高三第一轮复习必修1§4-1无机非金属材料的主角-硅
高三化学一轮复习§4-1 无机非金属材料的主角――硅
【2013考纲要求】
①了解C、Si的单质及其重要化合物的主要性质及应用。
②了解C、Si的单质及其重要化合物对环境质量的影响。
命题趋向：以新材料、新技术为背景考查C、Si的单质及其重要化合物的性质及应用。
【考点知识梳理】
一、碳族元素
1、在周期表中的位置族（由原子结构中的决定）。
2、碳族元素随着核电荷数的增多，元素的原子半径逐渐，失电子能力逐渐，金属性逐渐，非金属性逐渐，最高价氧化物的水化物的酸性逐渐，气态氢化物的稳定性逐渐，SiH4的稳定性比CH4的。难形成离子化合物，易形成共价化合物。C、Si、Ge、Sn以价稳定，而Pb以价稳定。
二、含碳的化合物
1、CO化学性质
①不能燃烧，一般情况下不助燃；
②氧化性(与C、Mg的反应)（写与镁反应的方程式）
③酸性氧化物（写出与氢氧化钠溶液反应的离子方程式）
a.CO2少量时
b. CO2过量时
④与盐[Ca(ClO)2、Na2SiO3、NaAlO2、C6H5ONa]
（写与Ca(ClO)2反应的方程式）
2、CO化学性质：①可燃性②还原性(与Fe3O4、CuO、H2O的反应) ③不成盐氧化物
1．下列关于碳族元素的叙述，不正确的是() A．碳族元素的化合物主要是共价化合物
B．碳族元素的单质都是导体或半导体
C．自然界中大量存在着碳族元素中某元素的气态氢化物
D．碳族元素形成的化合物多于其他族元素形成的化合物
2．下列关于硅的说法中，不正确的是() A．硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料
B．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料
C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应
D．加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应
3．2010年诺贝尔物理学奖用于表彰首次剥离出单层石墨的科学
家。单层石墨称为石墨烯，这种“只有一层碳原子厚的碳薄
片”的石墨烯，被公认为目前世界上已知的最薄、最坚硬、
传导电子速度最快的新型材料，应用前景十分广阔！(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．由于C(石墨，s)===C(金刚石，s)ΔH＝1.9 kJ·mol－1知金刚石比石墨烯稳定
D．尽量使用含126C的产品，减少使用含136C的产品，此举符合“促进低碳经济”的宗旨
三、硅
1、存在：自然界中仅有态存在，地壳里硅的含量居第位。
2、晶体结构：晶体硅与金刚石结构相似：属于晶体，该晶体中每个硅原子以键与个硅原子相连构成一个小正四面体，以此为单元向空间无限延伸构成空间网状结构。由于，晶体硅的熔沸点或硬度均低于或小于金刚石
3、化学性质：（完成下列方程式）
常温下与F2：
常温下与HF和
常温下与强碱
三、二氧化硅
1、二氧化硅的晶体结构
在SiO2晶体中一个Si原子跟四个O原子形成个共价键，即每1个Si原子周围结合
个O原子，同时每个O原子跟个Si原子相结合。二氧化硅晶体中Si原子与O原子以
的比率组成立体网状结构的原子晶体。晶体中1个Si原子与周围的4个O原子形成结构。
2、天然的二氧化硅也叫，其化学性质不活泼，不与水、酸反应（除外），但能与和反应，分别写出二氧化硅与氧化钙、氢氧化钠反应的化学反应方程式
3、盛放氢氧化钠等碱性的溶液的瓶子要用来塞。
二氧化硅是性氧化物，它对应的水化物是，硅酸不溶于水，是一种弱酸，酸性比碳酸。如果人长期吸入含二氧化硅的粉尘，就会患。
石英的主要成分是。
4．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)CO 2(SO 2)：_______________________________________________________________。 (5)CO 2(HCl)：______________________________________________________________。 (6)CO 2(H 2S)：______________________________________________________________。 5．指出下列反应中SiO 2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。 ①SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O
( ) ②SiO 2＋Na 2CO 3=====高温
Na 2SiO 3＋CO 2↑ ( ) ③SiO 2＋2C=====高温
Si ＋2CO ↑ ( ) ④SiO 2＋3C=====高温SiC ＋2CO ↑ ( ) ⑤SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O
( )
A ．作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀
B ．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
6．下列关于碳和硅的氧化物说法正确的是________。
①碳和硅的氧化物都是酸性氧化物 ②二氧化硅分子由1个硅原子和2个氧原子构成 ③二氧化硅不与水及任何酸反应 ④CO 2、CH 4等气体都是温室气体 ⑤CO 常作还原剂，PbO 2常作氧化剂 ⑥碳在高温下与SiO 2反应，作还原剂，但碳的非金属性比硅强
四、硅酸盐
1、硅酸钠水溶液叫水玻璃。在空气中会变质，反应式为： 。
2、硅酸盐氧化物表示法：金属氧化物·SiO 2·H 2O
硅酸钠（Na 2SiO 3）可表示为： ；正长石（KAlSi 3O 8)可表示为： 。 高岭石［Al 2(Si 2O 5)(OH)4］可表示为： ；
7．据搜狐网站报道：国家质检总局称，在我国销售的德国NUK 牌婴儿爽身粉含有一级致癌物“滑石粉”。已知滑石粉的化学式为Mg 3(Si 4O 10)(OH)2，色白、滑爽、柔软、耐火。下列有关说法不正确的是
( )
A ．滑石粉属于无机硅酸盐类物质
B ．滑石粉组成可表示为3MgO·4SiO 2·H 2O
C ．爽身粉中添加滑石粉是利用它的滑爽、柔软、耐火性
D ．滑石粉可能会与氢氟酸、NaOH 溶液发生反应 8．能证明碳酸的酸性比硅酸强的事实是
( )
A ．CO 2溶于水生成碳酸，SiO 2不溶于水也不能跟水直接反应生成硅酸
B ．在高温条件下，SiO 2和Na 2CO 3能发生反应：SiO 2＋Na 2CO 3=====高温
Na 2SiO 3＋CO 2↑ C ．SiO 2的熔点比CO 2的高
D ．CO 2通入Na 2SiO 3稀溶液中，生成白色胶状沉淀，所生成的H 2SiO 3逐渐聚合而形成硅酸溶胶
课时规范训练（教材习题回扣）
1．(必修1P 81－4)赏心悦目的雕花玻璃是用下列物质中的一种对玻璃进行刻蚀而制成的。这种物质是 A ．盐酸
B ．氢氟酸
C ．烧碱
D ．纯碱
2．(必修1P 81－5改编)坩埚是实验室用于灼烧或熔融固体物质的常用仪器，材质种类很多，实验时应根据物质的性质加以选择。熔融烧碱时，应选用下列哪种材质的坩埚 ( ) A ．玻璃坩埚 B ．石英坩埚 C ．陶瓷坩埚 D ．铁坩埚 3．(必修1P 81－10改编)下列关于碳、硅的叙述正确的是 ( )
A ．碳、硅都是ⅣA 元素，它们在自然界中都以化合态形式存在
B ．二氧化碳、二氧化硅的物理性质相似
C ．二氧化碳、二氧化硅都是酸性氧化物，能与NaOH 溶液反应生成相应的盐
D ．高纯度的二氧化硅用于制造半导体材料
4．(必修1P 81－9改编)从硅的氧化物可以制取硅单质，主要化学反应如下： 粗硅的制取：SiO 2石英砂＋2C 焦炭 =====高温
电炉Si 粗硅＋2CO ↑ 由粗硅制纯硅(常用方法)：Si(粗)＋2Cl 2=====加热
SiCl 4 SiCl 4＋2H 2=====高温
Si(纯)＋4HCl 根据以上反应，回答下列问题：
(1)在制取粗硅的反应中，焦炭的作用是________(填“氧化剂”、“还原剂”或“既不是氧化剂也不是还原剂”)。
(2)在由粗硅制纯硅的反应中，①氯气(Cl 2)与Si 的反应类型是__________(基本反应类型)；②SiCl 4与H 2的反应类型是__________(基本反应类型)，H 2的作用是________。
能力提升训练
5.在100 mL 1 mol·L －
1 NaOH 溶液中缓缓通入CO 2气体。
(1)请写出通入CO 2气体的过程中发生反应的离子方程式。 (2)讨论随CO 2通入量的多少，反应产物的不同及量的多少。
6. 标准状况下，将3.36 L CO 2气体通入200 mL 1.00 mol·L －
1 NaOH 溶液中，充分反应后溶液中c (CO 2－
3)
与c (HCO －
3)的比值为(不考虑CO 2－
3、HCO －
3的水解)
( )
A ．1∶1
B ．1∶2
C ．2∶1
D ．1∶3
7. 向含有0.2 mol NaOH 和0.1 mol Ba(OH)2的溶液中持续稳定地通入CO 2气体，当通入气体为8.96 L(0 ℃，1.01×105 Pa)时立即停止，则这一过程中，溶液中离子的物质的量与通入CO 2气体的体积关系图像正确的是(气体的溶解和离子的水解忽略不计)
( )
无机非金属材料的主角——硅重点知识归纳及典型习题
重 点 突 破 锁定高考热点 探究规律方法 熔沸点高，硬度大，其中金刚石为硬度最大的物质。 2．一般情况，非金属元素单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。 3．一般情况，较强氧化剂＋较强还原剂===较弱氧化剂＋较弱 还原剂，而碳却能还原出比它更强的还原剂：SiO 2＋2C===== 高温Si ＋2CO ↑，FeO ＋C===== 高温Fe ＋CO ↑。 4．硅为非金属，却可以和强碱溶液反应，放出氢气： Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑。 5．一般情况，较活泼金属＋酸===盐＋氢气，然而Si 是非金属，却能与氢氟酸发生反应：Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑。 6．一般情况，碱性氧化物＋酸===盐＋水，SiO 2是酸性氧化物，却能与氢氟酸发生反应：SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O 。 7．一般情况，较强酸＋弱酸盐===较弱酸＋较强酸盐。虽然酸 性：H 2CO 3＞H 2SiO 3，却能发生如下反应：Na 2CO 3＋SiO 2===== 高温Na 2SiO 3＋CO 2↑。 8．一般情况，非常活泼金属(Na 、K 等)才能够置换出水中的氢， 但C ＋H 2O(g)=====高温CO ＋H 2 。 9．一般情况，非金属氧化物与水反应生成相应的酸，如SO 3＋H 2O===H 2SO 4，但SiO 2不溶于水，不与水反应。 题组训练
1．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 解析该短周期非金属元素为Si，硅在自然界中只以化合态形式存在，A项正确；单质硅可用作半导体材料，而光导纤维的主要成分是SiO2，B项错误；Si的最高价氧化物为SiO2，其可以与氢氟酸反应，C项错误；由于非金属性Si 高三一轮复习——碳族元素 一、碳族元素 1、下列关于碳族元素的说法中，错误的是( ) A.它们从上到下的非金属性向金属性递变的趋势比卤族元素明显 B.碳族元素的气态氢化物的稳定性从上到下逐渐减弱 C ．碳族元素原子的最外层都有4个电子 D .主要化合价有+2价和+4价，大多数+2价化合物稳定 2、课本上说“……碳、硅、锗、锡的+4价化合物是稳定的，而铅的+2价化合物是稳定的”。 （1）根据上一句话判断：锡的+2价化合物（如SnCl 2）应具有较强的___________性，铅的+4价化合物应具有较强的_____________性。 （2）Fe 3O 4可以写成FeO ·Fe 2O 3的形式，Fe 3O 4还可以写成盐的形式Fe(FeO 2)2形式，根据化合价规律和这种书写方法，若将Pb 3O 4用上述形式表示，其化学式可写为______________ 、 。 （3）PbO 2与浓盐酸可发生氧化还原反应生成Cl 2，该反应的化学方程式为____________________________。 二、碳酸正盐（Na 2CO 3）和酸式盐（NaHCO 3）的比较 23 a、用酚酞做指示剂，达到滴定终点时发生的反应为： b、用甲基橙做指示剂，达到滴定终点时发生的反应为： ， 典型例题 [例1]下列关于碳族元素的说法正确的是（） A．单质都是无色晶体B．单质中硅单质熔点最高 C．碳族元素形成的化合物种类最多D．在化合物中最稳定的化合价都是+4价 [例2]门捷列夫在19世纪中叶，曾根据他所发现的周期律，预言过第四周期第ⅣA族元素X（当时称为类硅）。下列有关类硅的元素性质，不正确的是（） A.XH4不稳定，但有强还原性B．可用焦炭在高温下从XO2中冶炼X C．X单质的熔点比硅高D.X(OH)4的酸性比H2SiO3强 [例3]若发现了114号新元素X, 则有关X元素及其化合物的叙述正确的是: ( ) (A)X有稳定的气态氢化物(B)X的最高正价氧化物的化学式为XO2 (C)X为非金属元素(D)X的低价氧化物是酸性氧化物 [例4]下列饱和溶液中，通入过量二氧化碳气体，肯定没有沉淀产生的是（） ①氢氧化钠②碳酸钠③硅酸钠④次氯酸钙⑤氯化钙 A、①⑤ B、①② C、④⑤ D、③④ [例5]某种混合气体，可能含有N2、HCl、CO，常温下，把混合气体依次通过足量的NaHCO3溶液和灼热的CuO，气体体积都有没有变化，再将其通过足量的过氧化钠固体，气体体积减小，最后混合气体通过红热的铜丝网，经充分反应后气体体积又减少，但仍有剩余气体，以下对混合气体组成的判断正确的是（） A、一定没有氮气，至少有一氧化碳和氯化氢中的一种 B、一定有氮气，一氧化碳和氯化氢 C、一定有氮气，一氧化碳和氯化氢至少有其中的一种 D、一定有氮气和氯化氢，没有一氧化碳 第四章 非金属元素及其重要化合物 第13讲 碳、硅及其重要化合物 一、碳、硅单质的物理性质与用途 1．碳、硅单质的存在形式 2．碳、硅的物理性质和用途(用短线连接起来)： ①－c ②－a ③－e ④－b ⑤－d ①碳单质的结构不同导致物理性质不同，但化学性质相似。②同素异形体之间的转化是化学变化，但不是氧化还原反应。 二、碳、硅单质的化学性质——还原性 硅、碳的最外层都是4个电子，位于元素周期表的第ⅣA 族，不容易失也不容易得电子，通常化学性质稳定，但在一定条件下也能与许多物质发生化学反应，一般表现为还原性。 1．碳的性质 碳有重要的用途，除了在氧气中燃烧利用其热能外，还能用于金属冶炼(如铜)、制取粗硅、生产水煤气等，完成下列化学方程式。 ①CO 2＋C=====高温2CO ； ②C ＋H 2O(g)=====高温 CO ＋H 2。 2．硅的化学性质 硅的化学性质不活泼，在常温下只能与氟气、氢氟酸、NaOH 溶液反应，不能与H 2、O 2、Cl 2、浓硫酸、浓硝酸反应，但加热时能与O 2、Cl 2反应。 完成下列化学方程式： ①Si ＋2Cl 2=====△ SiCl 4； ②Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑； ③Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑。 3．硅的工业制法 用焦炭和二氧化硅在电炉中反应得到粗硅，反应的化学方程式为 SiO 2＋2C=====高温 Si ＋2CO 。 工业上常用焦炭在电炉中还原SiO 2得到粗硅，但反应需隔绝空气(或O 2)，生成的是CO 而不是CO 2。 三、二氧化硅 1．物理性质 硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水。 2．化学性质 (1)与酸反应 只与氢氟酸反应：SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O 。 (2)与碱(NaOH)反应SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)。 (3)与盐反应：如与Na 2CO 3反应： Na 2CO 3＋SiO 2=====高温 Na 2SiO 3＋CO 2↑。 (4)与碱性氧化物反应：如与CaO 反应： CaO ＋SiO 2=====高温 CaSiO 3。 3．用途 光导纤维、光学仪器、电子部件。 碳、硅及无机非金属材料 1．下列哪些材料是新型无机非金属材料( ) ①氧化铝陶瓷；②氮化硅陶瓷；③碳化硅陶瓷；④氮化铝陶瓷；⑤氮化钛陶瓷；⑥硅化硼陶瓷；⑦二硅化铜陶瓷 A．仅①②③B．仅①③④⑤ C．仅①⑤⑥D．全部都是 答案：D 2．(2018·河南南阳期末)《天工开物》记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无砂粘(黏)土而为之”，“凡坯既成，干燥之后，则堆积窑中燃薪举火”，“浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法”。下列说法中错误的是( ) A．沙子和黏土主要成分为硅酸盐 B．“燃薪举火”使黏土发生复杂的物理化学变化 C．烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦 D．黏土是制作砖瓦和陶瓷等的主要原料 解析：沙子的主要成分为SiO2，不属于硅酸盐，A错误；“燃薪举火”是使成型的黏土器皿发生复杂的物理化学变化而制成陶器，B正确；烧制过程中铁的化合物被氧化为氧化铁，得到红瓦，若浇水则发生还原反应得到氧化亚铁而成为青瓦，C正确；砖瓦、陶瓷的主要原料是黏土，D正确。 答案：A 3．下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是( ) ①硅酸盐Na2Fe2Si3O10用氧化物的形式表示为 Na2O·2FeO·3SiO2 ②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品 ③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 ④单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料 A．②③B．①③ C．①④D．④ 解析：①硅酸盐Na2Fe2Si3O10中Fe的化合价是＋3价，所以用氧化物的形式表示为Na2O·Fe2O3·3SiO2，错误；②水晶的主要成分是二氧化硅，不属于硅酸盐制品，错误；③用于制作光导纤维的材料是二氧化硅，不是硅单质，错误；④单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料，正确，所以答案为D。 答案：D 4．(2018·福建龙岩教学质量检查)“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑各色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下 时间：45分钟分值：100分 一、选择题(每小题4分，共48分) 1 .我国成功地发射了嫦娥一号探测卫星，用来对月球土壤中14种元素的分布及含量进 行探测等。月球的矿产资源极为丰富，仅月球表层5cm厚的沙土中就含铁单质上亿吨，月 球上的主要矿物有辉石［CaMgSi 2O6卜斜长石［KAISi 3O8］和橄榄石［(Mg , Fe)2 SiO4 ］等，下列说法或分析不正确的是() A .辉石、斜长石及橄榄石均属于硅酸盐矿 B .斜长石的氧化物形式可表示为：K2O ? Al 2O3 ? 6SiO 2 C .辉石、斜长石和橄榄石都可用于冶炼金属 D .月球上有游离态铁是因为月球上铁的活动性比地球上铁的活动性弱 ［解析］铁的活动性是不会改变的，只是月球上没有氧气，故在月球上存在游离态铁。 ［答案］D 2 .下列关于硅及其化合物的叙述中，错误的是 A .硅是良好的半导体材料 咼温 B .二氧化硅能与石灰石反应：SiO2 + CaCO 3 =====CaSiO 3 + CO 2 f 咼温 C .可以用焦炭还原二氧化硅生产硅：SiO2 + 2C=====Si + 2CO f D .水泥的主要成分是Na2SiO3、CaSiO 3和SiO 2 ［解析］本题考查硅及其化合物。水泥的主要成分为硅酸三钙(3CaO ? SiO 2)、硅酸二钙(2CaO ? SiO 2)、铝酸三钙(3CaO ? Al 2O3)，而Na z SiO 3、CaSiO 3 和SiO 2 为玻璃的主要成分。 ［答案］D 3 .下列叙述中正确的是() A .进行H20和H 2S的热分解实验，可确定S、O两种元素的非金属性强弱 B .根据同浓度的NaCI和NaF溶液的pH，可确定F、CI两元素的非金属性强弱 第一节无机非金属材料的主角—硅（B） 一、选择题：（本小题共11小题，每小题5分，共55分） 1．下列说法正确的是（） A．SiO2溶于水显酸性 B．CO2通入水玻璃可得硅酸 C．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸 D．SiO2晶体中不存在单个SiO2分子 2．下列关于碳和硅的叙述中不正确的是（） A．金刚石和晶体硅都是原子晶体 B．地壳中硅元素比碳元素含量多 C．自然界里碳元素化合物比硅元素化合物种类多 D．碳和硅的氧化物都是分子晶体 3．下列说法正确的是（） A．SiO2溶于水显酸性 B．CO2通入水玻璃中可得到原硅酸 C．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸 D．因高温时SiO2与Na2CO3反应放出CO2，所以硅酸的酸性比碳酸强4．10g含有杂质的CaCO3和足量的盐酸反应，产生CO20.1mol，则此样品中可能含有的杂质是（） A．KHCO3和MgCO3B．MgCO3和SiO2 C．K2CO3和SiO2D．无法确定 5．下列物质中不与二氧化硅反应的是（） A．烧碱B．氢氟酸C．硝酸D．生石灰6．石墨炸弹爆炸时，能在方圆几百米范围内撒下大量的石墨纤维，造成输电线、电厂设备损坏。这是由于石墨（） A．有剧毒B．易燃、易爆C．能导电D．有放射性7．下列关于二氧化硅的说法中，错误的是（） A．二氧化硅也叫硅酐 B．二氧化硅分子由一个硅原子和两个氧原子构成 C．不能用二氧化硅跟水直接作用制取硅酸 D．二氧化硅既能与氢氟酸反应，又能与烧碱反应，所以它是两性氧化物8．纯净的碳酸氢钙试样在高温下分解，当剩余的固体物质质量为原试样质量一半时，碳酸氢钙的分解率是（） A．50％B．75％C．92.7％D．100％ 9．二氧化硅是酸酐的原因是（） A．它溶于水得相应的酸 B．它对应的水化物是可溶性强酸 C．它与强碱溶液反应只生成盐和水 D．它是非金属氧化物 10．下面关于硅的叙述中，正确的是（） A．硅的非金属性比碳强，只有在高温下才能跟氢气起化合反应 B．硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位 C．硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在 D．硅在电子工业中，是重要的半导体材料 11．证明生石灰中既混有石英，又混有石灰石的正确方法是（） A．加入过量的盐酸，观察是否有气泡冒出 B．加入过量的烧碱溶液，观察是否有固体溶解 C．加热至高温，观察是否有气泡冒出，是否有硅酸钙生成 D．先加过量的盐酸搅拌，观察是否有不溶物剩余及气泡出现；若有不溶物则滤出，投入到氢氧化钠溶液中看其是否溶解 二、填空题：（40分） 12．实验室中盛放碱液的试剂瓶不能用玻璃塞，是因为（用化学方程式表示）___________________________。 13．物质A是一种高熔点化合物，不溶于H 2SO4、硝酸，却溶于氢氟酸； C是一种气体；D是白色胶状沉淀；E是白色固体。A、B、C、D、E之间的 转化如右图，试推断： A．________；B．_______；C．_______；D．________；E．________。 14．有A、B、C、D四种含硅元素的物质，它们能发生如下反应： （1）C与烧碱溶液反应生成A和水；（2）A溶液与钙盐溶液反应生成白色沉淀D； 《无机非金属材料的主角──硅》教学设 计 《无机非金属材料的主角──硅》教学设计 1．指导思想与理论依据 高中化学新课程着眼于学生发展、社会发展和学科发展的需要，强调密切联系社会生活实际，关注化学发展的前沿，注重化学与生活、社会、技术之间的相互影响和相互联系，高度重视实验与探究，倡导自主、探究、合作的学习方式。 因此，本节课在内容安排上突破传统的物质中心模式，不再追求元素化合物知识系统（存在、组成、结构、性质、制法、用途）的完整，而是注重STS教育，从学生已有的生活经验出发，引导学生学习身边的常见物质，将物质性质的学习融入有关的生活现象和社会问题的分析解决活动中，体现其社会应用价值。这样的学习顺序符合学生的认知规律，有利于学生的学习。 2．教学内容分析 （1）主要内容 本课时位于化学必修1的第四章第一节，主要内容是二氧化硅和硅酸。本节课的主线是： 本节课重点介绍了硅酸凝胶的制取方法、硅胶的用途以及二氧化硅的重要性质和用途。 （2）地位与作用 硅及其化合物作为非金属元素知识的开端，是在第三章“金属及其化合物”内容的基础上，继续进行关于元素化合物知识的学习和研究方法的训练，本节教学采用主线为“硅酸盐──硅酸──二氧化硅(硅的亲氧性)──硅单质(应用)”的纵向学习方法，有别于第三章的横向对比学习法，丰富了元素族概念及元素性质的递变规律的形成，为元素周期律、元素周期表的学习积累了丰富的感性材料，同时，也为以后学习选修模块2 “化学与技术”中的第三单元“化学与材料的发展”奠定了知识基础。 本节内容与生产生活、材料科学、信息技术等联系较为密切，知识面广，趣味性强，能使学生真正认识化学在促进社会发展，改善人类的生活条件方面所起的重要作用，全面地体现了化学学科的社会应用价值。通过本节的学习，有利于贯彻STS教育的观点，激发学生学习的兴趣，促进学生科学素养的提高。 （3）教材处理 本节课从生活中常见的干燥剂入手，创设问题情景，激发学生的学习兴趣和求知欲，进而主动接受学习任务；通过探究实验，体验硅酸的制取，进一步了解硅胶和变色硅胶；通过对比碳和硅原子结构的相同点和不同点，认识二氧化硅的结构，采用比较的方法学习SiO2的化学性质，并把硅及其化合物在信息技术、材料化学等领域的应用和发展融合在性质的介绍中，从而让生活在信息技术时代的学生体会到常见硅及其化合物知识的价值，深刻理解硅成为无机非金属材料的主角的原因，激发学生对材料科学的兴趣和求知欲望，全面体现化学课程的科学教育功能。 第四章非金属及其化合物 第一讲无机非金属材料的主角——硅 (计时：45分钟满分：100分) 一、选择题(本大题共10小题，每小题5分，共50分) 1．下列说法中，不正确的是() A．SiO2是酸性氧化物，但不与水反应 B．泡花碱属于盐类 C．明矾和漂白粉均可用于自来水的杀菌、消毒 D．玻璃和陶瓷都属于传统硅酸盐材料 解析明矾中的铝离子水解得到氢氧化铝胶体，其具有吸附作用，可以净水但不能杀菌、消毒；漂白粉具有强氧化性，具有杀菌、消毒作用。 答案 C 2．下列关于硅的说法中，不正确的是() A．硅是非金属元素，晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体 B．硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体 C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应 D．加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应 解析晶体硅虽然外形像金属(有金属光泽)，但实际上属于非金属；硅既有金属性，又有非金属性，其导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。硅的化学性质不活泼(尤其是在常温下)，但常温下仍能与氟气、氟化氢和NaOH溶液等发生反应，加热至一 定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属发生反应。 答案 C 3．下列离子方程式不正确的是() A．向烧碱溶液中通入过量的二氧化碳：2OH－＋CO2===CO2－3＋H2O B．向纯碱溶液中通入足量的二氧化碳：CO2－3＋CO2＋H2O===2HCO－3 C．向水玻璃中通入少量二氧化碳：SiO2－3＋CO2＋2H2O===H4SiO4↓＋CO2－3 D．向氢氧化钠溶液中加入硅：Si＋2OH－＋H2O===SiO2－3＋2H2↑ 解析向烧碱溶液中通入过量的CO2的离子方程式为OH－＋CO2===HCO－3，A项错误。 答案 A 4．有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。下列关于硅的说法不正确的是() A．高纯度的单质硅被广泛用于制作计算机芯片 B．硅可由二氧化硅还原制得 C．低温时硅与水、空气、盐酸、硝酸、硫酸不反应，但能与氢氟酸反应 D．自然界硅元素的贮量丰富，并存在大量的单质硅 解析自然界中无单质硅存在。 答案 D 无机非金属材料的主角——硅 硅元素简介 ?在元素周期表的位置：ⅣA族，在碳的下方 ?硅的化学性质：不易失也不易得电子，主要形成四价的化合物。亲氧元素 一、二氧化硅和硅酸 ?1、二氧化硅 （1）二氧化硅在自然界的多种存在形态水晶玛瑙 （2）二氧化硅晶体的结构flash动画 （2）物理性质熔点很高，质地坚硬，纯二氧化硅的透明度很高。 （3）化学性质很不活泼酸性氧化物 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O（用HF刻蚀玻璃） SiO2+CaO ====（条件高温）CaSiO3SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O ?2、硅酸 （1）实验室制取硅酸Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl 思考：根据所观察的现象判断硅酸钠溶液有什么性质？ 硅酸具有什么物理、化学性质？ 为什么盐酸能与硅酸盐反应制取硅酸？ ?（2）硅酸的性质 物理性质不溶于水，浓度较小时形成硅酸溶胶， 浓度较大时形成软而透明、胶冻状的硅酸凝胶。 化学性质一种极弱的含氧酸，可溶于强碱溶液生成硅酸盐。 硅胶的形成及用途硅酸凝胶干燥脱水形成硅胶。 多孔——催化剂的载体吸水能力强——干燥剂 二、硅酸盐 ?1、硅酸盐概述 主要由硅、氧和金属组成的化合物的总称。一般不溶于水，化学性质稳定。 ?2、硅酸钠水溶液俗称水玻璃。可做肥皂填料、木材防火剂及黏胶剂。 实验：Na2SiO3的防火作用 ?3、土壤胶体胶体颗粒表面积大，带负电，有保肥作用 ?4、传统的硅酸盐材料陶瓷 ?玻璃主要原料：石英、碳酸钠、石灰石 ?水泥主要原料：粘土、石灰石 5、具有特殊功能的含硅材料 ?碳化硅：硬度大——砂轮、砂纸的磨料 ?硅钢：高导磁性——变压器铁芯 ?硅橡胶：在高温或低温下都能保持良好的弹性——制造火箭、导弹、飞机的零件；绝缘材料?分子筛：具有均匀微孔结构——吸附剂和催化剂 三、硅单质分无定形硅和晶体硅 1、晶体硅的性质结构类似金刚石灰黑色固体，有金属光泽 熔点高、硬度大、脆，导电性介于导体和绝缘体之间 常温下化学性质、不活泼 2、用途良好的半导体材料——计算机芯片、光电池（太阳能电池） 1 4.1 无机非金属材料的主角—硅 一、硅（Si） 情境引导 么？。 3、你能举出具体含碳、硅的常见物质吗？ 例如： 二、二氧化硅（SiO2） （一）二氧化硅结构及物性 1、思考与交流： 根据你的生活经验请分析以下问题：二氧化硅具有哪些物理性质？ 物理性质： 这些性质是由决定的 2、阅读及填空：请通过科学视野部分内容分析一下二氧化硅的结构有什 么特点？ 二氧化硅晶体中每1个Si原子周围结合个O原子，在中心, 在四个顶角. 同时每1个O原子与个Si原子相结合。二氧化硅晶体是以硅原子与氧原子个数比为组成的结构的晶体,因此通常用SiO2来表示二氧化硅的组成. （二） SiO2的化学性质 1、知识回顾 2、思考与交流： （1）SiO2能与水反应生成相应的酸吗？为什么？ 。 请结合酸性氧化物的特点思考： SiO2能与或反应。有关化学方程式为： 、 （2）SiO2的特性： SiO2只能与反应，这是SiO2的特性。化学方程式为 利用此反应，HF可以在玻璃上雕刻花纹。 （3）SiO2弱氧化性高温 SiO2+2C == Si+2CO↑ （4）.与某些盐反应 高温 SiO2 + Na2CO3 == Na2SiO3+CO2↑ 高温 SiO2 + CaCO3 == CaSiO3+CO2↑ 问题与探究： ①、为什么在实验室中盛放NaOH 溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？ （Na2SiO3有粘性）。 ②、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？。 ③、某同学根据SiO2既可与碱反应,也能与氢氟酸反应,推断SiO2为两性 氧化物.是否正确?。 练习2、①、下列物质中主要成分不是SiO2的是( ) A水晶 B玛瑙 C硅石 D硅胶 ②、下列物质中,能够与NaOH溶液反应的是( ） A 碳酸钠B硅酸钠C二氧化硅D氢氧化铝 ③、熔融烧碱应选用的器皿（） A、生铁坩埚 B、普通玻璃坩埚 C、石英坩埚 D、陶瓷坩埚 高三化学一轮复习§4-1 无机非金属材料的主角――硅 【2013考纲要求】 ①了解C、Si的单质及其重要化合物的主要性质及应用。 ②了解C、Si的单质及其重要化合物对环境质量的影响。 命题趋向：以新材料、新技术为背景考查C、Si的单质及其重要化合物的性质及应用。 【考点知识梳理】 一、碳族元素 1、在周期表中的位置族（由原子结构中的决定）。 2、碳族元素随着核电荷数的增多，元素的原子半径逐渐，失电子能力逐渐，金属性逐渐，非金属性逐渐，最高价氧化物的水化物的酸性逐渐，气态氢化物的稳定性逐渐，SiH4的稳定性比CH4的。难形成离子化合物，易形成共价化合物。C、Si、Ge、Sn以价稳定，而Pb以价稳定。 二、含碳的化合物 1、CO化学性质 ①不能燃烧，一般情况下不助燃； ②氧化性(与C、Mg的反应)（写与镁反应的方程式） ③酸性氧化物（写出与氢氧化钠溶液反应的离子方程式） a.CO2少量时 b. CO2过量时 ④与盐[Ca(ClO)2、Na2SiO3、NaAlO2、C6H5ONa] （写与Ca(ClO)2反应的方程式） 2、CO化学性质：①可燃性②还原性(与Fe3O4、CuO、H2O的反应) ③不成盐氧化物 1．下列关于碳族元素的叙述，不正确的是() A．碳族元素的化合物主要是共价化合物 B．碳族元素的单质都是导体或半导体 C．自然界中大量存在着碳族元素中某元素的气态氢化物 D．碳族元素形成的化合物多于其他族元素形成的化合物 2．下列关于硅的说法中，不正确的是() A．硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料 B．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料 C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应 第四节硅酸盐工业无机材料 一、选择题 1．过量的泥沙、纯碱和生石灰熔化后生成（）。 ①水泥②玻璃③瓷器④混凝土⑤一种硅酸盐产品 A．①和④B．②和⑤C．③D．② 解析：本题考查硅酸盐产品的制备材料。水泥的主要原料是：石灰石、黏土、石膏。钢化玻璃：普通玻璃在电炉中加竞，软化，然后急速冷却而成，机械强度是普通玻璃的4～6倍，普 通玻璃的化学组成为。瓷器的主要原料是黏土。混泥土是水泥、沙子和碎石的混合物。可知②是正确的，玻璃在生产时，主要反应的化学方程式为 ；，所以⑤也是正确的。 本题答案为选项B。 2．工业上制造一般的光学玻璃需用的原料是（）。 A．石灰石、纯碱、黏土、硼砂B．氧化铅、纯碱、石灰石、石英 C．纯碱、黏土、石英、氧化铜D．硼砂、烧碱、氧化铜、石英砂 解析：光学玻璃是在普通硼硅酸盐玻璃原料中加入少量对光敏感的物质，如、等，再加入极少量的敏化剂，如等，使玻璃对光线变得更加敏感。 本题答案为选项D。 3．普通玻璃是电绝缘体，这种透明的固体物质是（）。 A．离子晶体B．分子晶体 C．原子晶体D．不属于晶体 解析：本题考查普通玻璃的成分，普通玻璃是混合物，没有固定的熔点，所以不属于晶体，而是在某个温度范围内逐渐软化，在软化状态时，可以被吹制成任何形状的制品，其主要成 分是硅酸盐，是、和）熔化在一起所得到的物质。 本题答案为选项D。 4．含杂质的硫铁矿样品，在充足的中燃烧后称得固体物质的质量为，则硫铁 矿中含硫元素的质量分数为（）。 A． B． C．D． 解析：固体减少的质量 ，则硫元素的质量分数。 本题答案为选项C。 5．主要成分含有硅酸盐的物质是（）。 A．钢化玻璃B．水玻璃C．玻璃钢D．玻璃纸 解析：本题考查几种物质的主要成分。普通玻璃主要是硅酸盐，只有纯净的石英玻璃（光导纤维）成分是二氧化硅；水玻璃的水溶液，因与普通玻璃中部分成分相同而得名； 2021年高考化学一轮复习专题4.1 无机非金属材料的主角-硅讲案（含解析） 复习目标： 1、掌握碳、硅及其化合物的性质、转化关系。 2、了解硅酸盐工业，新型无机非金属材料的特性及其应用。 基础知识回顾： 一、碳、硅元素的存在及单质的性质和用途 1、存在形态 自然界中碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素仅有化合态。碳单质主要有金刚石、石墨等同素异形体，硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类。 2、单质的性质与用途比较 3、碳、硅元素的单质及其化合物的特殊性 ①一般情况，非金属元素单质熔沸点低，硬度小，但硅、金刚石熔沸点高，硬度大，其中金刚石为硬 度最大的物质。 ②一般情况，非金属元素单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。 ③一般情况，较强氧化剂＋较强还原剂===较弱氧化剂＋较弱还原剂，而碳却还原出比它更强的还原剂： SiO2＋2C =Si＋2CO↑，FeO＋C = Fe＋CO↑。 ④硅为非金属，却可以和强碱反应，放出氢气： Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 ⑤一般情况，较活泼金属＋酸===盐＋氢气，然而Si是非金属，却能与氢氟酸发生反应：Si＋4HF=SiF4↑ ＋2H2↑。 ⑥一般情况，碱性氧化物＋酸=盐＋水，SiO2是酸性氧化物，却能与氢氟酸发生反应：SiO2＋4HF=SiF4↑ ＋2H2O。 ⑦一般情况，非常活泼金属(Na、K等)才能够置换出H2O中的氢，但C＋H2O(g)=CO+ H2↑。 ⑧一般情况，非金属氧化物与水反应生成相应的酸，如CO2＋H2O= H2CO3，但SiO2不溶于水，不与水反 应。 4、硅与铝的相似性及区别 （1）与强碱溶液反应时相似 ①Si、Al均与NaOH溶液反应生成盐和H2。 ②SiO2、Al2O3、H2SiO3、H3AlO3［Al(OH)3］均与NaOH溶液反应生成盐和水。 ③Na2SiO3、NaAlO2溶液通入过量CO2均生成白色沉淀。 （2）区别 ①除氢氟酸外，Si、SiO2、H2SiO3不与其它酸反应。 ②Al2O3、Al(OH)3属两性化合物。 ③Na2SiO3溶液、NaAlO2溶液与过量盐酸反应时现象不同。 【典型例题1】 【xx年全国卷Ⅱ】对于ⅣA族元素，下列叙述中不正确的是( ) A．SiO2和CO2中Si和O，C和O之间都是共价键 碳、硅及无机非金属材料 一、选择题 1．(2018·南阳模拟)下列叙述正确的是( ) A．利用高纯硅可以制成光电池，将光能直接转化为电能 B．CO、CO2均易与血红蛋白结合而中毒 C．SiO2可用于制造光导纤维和半导体 D．SiO2和H2O反应可直接制备H2SiO3 答案：A 2．(2018届甘肃省兰州市第一中学高三考前最后冲刺模拟)工业上利用无机矿物资源生产部分材料的流程示意图如下。下列说法不正确的是( ) A．在铝土矿制备较高纯度Al的过程中常用到NaOH溶液、CO2气体、冰晶石 B．石灰石、纯碱、石英、玻璃都属于盐，都能与盐酸反应 C．在制粗硅时，被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为2∶1 D．黄铜矿(CuFeS2)与O2反应产生的Cu2S、FeO均是还原产物 答案：D 解析：A、用铝土矿制备较高纯度的Al，首先用NaOH溶液将铝土矿中的氧化铝溶解转化，然后过滤、向滤液中通入CO2气体把偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀，再过滤氢氧化铝，接着加热氢氧化铝让其分解为氧化铝，最后用冰晶石做助熔剂，电解融化的氧化铝得到铝，所以A正确；B、石英的主要成分是二氧化硅，它属于酸性氧化物不与盐酸反应。玻璃的主要成分由二氧化硅、硅酸钠、硅酸钙，组成中有盐故被称为硅酸盐产品，它也不能与盐酸反应，实验室经常用玻璃瓶盛放盐酸，所以B不正确；C.在制粗硅时，发生反应SiO2＋2C＝Si ＋2CO，被氧化的物质C与被还原的物质SiO2的物质的量之比为2∶1，C是正确的；D.黄铜矿(CuFeS2)与O2反应，铜由＋2价降为＋1价被还原得到Cu2S、氧由0价降至－2得到FeO， 所以Cu 2S 、FeO 均是还原产物，D 正确。 3．二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用途。a ～e 是对 ①～⑤反应中SiO 2所表现的化学性质或作用进行判断，其中正确的是 ( ) ①SiO 2＋2NaOH ＝Na 2SiO 3＋H 2O ②SiO 2＋2C=====高温 Si ＋2CO↑ ③SiO 2＋4HF ＝SiF 4↑＋2H 2O ④Na 2CO 3＋SiO 2=====高温 Na 2SiO 3＋CO 2↑ ⑤SiO 2＋3C=====高温 SiC ＋2CO↑ a ．反应①中SiO 2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃 b ．反应②中SiO 2表现出氧化性 c ．反应③中SiO 2表现了酸性氧化物的通性 d ．反应④符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性的酸酐的道理 e ．反应⑤中SiO 2未参加氧化还原反应 A ．ace B ．bde C ．cde D ．ab 答案：B 解析：选B 。通常用氢氟酸来刻蚀玻璃，与之对应的反应是③，因此a 、c 判断错误；反应②是一个置换反应，其中二氧化硅被还原，表现出氧化性，b 判断正确；反应④是一个复分解反应，用难挥发的二氧化硅制取易挥发的二氧化碳，d 判断正确；反应⑤中碳的化合价由0价变为－4和＋2，硅的化合价和氧的化合价都没有改变，因此二氧化硅没有参加氧化还原反应，e 判断也正确。 4．硅是构成无机非金属材料的一种主要元素，下列有关硅的化合物的叙述错误的是 ( ) A ．氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为Si 3N 4 B ．碳化硅(SiC)的硬度大，熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承 C ．光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为SiO 2 D ．二氧化硅为立体网状结构，其晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为1∶2 答案：D 解析：选D 。A 项，在氮化硅中N 元素为－3价，Si 元素为＋4价，则化学式为Si 3N 4，正确；D 项，在SiO 2晶体中，一个硅原子与周围4个氧原子形成4个硅氧单键，错误。 5．标准状况下，将3.36 L CO 2气体通入200 mL 1.00 mol·L －1NaOH 溶液中，充分反应 (本栏目内容在学生用书中以活页形式分册装订！) 一、选择题 1．下列不是水玻璃用途的是() A．肥皂填料B．木材防火剂 C．纸板黏胶剂D．建筑装饰材料 解析：水玻璃是Na2SiO3溶液，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。 答案： D 2．下列物质中，不含有硅酸盐的是() A．水玻璃B．硅芯片 C．黏土D．普通水泥 解析：水玻璃是Na2SiO3的水溶液，黏土和普通水泥的主要成分都是硅酸盐，硅芯片的主要成分是硅。 答案： B 3．SiO2属于酸性氧化物的理由主要是() A．硅是非金属元素 B．SiO2对应的水化物是可溶性弱酸 C．SiO2能与强碱反应生成盐和水 D．SiO2不能与酸反应 解析：依据酸性氧化物的概念进行判断——能与强碱反应生成盐和水的氧化物。 答案： C 4．下列说法错误的是() A．二氧化硅是光导纤维的主要原料 B．硅是信息技术的关键材料 C．陶瓷餐具所用材料为硅酸盐 D．水晶镜片所用原料为硅酸盐 解析：石英、水晶、光导纤维主要成分为SiO2。Si用于信息产业及硅光太阳能电池。传统硅酸盐材料是陶瓷、水泥、玻璃，新型无机非金属材料为光导纤维、生物陶瓷等。 答案： D 5．下列物品或设备：①水泥路桥②门窗玻璃③水晶镜片 ④石英钟表⑤玛瑙手镯⑥硅太阳能电池⑦光导纤维 ⑧计算机芯片。所用材料为SiO2或要用到SiO2的是() A．①②③④⑤⑦B．全部 C．⑥⑧D．①②⑦⑧ 解析：⑥、⑧用到的材料是Si而不是SiO2，其余都用到SiO2。 答案： A 6．下列反应的离子方程式中，正确的是(多选)() A．二氧化硅和氢氟酸反应：SiO2＋4H＋===Si4＋＋2H2O B．二氧化硅和氢氧化钾溶液反应：SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2O C．水玻璃中滴入盐酸：SiO2－3＋2H＋===H2SiO3↓ D．碳酸钡滴加稀硝酸：CO2－3＋2H＋===H2O＋CO2↑ 解析：A中氢氟酸是一种弱酸，不能拆写成离子的形式；D中碳酸钡是一种难溶性的物质，也不能拆写成离子的形式。 答案：BC 7．高岭土的组成可表示为Al2Si2O x(OH)y，其中x、y的数值分别是() A．7,2 B．5,4 C．6,3 D．3,6 解析：一般利用化合物中化合价代数和等于零的规则来列方程求解。已知化合价：Al为＋3价，Si为＋4价，O为－2价，(OH)为－1价。则2×(＋3)＋2×(＋4)＋x×(－2)＋y×(－1)＝0，化简得：2x ＋y＝14，将各项代入，只有B项符合该方程。 答案： B 2019高一化学无机非金属材料的主角硅知识点总结 硅（台湾、香港称矽xī）是一种化学元素，它的化学符号是Si，旧称矽。接下来我们大家一起了解高一化学无机非金属材料的主角硅知识点。 2019高一化学无机非金属材料的主角硅知识点总结 对于硅，化学符号为Si，旧称矽，有无定形硅和晶体硅两种同素异形体，属于元素周期表上第三周期，IVA族的类金属元素。硅也是极为常见的一种元素，然而它极少以单质的形式在自然界出现，而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式，广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。硅在宇宙中的储量排在第八位。在地壳中，它是第二丰富的元素，构成地壳总质量的26.4%，仅次于第一位的氧(49.4%)。 硅是人体必需的微量元素之一。占体重的0.026%。硅与骨软骨及结蒂组织的代谢有密切的关系，对于骨质疏松症具有很好的治疗作用。硅不仅能够促进骨软骨胶原、蛋白多糖的合成，而且还促进结蒂组织的形成，并作为结蒂组织的组分起着结构的作用。硅的缺乏对生长发育及骨的代谢都有一定的影响。 硅是维持人体正常生命活动不可缺少的必需微量元素，主要存在于高纤维食物、谷类皮中以及根茎类蔬菜中。 食物来源:硅存在于高纤维食物、谷类皮中以及根茎类蔬菜，而肉、鱼和乳类含量较少。食物在精制时易丢失，如全燕麦含量为460mg/100g，而精制后仅有13mg/100g。全大米含 36mg/100mg，精制后为7mg/100g，水也是硅的主要摄入来源，水中硅含量为2～12mg/L。科学研究表明，硅的平均摄取数值仍然是20 - 30毫克/天。 硅主要经过消化和呼吸道进入人体。一般人群主要通过饮食及含硅的药物(如抗酸剂三硅化镁)摄入硅，而一些职业人群主要通过呼吸道吸入硅。在自然界不存在游离的元素硅，硅的吸收率依不同的结合形式而有很大不同。硅酸铝和二氧化硅都不易吸收，吸收率约1%。而一些有机硅吸收率可达30%～50%。一些因素如衰老和雌激素减少可明显降低吸收硅的能力。进入消化道的硅，可经胃肠黏膜吸收入血和淋巴系统，但吸收过程尚不清楚。硅随血液循环分布到全身各组织，然后主要通过尿液排出，在尿液中可能以正硅酸镁的形式存在。脱落的皮肤细胞、毛发、指(趾)甲也是硅丢失的途径。通过呼吸道进入体内的硅，只有细微的硅粉尘可达肺泡，其可溶性部分迅速被吸收，不可溶的部分可被吞噬，或进入淋巴系统，或穿过肺泡壁进入肺间质，未被吞噬的部分可长期留存肺泡内，而引起矽肺。 矽肺(silicosis)又称硅肺，是尘肺中最为常见的一种类型，是由于长期吸入大量含有游离二氧化硅粉尘所引起，以肺部 《全国所名校单元测试示范卷》高三化学一轮复习备考第五单元-碳、硅及其化合物.doc ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 全国100所名校单元测试示范卷·高三·化学卷(五) 第五单元碳、硅及其化合物 (90分钟100分) 可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 Cl 35.5 Mn 55 Ag 108 第Ⅰ卷(选择题共45分) 一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意) 1.单层石墨称为石墨烯,这种“只有一层碳原子厚的碳薄片”的石墨烯,被公认为目前世界上已知的最薄、最坚硬、传导电子速度最快的新型材料,应用前景十分广阔。下列关于石墨烯的叙述正确的是（） A.石墨烯是碳单质 B.石墨烯是一种有机物 C.石墨烯中碳原子的化合价为+3 D.石墨烯可导电,是电解质 解析:石墨烯是碳的一种同素异形体,为单质,是无机非金属材料,A项正确。 答案:A 2.面对日益恶化的地球生态环境,联合国环境规划署建议“低碳生活方式”降低二氧化碳温室气体的排放,人人行动来保护我们生存的家园。下列说法正确的是（） A.用纯碱制玻璃不产生温室气体 B.用过氧化钠吸收CO2是目前比较经济的减碳方案 C.16O C O与16O C O互为同素异形体且化学性质相似 D.应大幅减少对低效化石燃料的使用,开发新型的可再生能源 解析: 纯碱制玻璃的过程中,二氧化硅与碳酸钠反应会产生二氧化碳,A项错误;用Na2O2吸收CO2成本太高,B项错误;同素异形体为单质,C项错误。 答案:D 3.寿山石的主要成分为叶蜡石,其组成为Al2O3·4SiO2·H2O,可以表示为Al2Si4O x(OH)y。其中x、 第四章 非金属及其化合物 第一讲 无机非金属材料的主角——硅 (计时：45分钟 满分：100分) 一、选择题(本大题共10小题，每小题5分，共50分) 1．下列说法中，不正确的是( ) A．SiO2是酸性氧化物，但不与水反应 B．泡花碱属于盐类 C．明矾和漂白粉均可用于自来水的杀菌、消毒 D．玻璃和陶瓷都属于传统硅酸盐材料 解析 明矾中的铝离子水解得到氢氧化铝胶体，其具有吸附作用，可以净水但不能杀菌、消毒；漂白粉具有强氧化性，具有杀菌、消毒作用。 答案 C 2．下列关于硅的说法中，不正确的是( ) A．硅是非金属元素，晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体 B．硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体 C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应 D．加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应 解析 晶体硅虽然外形像金属(有金属光泽)，但实际上属于非金属；硅既有金属性，又有非金属性，其导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。硅的化学性质不活泼(尤其是在常温下)，但常温下仍能与氟气、氟化氢和NaOH溶液等发生反应，加热至一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属发生反应。 答案 C 3．下列离子方程式不正确的是( ) A．向烧碱溶液中通入过量的二氧化碳：2OH－＋CO2===CO＋H2O B．向纯碱溶液中通入足量的二氧化碳：CO＋CO2＋ H2O===2HCO C．向水玻璃中通入少量二氧化碳：SiO＋CO2＋ 2H2O===H4SiO4↓＋CO D．向氢氧化钠溶液中加入硅：Si＋2OH－＋H2O===SiO＋2H2↑解析 向烧碱溶液中通入过量的CO2的离子方程式为OH－＋ CO2===HCO，A项错误。 答案 A 4．有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。下列关于硅的说法不正确的是( ) A．高纯度的单质硅被广泛用于制作计算机芯片 B．硅可由二氧化硅还原制得 C．低温时硅与水、空气、盐酸、硝酸、硫酸不反应，但能与氢氟酸反应 D．自然界硅元素的贮量丰富，并存在大量的单质硅 解析 自然界中无单质硅存在。 答案 D 5．将足量CO2气体通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后得到的固体物质是( ) A．Na2SiO3 B．Na2CO3、Na2SiO3 C．Na2CO3、SiO2 D．SiO2 解析 没有意识到高温下充分灼烧时，Na2CO3和SiO2还能够继续反应生成Na2SiO3，从而造成错选C。 将足量CO2气体通入水玻璃中，发生反应：2CO2＋Na2SiO3＋ 2H2O===H2SiO3↓＋2NaHCO3；加热蒸干高温灼烧时发生反应： H2SiO3H2O＋SiO2,2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O；SiO2＋高三一轮复习碳及碳的化合物
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