化學(xué)式)是氧化銅(或 cuo)，所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是cuo+h2 h2o+cu，cuo+co co2+cu 無水硫酸銅(cuso4)(3)儀器c中需加