2016届高考化学一轮课时详解无机非金属材料的主角硅ppt课件
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届高考化学一轮复习第1讲-无机非金属材料的主角—硅PPT课件
(7)无机酸一般能溶于水，而 H2SiO3 及 H4SiO4 却难 溶于水。
(8)H2CO3的酸性大于 H2SiO3，所以有 Na2SiO3＋CO2 ＋ H2O===H2SiO3↓ ＋ Na2CO3 ， 但 高 温 下 ： Na2CO3 ＋ SiO2=高==温==Na2SiO3＋CO2↑也能发生(CO2 离开反应体 系)。
(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 干燥剂 。
2.硅酸盐 (1)硅酸盐 由 硅、氧和金属 元素组成的化合物的总称，是 构成地壳岩石的主要成分。 (2)硅酸钠 硅酸钠水溶液俗称 水玻璃 ，是无色黏稠液体， 常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。 (3)硅酸盐常用的表示法——氧化物法
SiO2
CFl22：：SSii＋＋22FC2=l2==△SiFS4 iCl4
与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑
二、硅酸、硅酸盐 1.硅酸 硅酸 不 溶于水，其酸性比碳酸 弱 ，硅酸 不能 (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：
H2SiO3 === SiO2＋H2O (2)硅酸能与碱溶液反应，如与 NaOH 溶液反应的化 学方程式为： H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O 。
注意事项：①氧化物之间以“·”隔开；②计量数配 置出现分数应化为整数。
例如：长石 KAlSi3O8 不能写成12K2O·12Al2O3·3SiO2， 应写成 K2O·Al2O3·6SiO2。
三、无机非金属材料
1. 硅酸盐材料
水泥
玻璃
陶瓷
生产原 料
主要设 备
石灰石、 纯碱、石灰石、
黏土
黏土
石英
水泥回 转窑
(8)H2CO3的酸性大于 H2SiO3，所以有 Na2SiO3＋CO2 ＋ H2O===H2SiO3↓ ＋ Na2CO3 ， 但 高 温 下 ： Na2CO3 ＋ SiO2=高==温==Na2SiO3＋CO2↑也能发生(CO2 离开反应体 系)。
(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 干燥剂 。
2.硅酸盐 (1)硅酸盐 由 硅、氧和金属 元素组成的化合物的总称，是 构成地壳岩石的主要成分。 (2)硅酸钠 硅酸钠水溶液俗称 水玻璃 ，是无色黏稠液体， 常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。 (3)硅酸盐常用的表示法——氧化物法
SiO2
CFl22：：SSii＋＋22FC2=l2==△SiFS4 iCl4
与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑
二、硅酸、硅酸盐 1.硅酸 硅酸 不 溶于水，其酸性比碳酸 弱 ，硅酸 不能 (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：
H2SiO3 === SiO2＋H2O (2)硅酸能与碱溶液反应，如与 NaOH 溶液反应的化 学方程式为： H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O 。
注意事项：①氧化物之间以“·”隔开；②计量数配 置出现分数应化为整数。
例如：长石 KAlSi3O8 不能写成12K2O·12Al2O3·3SiO2， 应写成 K2O·Al2O3·6SiO2。
三、无机非金属材料
1. 硅酸盐材料
水泥
玻璃
陶瓷
生产原 料
主要设 备
石灰石、 纯碱、石灰石、
黏土
黏土
石英
水泥回 转窑
《无机非金属材料的主角——硅》ppt课件
特别提醒
由于硅酸盐的组成与结构很复杂，为 了简化对硅酸盐组成的表示方法，采用了氧 化物法，实际上硅酸盐不是以简单氧化物形 式存在的，而是以种种结构复杂的盐的形式 存在的。
例4 用氧化物的形式表示硅酸盐的组成，其中 正确的是( )
A．钙沸石[Ca(Al2Si3O10)·3H2O]，表示为 Al2O3·CaO·3SiO2·3H2O
3. 硅酸的存在及用途 (1)浓度小时：形成硅酸溶胶； (2)浓度大时：形成 硅酸凝胶。 (3)硅胶
硅酸凝胶经干燥脱水得到的硅酸干凝胶称 为“ 硅胶”，具有强的 吸水性，常用作干燥剂或 催化剂的载体。
三、硅酸盐 1. 概念：硅酸盐是由硅、氧和金属 元素组成的化合物的总称。 2. 硅酸盐的性质
硅酸盐是一类结构复杂的固态物质， 大多不溶于水，化学性质很 。稳定
二、硅酸 1
．硅酸的性质
(1)弱酸性
向Na2SiO3溶液中通入CO2，反应的
化学方程式为Na2SiO3＋CO2＋
H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3。
弱
结论：H2SiO3酸性比H2CO3酸性 。
(2)不稳定性
2. 硅酸的制备
可溶的硅酸盐与较强的酸反应可制得硅酸， Na2SiO3与盐酸反应的化学方程式为Na2SiO3＋ 2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl。
C．钾云母(K2Al6Si6H4O24)，表示为 K2O·2H2O·3Al2O3·6SiO2 D．石棉[CaMg3Si4O12]，表示为 CaO·3MgO·4SiO2
【答案】 D
变式训练
4．钾长石(KAlSi3O8)风化生成高岭土 [Al2Si2O5(OH)4]时反应的离子方程式为：
2KAlSi3O8＋2H2CO3＋5H2O===2K＋＋ 2HCO3－＋4H2SiO3＋Al2Si2O5(OH)4
无机非金属材料的主角——硅PPT课件36 人教课标版
+ H2SiO3↓
硅酸钠水溶液久置在空气中会出现什么现象？为什么？ 硅酸钠水溶液久置在空气中会出现白色浑浊。 Na2SiO3＋CO2＋H2O＝Na2CO3＋H2SiO3↓
盛放和保存水玻璃时应该注意什么？
①、盛Na2SiO3溶液的试剂瓶密封保存，否则吸收空 气中CO2会变质 ②、不可以使用玻璃塞，因为它本身是一种玻璃黏 胶剂。
②不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性好 【实验4-2】
放入蒸馏水
现 象
放入Na2SiO3饱和溶液
Na2SiO3防火效果好，用作 防火剂 制备硅胶和木材防火剂的原 料
水分蒸发后，失去防 火作用
结 论
当水分蒸发后滤纸 燃烧
(3)、用途
当水分蒸发后滤纸不易 燃烧
5、三种常见的硅酸盐产品
陶瓷 硅酸盐产品 水泥 使用量最大的 无机非金属材 料。
晶体硅的导电性介于导体和半导体之间,是良好的半导 体材料,硅是信息技术的关键材料。用于制作太阳能电 池、计算机芯片等材料。
硅及其化合物之间的转换
O2
C
NaOH
HCl
1．下列试剂可用带玻璃塞的玻璃瓶存放的是 A．NaOH溶液 B．Na2SiO3溶液 C．盐酸 D．氢氟酸 2、下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是
二、硅单质 1、硅的工业制法
粗硅的制取：
2C+ SiO2 高温 Si(粗)+2CO↑
粗硅的提纯： Si(粗)+2Cl2 SiCl4+2H2 SiCl4 高温 Si(纯)+4HCl
晶体硅 2、存在形式 3、物理性质： 无定形硅
结构类似于金刚石，为硬而脆的 灰黑色固体, 熔点高,硬度大。导 电性介于导体和绝缘体之间。
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(2)B和a溶液反应的离子方程式是__S_i_O_2_+_2_O_H_-_=_=_=_S_i_O_32_-_+_H_2O_。 (3)A和a溶液反应的离子方程式是___S_i_O_32_-_+_2_H_+ _=_=_H_2_S_i_O_3____。 (4)C和过量盐酸反应的离子方程式S_i_+_2_O_H_-_+_2_H_2_O_=_=_=_S_i_O_32_-_+。2H2
无机非金属材料—硅
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栏目索引
1 考点 ● 梯级落实
地球与地图请
2 微课 ● 通法悟道
点
击
3 真题 ● 重组集训
相 关
栏
4 课时 ● 规范训练
目
考点一 碳、硅单质
【知识梳理】 1．碳、硅元素在自然界中的存在形态 (1)碳：既有游离态又有化合态。 (2)硅：只有化合态。硅在地壳中的含量占第二位。
烈程(反式(AB21．．)应：)整S高石下_生i个_H纯英列成_C制_l度砂判H_3备2_＋S石在断_i过_3英高O正_H3程_2、砂温确O_中=_H能下的=_C必=_l用与是H_和须2_作焦_S_另_i严_制炭_OC_一_3格_↓造反__种_控_＋应C(_物P填制_3生U_质H的序无_C成_，l半号水_↑粗_写导)无_＋硅。_出体氧_H和_该2材。↑_二_反料S_氧i_应H_化C_的l_碳3_化遇__学H_2O。方剧 _O_H2_与CD2_还．．_S_原i利硅_H_SC用性_il_H3石质_、C_l英稳_H3_过2砂定混__程可，合__中制不可__若备能能__混光溶引__入伏解起__O产在爆_2，_业任炸_可_所何_能_需酸_引_的或_起_玻碱_的_璃溶_后_液_果_中。是
H2O
与盐反应 CO2＋Na2CO3＋H2O=== SiO2＋Na2CO3
(如Na2CO3)
2NaHCO3
Na2SiO3＋CO2↑
与碱性氧 化物反应
CO2＋Na2O==Na2CO3
SiO2＋CaO
CaSiO3
与碳反应
C＋CO2
2CO
2C＋SiO2
Si＋2CO↑
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(3)主要用途
CO2：化工原料、灭火剂。干冰用作制冷剂，人工降雨。 SiO2：制光学仪器、石英玻璃。水晶可制作饰品，常用来制 造通讯材料光导纤维
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
解析： “石墨烯可由石墨剥离而成”故石墨烯是可以导电 的非金属单质，它既不是电解质，也不是非电解质，A项错； 石墨烯、金刚石、C60、“碳纳米泡沫”都是由碳元素形成的 不同的单质，它们互为同素异形体，B项正确；C项中由于石墨 转化为金刚石的ΔH>0，是吸热过程，即石墨的能量较金刚石 低，因而石墨烯稳定，C项错；126C和136C都是碳元素，故D项错。
C．存放NaOH溶液的试剂瓶应用细口玻璃瓶并配磨口玻璃塞 D．硅是一种良好的半导体材料，所以是制造光导纤维的基本 原料
解析： 硅在自然界中全部以化合物的形式存在，石英、 水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅，A不正确；C不正确， 应该用橡皮塞；D不正确，制造光导纤维的是二氧化硅。
7
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2．石墨烯的结构示意图如下图所示，下列关于石墨烯的叙述 正确的是( B )
√
× ×
×
√
13
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C
D B E A
14
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提示：
15
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【题组训练】
题组一 二氧化硅的结构、性质与用途
A
2．下列说法正确的是( C )
①二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应，但不能与任何
酸反应 ②根据反应SiO2＋CaCO3
CaSiO3＋CO2↑可推知硅
酸酸性比碳酸强 ③二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以制得硅
选选解(3项项析)该CB：，：工(S由1艺i)O于流选2在S程项i高可AO2，温与循石下C环在英与利高砂C用a温的C的O下主3、物反要N质应a成2是C时分O_3，是_反_HCS_2应是和i_O_可过H2_，C_制量l_S_得的i_O_玻，2。能璃所制。以造其光产 物导选为纤项C维OD等。，，Si但性它质不稳是定半，导但体它，能不溶能解用在于氢制氟造酸C和PUN。aOH溶液中。
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【题组训练】
题型一 碳、硅单质与材料
1．硅被誉为无机非金属材料的主角。有科学家提出硅是“21 世纪的能源”、“未来的石油”。下列有关说法正确的是( B )
A．硅的含量居第二位，在地球上有丰富的单质硅资源，如石 英、水晶、玛瑙的主要成分都是单质硅
B．硅相对于氢气便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是有 开发价值的燃料
酸 ④二氧化硅常被用来制造光导纤维
A．①②
B．②③
C．③④
D．①④
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3．在下图所示的物质相互转化关系中，A是一种固体单质，E 是一种白色不溶于水的物质，a溶液焰色为黄色。据此填空：
(1)B的化学式是___S_i_O_2__，目前在现代通讯方面B已被用作 ____光__导__纤__维__(_或__光__纤__)__的主要原料。
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9
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题型二 工业上高纯硅的制取
4．2013年6月，欧洲对我国光伏产品实行高额征税措施，严 重影响世界清洁能源的发展。多晶硅、导电玻璃(玻璃上镀金 属)是太阳能光伏产业的重要物质。制备多晶硅必须先得到高 纯度硅。三氯甲硅烷(SiHCl3，可燃)还原法是当前制高纯硅的 主要方法，其生产流程如图所示：
10
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考点二 碳、硅的氧化物 【知识梳理】
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(2)二氧化碳与二氧化硅化学性质比较
物质
二氧化碳
二氧化硅
与水反应 与酸反应
与碱反应 (如NaOH)
CO2＋H2O
H2CO3
不反应
CO2＋2NaOH==Na2CO3＋H2O 或CO2＋NaOH==NaHCO3
不反应 SiO2＋4HF==SiF4↑＋2H2O SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋
2．碳、硅单质的物理性质和用途(用短线连接)
3
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3．化学性质
4
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√
×
5
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√
√ ×
√ 2.硅可用作半导体材料，是否可用于解释元素周期性变化 的规律？
可以，硅位于金属和非金属的分界线附近，性质上由金属 性逐渐过渡到非金属性，即有金属的性质又有非金属的性质。
3.用化学方程式表示工业上获取纯硅的过程。
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1 考点 ● 梯级落实
地球与地图请
2 微课 ● 通法悟道
点
击
3 真题 ● 重组集训
相 关
栏
4 课时 ● 规范训练
目
考点一 碳、硅单质
【知识梳理】 1．碳、硅元素在自然界中的存在形态 (1)碳：既有游离态又有化合态。 (2)硅：只有化合态。硅在地壳中的含量占第二位。
烈程(反式(AB21．．)应：)整S高石下_生i个_H纯英列成_C制_l度砂判H_3备2_＋S石在断_i过_3英高O正_H3程_2、砂温确O_中=_H能下的=_C必=_l用与是H_和须2_作焦_S_另_i严_制炭_OC_一_3格_↓造反__种_控_＋应C(_物P填制_3生U_质H的序无_C成_，l半号水_↑粗_写导)无_＋硅。_出体氧_H和_该2材。↑_二_反料S_氧i_应H_化C_的l_碳3_化遇__学H_2O。方剧 _O_H2_与CD2_还．．_S_原i利硅_H_SC用性_il_H3石质_、C_l英稳_H3_过2砂定混__程可，合__中制不可__若备能能__混光溶引__入伏解起__O产在爆_2，_业任炸_可_所何_能_需酸_引_的或_起_玻碱_的_璃溶_后_液_果_中。是
H2O
与盐反应 CO2＋Na2CO3＋H2O=== SiO2＋Na2CO3
(如Na2CO3)
2NaHCO3
Na2SiO3＋CO2↑
与碱性氧 化物反应
CO2＋Na2O==Na2CO3
SiO2＋CaO
CaSiO3
与碳反应
C＋CO2
2CO
2C＋SiO2
Si＋2CO↑
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(3)主要用途
CO2：化工原料、灭火剂。干冰用作制冷剂，人工降雨。 SiO2：制光学仪器、石英玻璃。水晶可制作饰品，常用来制 造通讯材料光导纤维
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
解析： “石墨烯可由石墨剥离而成”故石墨烯是可以导电 的非金属单质，它既不是电解质，也不是非电解质，A项错； 石墨烯、金刚石、C60、“碳纳米泡沫”都是由碳元素形成的 不同的单质，它们互为同素异形体，B项正确；C项中由于石墨 转化为金刚石的ΔH>0，是吸热过程，即石墨的能量较金刚石 低，因而石墨烯稳定，C项错；126C和136C都是碳元素，故D项错。
C．存放NaOH溶液的试剂瓶应用细口玻璃瓶并配磨口玻璃塞 D．硅是一种良好的半导体材料，所以是制造光导纤维的基本 原料
解析： 硅在自然界中全部以化合物的形式存在，石英、 水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅，A不正确；C不正确， 应该用橡皮塞；D不正确，制造光导纤维的是二氧化硅。
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2．石墨烯的结构示意图如下图所示，下列关于石墨烯的叙述 正确的是( B )
√
× ×
×
√
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C
D B E A
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提示：
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【题组训练】
题组一 二氧化硅的结构、性质与用途
A
2．下列说法正确的是( C )
①二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应，但不能与任何
酸反应 ②根据反应SiO2＋CaCO3
CaSiO3＋CO2↑可推知硅
酸酸性比碳酸强 ③二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以制得硅
选选解(3项项析)该CB：，：工(S由1艺i)O于流选2在S程项i高可AO2，温与循石下C环在英与利高砂C用a温的C的O下主3、物反要N质应a成2是C时分O_3，是_反_HCS_2应是和i_O_可过H2_，C_制量l_S_得的i_O_玻，2。能璃所制。以造其光产 物导选为纤项C维OD等。，，Si但性它质不稳是定半，导但体它，能不溶能解用在于氢制氟造酸C和PUN。aOH溶液中。
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【题组训练】
题型一 碳、硅单质与材料
1．硅被誉为无机非金属材料的主角。有科学家提出硅是“21 世纪的能源”、“未来的石油”。下列有关说法正确的是( B )
A．硅的含量居第二位，在地球上有丰富的单质硅资源，如石 英、水晶、玛瑙的主要成分都是单质硅
B．硅相对于氢气便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是有 开发价值的燃料
酸 ④二氧化硅常被用来制造光导纤维
A．①②
B．②③
C．③④
D．①④
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3．在下图所示的物质相互转化关系中，A是一种固体单质，E 是一种白色不溶于水的物质，a溶液焰色为黄色。据此填空：
(1)B的化学式是___S_i_O_2__，目前在现代通讯方面B已被用作 ____光__导__纤__维__(_或__光__纤__)__的主要原料。
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题型二 工业上高纯硅的制取
4．2013年6月，欧洲对我国光伏产品实行高额征税措施，严 重影响世界清洁能源的发展。多晶硅、导电玻璃(玻璃上镀金 属)是太阳能光伏产业的重要物质。制备多晶硅必须先得到高 纯度硅。三氯甲硅烷(SiHCl3，可燃)还原法是当前制高纯硅的 主要方法，其生产流程如图所示：
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考点二 碳、硅的氧化物 【知识梳理】
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(2)二氧化碳与二氧化硅化学性质比较
物质
二氧化碳
二氧化硅
与水反应 与酸反应
与碱反应 (如NaOH)
CO2＋H2O
H2CO3
不反应
CO2＋2NaOH==Na2CO3＋H2O 或CO2＋NaOH==NaHCO3
不反应 SiO2＋4HF==SiF4↑＋2H2O SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋
2．碳、硅单质的物理性质和用途(用短线连接)
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3．化学性质
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√
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√ 2.硅可用作半导体材料，是否可用于解释元素周期性变化 的规律？
可以，硅位于金属和非金属的分界线附近，性质上由金属 性逐渐过渡到非金属性，即有金属的性质又有非金属的性质。
3.用化学方程式表示工业上获取纯硅的过程。