高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)——硅及其化合物

1、第一節(jié)無機(jī)非金屬材料的主角硅、碳第四章非金屬元素及其化合物第四章非金屬元素及其化合物 第1課時 碳和硅第一輪復(fù)習(xí)第一輪復(fù)習(xí)考向分析考向分析 本節(jié)高考重點(diǎn)考查：本節(jié)高考重點(diǎn)考查： (1)了解了解C、Si及其化合物主要性質(zhì)、應(yīng)用；及其化合物主要性質(zhì)、應(yīng)用； (2)了解無機(jī)非金屬材料的應(yīng)用。了解無機(jī)非金屬材料的應(yīng)用。題型以選擇題、推斷題為主，難度為低中檔題。題型以選擇題、推斷題為主，難度為低中檔題。預(yù)測預(yù)測2018年會以新材料、新科技為背景在年會以新材料、新科技為背景在C、Si及其主要化及其主要化合物性質(zhì)應(yīng)用方面進(jìn)行命題。因此平時復(fù)習(xí)注意關(guān)注與合物性質(zhì)應(yīng)用方面進(jìn)行命題。因此平時復(fù)習(xí)注意關(guān)注與C、Si

2、有關(guān)的新材料、新科技。有關(guān)的新材料、新科技。點(diǎn)點(diǎn)面面導(dǎo)導(dǎo)圖圖課前體驗(yàn)課前體驗(yàn)1.回答下列問題(1)寫出碳族元素的所有元素名稱、元素符號， C(碳)Si(硅)Ge(鍺)Sn(錫)Pb(鉛)二氧化碳與某種金屬反應(yīng)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳工業(yè)上制取粗硅氫氟酸腐蝕玻璃石英與苛性鈉溶液反應(yīng)制取普通玻璃的兩個主要反應(yīng)(2)寫出下列反應(yīng)方程式2Mg+CO2 2MgO+C點(diǎn)燃CaCO3+2HCl 2CaCl2+H2O+CO22C+SiO2 2CO+Si高 溫SiO2+4HF SiF4+2H2OSiO2+2NaOH Na2SiO3+H2OSiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2高 溫SiO2+CaCO3 CaS

3、iO3+CO2高 溫課前體驗(yàn)課前體驗(yàn)(2)寫出下列反應(yīng)方程式硅單質(zhì)與氫氧化鉀溶液反應(yīng)水玻璃長期放置于空氣中變質(zhì)：工業(yè)上制取水煤氣Si+2KOH+H2O K2SiO3+2H2Na2SiO3+H2O+CO2 Na2CO3+H2SiO3C+H2O CO+H2高 溫1存在形態(tài)及常見單質(zhì)存在形態(tài)及常見單質(zhì)自然界中碳元素既有游離態(tài)，又有化合態(tài)，自然界中碳元素既有游離態(tài)，又有化合態(tài)，而硅元素因有親氧性，而硅元素因有親氧性，所以僅有所以僅有_態(tài)。碳單質(zhì)主要有金剛石、石墨等同素異形體，硅單質(zhì)態(tài)。碳單質(zhì)主要有金剛石、石墨等同素異形體，硅單質(zhì)主要有主要有_和和_兩大類。兩大類?；暇w無定形2單質(zhì)的結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)與

4、用途比較單質(zhì)的結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)與用途比較碳碳硅硅結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)金剛石：金剛石：_結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)石墨：層狀結(jié)構(gòu)石墨：層狀結(jié)構(gòu)晶體硅：與金剛石類似的空間晶體硅：與金剛石類似的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)物理物理性質(zhì)性質(zhì)金剛石熔點(diǎn)金剛石熔點(diǎn)_、硬度大、硬度大石墨熔點(diǎn)高、質(zhì)石墨熔點(diǎn)高、質(zhì)_，有滑膩感，有滑膩感晶體硅為灰黑色固體，有金屬晶體硅為灰黑色固體，有金屬光澤、硬度大、熔點(diǎn)光澤、硬度大、熔點(diǎn)_用途用途金剛石用作切割刀具，金剛石用作切割刀具，_用作電極、鉛筆芯用作電極、鉛筆芯晶體硅用作晶體硅用作_材料、硅材料、硅芯片和硅太陽能電池芯片和硅太陽能電池空間網(wǎng)狀高軟石墨高半導(dǎo)體一、碳和硅的存在和性質(zhì)自然界中硬度最大的物質(zhì)3.碳

5、的化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)(一般表現(xiàn)為一般表現(xiàn)為還原性還原性)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式以以C為還原劑還原為還原劑還原氧化物均生成氧化物均生成CO( (2) )單質(zhì)硅的主要化學(xué)性質(zhì)(一般表現(xiàn)為還原性)思考與交流：思考與交流：硅既可以與硅既可以與HF反應(yīng)，也可以與強(qiáng)反應(yīng)，也可以與強(qiáng)堿反應(yīng)，那么硅具有兩性嗎？堿反應(yīng)，那么硅具有兩性嗎？沒有兩性，是特性沒有兩性，是特性Si2NaOHH2O = Na2SiO32H2課前體驗(yàn)課前體驗(yàn)2.下列說法均摘自某些科普雜志，你認(rèn)為無科學(xué)性錯誤的事A.鉛筆芯的原料是重金屬鉛，兒童在使用時不可以用嘴吮吸鉛筆，以免引起鉛中毒B.CO有毒，生有煤爐的居室，可放置數(shù)盆清水，這樣可有效

6、的吸收CO，防止煤氣中毒C.汽水澆灌農(nóng)田有一定的道理，其中二氧化碳的緩釋，有利于作物的光合作用D.用加酶洗衣粉洗滌衣服時，熱水比溫水好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：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：高溫下用高溫下用過量過量的碳與二氧化硅反應(yīng)制得粗硅；的碳與二氧化硅反應(yīng)制得粗硅；粗硅與粗硅與干燥干燥的的HCl氣體反應(yīng)制得氣體反應(yīng)制得SiHCl3(Si3HCl=SiHCl3H2)；SiHCl3與過量的與過量的H2在在10001100反應(yīng)制得純硅，已知反應(yīng)制得純硅，已知SiHCl3能與能與水水劇烈劇烈反應(yīng)，在反應(yīng)，在空氣中易自燃空氣中易自燃。請回答：(1)

7、第一步，制備粗硅的化學(xué)方程式為 ，氧化劑是_。(2)粗硅與HCl反應(yīng)完全后，經(jīng)冷凝得到的SiHCl3(沸點(diǎn)33.0 )中含有少量SiCl4(沸點(diǎn)57.6 )和HCl(沸點(diǎn)84.7 )，提純SiHCl3可采用 的方法。(3)已知SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和H2，其化學(xué)方程式為_。(4)H2還原SiHCl3過程中若混入O2，可能引起的后果是_。2CSiO2 =Si2CO高溫SiO2蒸餾或分餾SiHCl33H2O=H2SiO33HClH2氧化SiHCl3 ，引起爆炸。(5)實(shí)驗(yàn)室用SiHCl3與過量的H2反應(yīng)制取純硅的裝置如圖所示(加熱器和夾持裝置略去)：裝置B中的試劑是_，裝

8、置C需水浴加熱，目的是_。反應(yīng)一段時間后，裝置D中可觀察到有晶體硅生成，D中發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。為保證實(shí)驗(yàn)的成功，操作的關(guān)鍵除題中已告知的以外，你認(rèn)為最重要的還有：_(說出三點(diǎn))。濃硫酸使SiHCl3揮發(fā)至D，且能較好地控制溫度 a.實(shí)驗(yàn)前要檢查氣密性；b.加熱前要先排盡裝置中的空氣和H2O(g)；c.加熱溫度控制要適當(dāng)SiHCl3H2 = = Si3HCl10001100SiHCl3(沸點(diǎn)33.0 )第一節(jié)無機(jī)非金屬材料的主角硅、碳第四章非金屬元素及其化合物第四章非金屬元素及其化合物 第2課時 二氧化硅、硅酸、硅酸鹽及非金屬材料第一輪復(fù)習(xí)第一輪復(fù)習(xí)二、二氧化硅（ SiO2 ）水晶水晶

9、瑪瑙瑪瑙與鹽反應(yīng)與鹽反應(yīng)二氧化碳二氧化碳二氧化硅（石英）二氧化硅（石英）空氣空氣硅石硅石、石英石英、水晶、水晶、瑪瑙、沙子、硅藻土瑪瑙、沙子、硅藻土熔、沸點(diǎn)低，能溶于水熔、沸點(diǎn)低，能溶于水熔點(diǎn)高，硬度大，不溶于水熔點(diǎn)高，硬度大，不溶于水不溶于水，與水不反應(yīng)不溶于水，與水不反應(yīng)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+CaO=CaCO3SiO2+CaO 高溫高溫CaSiO3存存 在在物理性質(zhì)物理性質(zhì)不反應(yīng)不反應(yīng)只與氫氟酸反應(yīng)只與氫氟酸反應(yīng)SiO2+4HF=SiF4+2H2O化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)與水反應(yīng)與水反應(yīng)與與NaOH反應(yīng)反應(yīng)與與CaO反應(yīng)反應(yīng)與酸

10、反應(yīng)與酸反應(yīng)1、二氧化碳和二氧化硅的性質(zhì)、二氧化碳和二氧化硅的性質(zhì)SiO2既跟既跟NaOH溶液反應(yīng)又跟溶液反應(yīng)又跟HF反應(yīng)，所以它是兩性氧化物？反應(yīng)，所以它是兩性氧化物？CO2H2O H2CO3想一想想一想1、實(shí)驗(yàn)室為什、實(shí)驗(yàn)室為什么不用玻璃瓶盛么不用玻璃瓶盛裝氫氟酸？裝氫氟酸？2、實(shí)驗(yàn)室盛裝、實(shí)驗(yàn)室盛裝NaOH溶液的試溶液的試劑瓶為什么用劑瓶為什么用橡膠塞而不用橡膠塞而不用玻璃塞？玻璃塞？ HF能腐蝕玻璃，因此，盛裝能腐蝕玻璃，因此，盛裝氫氟酸不能用玻璃試劑瓶而要用氫氟酸不能用玻璃試劑瓶而要用塑料瓶。塑料瓶。 NaOH溶液能與玻璃中的溶液能與玻璃中的SiO2反應(yīng)生成反應(yīng)生成Na2SiO3，使

11、瓶塞，使瓶塞部分粘結(jié)而無法打開。因此盛裝部分粘結(jié)而無法打開。因此盛裝NaOH溶液的試劑瓶不能用玻璃溶液的試劑瓶不能用玻璃塞而要用塞而要用橡膠塞橡膠塞。2、SiO2 的用途制晶體硅、光導(dǎo)纖維、化學(xué)儀器、石英玻璃SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O2(判一判判一判)下列說法是否正確(填“”或“”)(1)SiO2是沙子、石英、瑪瑙的主要成分 ()(2)玻璃、石英玻璃、水泥均是硅酸鹽材料 ()(3)SiO2是酸性氧化物，不能與任何酸反應(yīng) ()(4)SiO2與CO2是同族元素的氧化物，化學(xué)性質(zhì)相同 ()(5)CO2通入硅酸鈉溶液中，有白色沉淀生成，說明酸性H2CO3H2SiO3 ()（6）SiO

12、2導(dǎo)電性強(qiáng)，因此常用于制作光纖（ ）3、下列物質(zhì)中、下列物質(zhì)中,不能用玻璃瓶來盛裝的是不能用玻璃瓶來盛裝的是( )A.燒堿溶液燒堿溶液 B.濃硫酸濃硫酸 C.氫氟酸氫氟酸 D.碳酸鈉溶液碳酸鈉溶液4、加熱熔融燒堿時應(yīng)使用下列哪種坩堝（、加熱熔融燒堿時應(yīng)使用下列哪種坩堝（ ）A.石英坩堝石英坩堝 B.普通玻璃坩堝普通玻璃坩堝 C.鐵坩堝鐵坩堝 D.陶瓷坩堝陶瓷坩堝CC3 3、硅酸及硅酸鹽：、硅酸及硅酸鹽：(1)(1)硅酸的制備：硅酸的制備：NaNa2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O = NaO = Na2 2COCO3 3+H+H2 2SiOSiO3 3(2)(2)硅酸鹽

13、：硅酸鹽：能否用能否用SiO2與水反應(yīng)生成與水反應(yīng)生成H H2 2SiOSiO3 3？ NaNa2 2SiOSiO3 3+2HCl = 2NaCl+H+2HCl = 2NaCl+H2 2SiOSiO3 3白色膠狀沉淀，脫水形成硅膠定義：是由硅、氧和金屬元素組成的化合物的總稱。性質(zhì)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般不溶于水，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定性質(zhì)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般不溶于水，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定SiO2Na2C3=Na2i+CO2 高溫高溫NaNa2 2SiOSiO3 3的水溶液：的水溶液：俗名水玻璃，有粘性，溶俗名水玻璃，有粘性，溶液呈液呈堿堿性，也稱泡花堿，制備硅膠和用作木材性，也稱泡花堿，制備硅膠和用作木材防火劑。防火劑

14、。NaNa2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O = NaO = Na2 2COCO3 3+H+H2 2SiOSiO3 3（2）氧化物化學(xué)式法： 金屬氧化物（低價高價）二氧化硅水（1）鹽化學(xué)式法： 如：Na2SiO3、CaSiO3、K2SiO3 等滑 石：3MgO4SiO2H2O云 母：K2O3Al2O36SiO22H2O沸 石：Na2OAl2O33SiO22H2O石 棉：3MgOCaO4SiO2高嶺石（黏土）：Al2O32SiO22H2O 硅酸鹽的表示方法硅酸鹽的表示方法1.回答下列問題(3)把下列式子改寫成氧化物的形式，請?zhí)钊霗M線上：硅酸鈣：CaSiO3高嶺石：Al2(

15、Si2O5)(OH)4滑石：Mg3(Si4O10)(OH)2鈣沸石：Ca(Al2Si3O7)(OH)6CaOSiO2Al2O32SiO22H2O3MgO4SiO2H2OCaOAl2O33SiO23H2O無機(jī)非金屬材料能承受高溫，強(qiáng)度高，有電學(xué)特性、光學(xué)特性和生物特性無機(jī)非金屬材料傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料新型無機(jī)非金屬材料玻璃水泥陶瓷有抗腐蝕性、耐高溫優(yōu)點(diǎn)，但質(zhì)脆，經(jīng)不起力沖擊高溫陶瓷光導(dǎo)纖維壓電陶瓷生物陶瓷晶體硅：半導(dǎo)體材料、晶體硅：半導(dǎo)體材料、硅芯片和硅太陽能電池硅芯片和硅太陽能電池二氧化硅：光導(dǎo)纖維、二氧化硅：光導(dǎo)纖維、飾品飾品、石英玻璃、制備晶體硅、化學(xué)儀器、石英玻璃、制備晶體硅、化學(xué)儀器硅酸

16、鹽：硅酸鹽：玻璃、水泥、陶瓷玻璃、水泥、陶瓷必修1 P78( (1) )傳統(tǒng)硅酸鹽工業(yè)簡介a高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的優(yōu)點(diǎn)：能經(jīng)受高溫、不怕氧化、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等。b高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的種類 氧化鋁陶瓷Al2O3：又稱人造剛玉，具有熔點(diǎn)很高、硬度高的優(yōu)點(diǎn)。可用于作坩 堝、高溫爐管、球磨機(jī)、高壓鈉燈的燈管等。氮化硅陶瓷Si3N4：具有硬度極高、耐磨損、抗腐蝕和抗氧化能力等優(yōu)點(diǎn)?？捎糜谥圃燧S承、汽輪機(jī)葉片、機(jī)械密封環(huán)、永久性模具、發(fā)動機(jī)部件等。碳化硼陶瓷B4C：也稱人造金剛石或黑鉆石，具有熔點(diǎn)高、硬度大的優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、原子能工業(yè)、宇航工業(yè)等。(2)兩種新型無機(jī)非金屬材料課前體驗(yàn)課前

17、體驗(yàn)3.有關(guān)材料分類正確的是A.硅酸鹽材料屬于新型無機(jī)非金屬材料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C.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)材料高純硅的制取方法1，反應(yīng)式分別為：制粗硅： 提純( (與Cl2反應(yīng)) )： 還原( (用H2還原) )： 高純硅的制取方法2，反應(yīng)式分別為：制粗硅： 提純( (與HCl反應(yīng)) )： 還原( (用H2還原) )： Si+3HCl=SiHCl3+H2高溫、催化劑高溫、催化劑SiHCl3+H2=Si+3HCl高溫高溫難點(diǎn)突破難點(diǎn)突破CD硅酸鈉水溶液俗稱水玻璃。取少量硅酸鈉溶

18、液于試管中，逐滴加入飽和氯化銨溶液，振蕩。寫出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并給予解釋 生成白色絮狀沉淀，又刺激性氣味的氣體生成；解釋：SiO32與NH4+發(fā)生雙水解反應(yīng)，SiO32+2NH4+2H2O 2NH3H2O+H2SiO3。典例精析典例精析【例例1 1】 將足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量(n)和通入CO2體積(V)的關(guān)系正確的是 （ ）D【解析】混合溶液中有KOH和Ca(OH)2，反應(yīng)過程按順 序如下：Ca(OH)2+CO2 CaCO3+H2O2KOH+CO2 K2CO3+H2OK2CO3+H2O+CO2 2KHCO3CaCO3+H2O+CO2 Ca(HCO3)2典

19、例精析典例精析 向MgSO4和Al2(SO4)3的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。下列圖象中，能正確表示上述反應(yīng)的是(橫坐標(biāo)表示加入NaOH溶液的體積，縱坐標(biāo)表示反應(yīng)生成沉淀的質(zhì)量) ( )A典例精析典例精析【備選題】純凈的Ca(HCO3)2試樣在高溫下分解，當(dāng)剩余 固體是原試樣質(zhì)量的一半時，它的分解率為 （ ） A.50% B.75% C.92.5% D.100%方法指導(dǎo)方法指導(dǎo)2.證明幾種酸性強(qiáng)弱的方法HClCH3COOHH2CO3HClO,H2SiO3證明酸性相對強(qiáng)弱常用的原理就是：較強(qiáng)的酸+鹽=較弱的酸+新鹽例如要證明酸性CH3COOHH2CO3H2SiO3(或HClO)，可以采用如

20、下裝置：方法指導(dǎo)方法指導(dǎo)3.實(shí)驗(yàn)室制取少量碳酸鈉的方法(1)將足量二氧化碳通入NaOH溶液中，將所得溶液低溫蒸干，灼燒固體，再將固體溶于水即可；(2)將一定量的NaOH溶液分成等體積兩份，一份通入足量二氧化碳后再與另一份溶液混合即得。方法指導(dǎo)方法指導(dǎo)4.同溫同濃度的Na2CO3、NaHCO3、NaClO溶液的pH比較Na2CO3、NaHCO3、NaClO溶液都由于水解顯堿性，由于碳酸酸性強(qiáng)于次氯酸，所以常常誤認(rèn)為碳酸鈉溶液堿性比次氯酸鈉若。事實(shí)上：碳酸Ka1=4.2107，Ka2=5.61011，Ka=4.7108。所以Na2CO3水解生成NaHCO3的程度比NaClO水解程度大，因此Na2C

21、O3溶液堿性比NaClO強(qiáng)。相同條件下三種溶液的pH關(guān)系是：Na2CO3NaClONaHCO3方法指導(dǎo)方法指導(dǎo)5.水煤氣中CO、H2成分的檢驗(yàn)水煤氣主要成分是CO、H2，但是也有一定量的CO2和H2O，會干擾CO、H2的檢驗(yàn)。所以必須經(jīng)過如下程序進(jìn)行檢驗(yàn)(自己分析每個步驟的目的)混合氣體通過NaOH溶液通過濃硫酸通過灼熱氧化銅通過無水硫酸銅通過澄清石灰水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：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：高溫下用高溫下用過量過量的碳與二氧化硅反應(yīng)制得粗硅；的碳與二氧化硅反應(yīng)制得粗硅；粗硅與粗硅與干燥干燥的的HCl氣體反應(yīng)制得氣體反應(yīng)制得SiHCl3(Si3HCl=SiHCl3H2)；SiHCl3與過量的與過量的H2在在10001100反應(yīng)制得純硅，已知反應(yīng)制得純硅，已知SiHCl