整合高中化学人教版必修一4.1无机非金属材料的主角硅思维导图及试题 含答案
人教版化学必修一4.1无机非金属材料的主角--硅(共59张PPT)
氧
化 硅 的
硅 石
存
在 无定形——硅藻土
晶
体
水晶
二
氧
化
硅
玛瑙
玛瑙
硅藻土 中国硅藻土资源丰富。全国10个省(区) 有硅藻土矿产出。探明储量的矿区有354 处，总保有储量矿石3.85亿吨.仅次于美 国，居世界第2位。在地区分布上，以吉 林最多，占全国储量的54.8%，云南、福 建、河北等地次之。
2.二氧化硅的用途 由于SiO2具有优良的物理化学性能加
第四章 非金属及其化合物
第一节 无机非金属材料的主角----硅
硅在地壳中的含量
硅 的 存 在
金属在地壳镁中2.的00%含量钠2.74% 1
其他 1.20%
氢0.16%
2 钾2.47% 钙3.45% 铁4.75% 3
4
氧48.6%
5Leabharlann 硅26.3%67 铝7.73% 8
9
硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳 中大部分的岩石、沙子和土壤,约 占地壳总量的90%以上。
上SiO2在自然界的广泛存在，因此从 古到今都被人类广泛地应用。
石英制品
水晶
石英、玛瑙
二氧化硅用来制光导纤维
光导纤维就是比头发丝还细的、能传导光信号的玻璃丝。 制造光导纤维的材料就是二氧化硅。光导纤维主要用于 通讯、传感、测量等，光纤通讯的优点就是通信容量大， 一对光纤上可同时传送3万门电话。
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2017-2018学年度高一化学人教版必修一第四章第1节《无机非金属材料的主角——硅》知识点总结及习题练习
第1节 无机非金属材料的主角——硅一、硅、二氧化硅和硅酸1.硅的原子结构与硅在自然界中的存在(1)原子结构硅原子位于元素周期表第三周期第IV 主族,其原子结构示意图为,最外层有4个电子,反应中既不易失电子也不易电子,主要形成＋4价的化合物。
(2)存在硅在地壳中的含量为26.3%,仅次于氧:硅是一种亲O 元素,在自然界中主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在,存在形态全部是化合态。
2.硅的性质 ①物理性质:◆ 晶体硅(C 在电炉中还原SiO 2可得晶体硅)为灰黑色,无定形硅(Mg 还原SiO 2可得无定形硅)为黑色 补充:电子工业中用的高纯硅则是用氢气还原三氯氢硅或四氯化硅而制得. ◆ 密度2.32-2.34g/cm 3◆ 熔点1410℃,沸点2355℃◆ 属于原子晶体,硬而脆有金属光泽,良好的半导体材料,具有金刚石的晶体结构,电离能8.151电子伏特. ②化学性质: (1)与非金属作用常温下Si 的化学性质不活泼,不与O 2、Cl 2、强酸等収生反应,只能与F 2、HF 、强碱反应,在F 2中瞬间燃烧,生成SiF 4Si+2F 2=SiF 4加热时，能与其它卤素反应生成卤化硅,与氧反应生成SiO 2.Si+2X 2=====△SiX 4(X=Cl 、Br 、I)Si+O 2=====△SiO 2(研细的Si 能在O 2中燃烧)在高温下,硅与碳、氮、硫、氢等非金属单质化合,分别生成碳化硅SiC 、氮化硅SiN 4和硫化硅SiS 2、SiH 4等.Si+H 2=====△Si H 4(SiH 4很不稳定,在空气中自燃)(2)与酸作用Si 单独与强酸不収生反应,但与氢氟酸及其混合酸反应,生成SiF 4或H 2SiF 6.Si+4HF=SiF 4↑+2H 2↑3Si+4HNO 3+18HF=4NO↑+8H 2O+3H 2SiF 6(3)与碱作用硅只能与强碱液反应生成可溶性硅酸盐,幵放出氢气.(4)与金属作用硅还能与钙、镁、铜、铁、铂、铋等化合,生成相应的金属硅化物.3.硅的制备(工业上用C 在高温下还原SiO 2制粗硅,再对粗硅提纯即可)粗硅的制取:SiO 2 + 2C Si + 2CO ↑(注意:①C 要适量,如果过量会収生副反应即C+Si=SiC(金刚砂)②在该反应中C 作为还原剂,SiO 2中Si 得电子,而失电子能力为Si>C,理论上该反应不能収生,但实际上这一反常反应可以从化学平衡的角度理解,由于产物CO 为气体,能及时离开反应体系,降低了生成物的浓度,促使反应正向迚行) 粗硅的提纯:Si + 2Cl 2=====△SiCl 4SiCl 4 + 2H 24HCl+Si(纯硅) 4.硅的用途①用作半导体材料,比如计算机芯片等②制造光电池③作为合金材料制造变压器铁芯、耐酸设备等游离态和化合态化合态与氧化物C+2CuO2Cu+CO 2↑ C+CO 2CO SiO 2 + 2CSi + 2CO ↑△单与水或碱溶液的反C+H 2O(g)CO+H 22(1)存在地球上二氧化硅的存在形态有结晶形和无定形两大类,统称为硅石。
高中高一必修一：4.1.1无机非金属材料的主角—硅同步练习化学试题(答案解析)
山西省忻州市第一中学【精品】高一必修一：4.1.1无机非金属材料的主角—硅同步练习化学试题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．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2．下列物质中主要成分不是．．二氧化硅的是A．钻石B．水晶C．玛瑙D．硅石3．NaOH、KOH等碱性溶液可以贮存在下列哪种试剂瓶中A．具有玻璃塞的细口瓶B．具有玻璃塞的广口瓶C．带滴管的滴瓶D．具有橡胶塞的细口瓶4．下列关于二氧化硅的说法中，错误．．的是A．二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大的差别B．二氧化硅分子由一个硅原子和两个氧原子构成C．工业上用二氧化硅制粗硅D．二氧化硅既能与氢氟酸反应，又能与烧碱反应，但它不是两性氧化物5．能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水B．高温下，SiO2与碳酸盐反应生成CO2C．氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体D．CO2通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀6．下列说法不．正确的是A．SiO2不溶于水，故H2SiO3不是SiO2对应的酸，或者说SiO2不是H2SiO3的酸酐B．CO2通入到水玻璃中可以得到硅酸沉淀C．SiO2是一种空间立体网状结构的晶体，熔点高，硬度大D．氢氟酸能够刻蚀玻璃，故不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸7．将足量的CO2不断通入NaOH、Ca(OH)2、NaAlO2的混合溶液中，则生成沉淀的物质的量与通入CO2的体积的关系可表示为()A．B．C．D．8．二氧化硅属于酸性氧化物，理由是A．Si是非金属元素B．SiO2对应的水化物是可溶性弱酸C．SiO2与强碱反应生成盐和水D．SiO2不能与酸反应9．下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是A．CO2→H2CO3B．SiO2→H2SiO3 C．Na2O2→Na2CO3D．SiO2→Na2SiO3 10．在SiO2+3C＝SiC+2CO↑反应中，氧化剂和还原剂的质量比为A．36∶30B．60∶36C．2∶1D．1∶211．下列离子方程式，正确的是A．澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca2+ +2OH- +CO2＝CaCO3↓+H2OB．碳酸钠溶液中加入二氧化硅：CO32- +SiO2＝SiO32- +CO2↑C．二氧化硅与烧碱溶液反应：SiO2 +2OH-＝SiO32-+H2↑D．硅酸与烧碱溶液中和：H2SiO3+2OH-＝ SiO32-+2H2O12．10g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SiO2C．K2CO3和SiO2D．无法确定二、原理综合题13．已知CO和H2的混合气体称为水煤气，可由碳与水蒸气在高温下反应生成。
人教版高中化学必修1：无机非金属材料的主角----硅_课件1
第一节 无机非金属材料的主角——硅
本节主要考点有 Si、SiO2、Na2SiO3、H2SiO3 的性质和用 途及 SiO2 的结构，主要考查知识集中在三个方面，一是硅、 二氧化硅、硅酸盐的用途，二是硅及其化合物的性质，三是 硅及其化合物的制备。由于许多高科技领域的新型无机非金 属材料都与硅有关，预测明年的高考，硅及其化合物知识仍 是命题热点，考查形式会以硅及其化合物知识为载体与基本 理论，和其他元素及化合物相联系综合考查。
一、碳、硅 1．单质的存在形态、物理性质及用途
碳
硅
存在 形态
_游__离 ___态__、__化__合__态__
_化__合__态__
物理 性质
金刚石：_熔__点__高__、__硬__度__大____ 石墨：_硬__度__小__，__电__的__良__导__体___
灰黑色固体，有金属 光泽，熔__点__高__、__硬__度__大 ，有脆性
二、碳、硅的氧化物 1．一氧化碳 CO 是无色无味的有毒气体，不溶于水，可用作气体燃料 和冶金工业的__还__原__剂__。
点燃 (1)燃烧的化学方程式为：_2_C_O__＋__O_2_=_=_=_=_=_2_C__O_2__。
△ (2)还原 CuO 的化学方程式为：_C_O__＋__C_u_O__=_=_=_=_=_C_u__＋_C__O_2。
[答案] A
【生之习】 1．华裔科学家高锟因“在光纤传输信息领域中的突破性 成就”获得 2009 年诺贝尔物理学奖，下列有关硅材料的说法 正确的是( ) A．光纤的主要成分是高纯度的单质硅 B．金刚砂的主要成分是二氧化硅 C．28 g 硅含有 6.02×1023 个电子 D．28Si、29Si、30Si 是不同的核素
人教版化学必修1第四章第一节 无机非硅金属材料的主角――硅ppt
16、不要太脾气，否则会很麻烦。如果您没有太多的能力，就不会有太多的渴望，否则您将痛苦不堪。 5、即使在您说话时也不要打扰那些敷衍了事的人，与其关心别人的遗弃和不幸，不如管理自己的尊严和善良并选择一种使自己无可替代的姿 态。
3、如果不是你的，不要保留它；如果让您感到不舒服，请不要停止。如果人在寒冷中行走，他的心脏会保持温暖；如果不可避免地聚集在一 起，他将独自享受世界的欣喜。不要回顾过去，不要回顾未来。这就是你应该拥有的生活。
23、世界上没有一项工作不艰辛，没有人变得简单。您现在就拒绝不愉快的事情，时间不会变慢。因此，不要发脾气，没有人欠你任何东西 。
干燥硅胶
硅酸的制备
可溶性硅酸盐（如Na2SiO3）与酸反应
Ｐ77 实验４－１观察现象并填写下表
现象 思何滴 色考现入 消：象酚 失若？酞，将C溶并O液有2通显透入红明Na色胶2S，状iO再物3溶滴质液入 生中有盐 成酸红
结论 N了aHH制2S22S弱iCOiOO酸33溶3酸) 液性比呈H碱2S性iO，3强与(强酸酸反应生成
Si原子相结合。 二氧化硅中氧原子与硅原子
个数比为2：1,通常用SiO2来表 示二氧化硅的组成.
SiO2用途
结构与性质的关系：SiO2的网状结构
物理性质：熔点高，硬度大的固体 不溶于水，纯净的SiO2晶体无色透明
化学性质：很稳定（化学性质 很不活泼）
SiO2的化学性质（很不活泼）
1.酸性氧化物 与碱性氧化物反应生成盐
第四章 非金属及其化合物
第一节 无机非金属材料的主角 ——硅
高一化学必修一思维导图,全册知识点分享
高一化学必修一思维导图，全册知识点分享发布时间： 2022-9-20 | 标签：化学必修一思维导图高一化学必修一思维导图高中化学必修一应该如何画好高一化学必修一思维导图呢？刚刚进入高一的同学们，面对难度倍增的化学知识可真是头大。
高中化学确实不简单，因此知犀为大家整理了一份高一化学必修一思维导图，同学们可以借助导图，从宏观上理清必修一整本书的脉络结构以及一些重难点知识。
知识点再多再杂，也能完全理顺！现在就一起来看一下高一化学必修一思维导图吧~高一化学必修一思维导图（1）大纲高一化学必修书共分六章。
分别是:第一章关于实验化学，第二章关于化学物质及其变化，第三章关于金属及其化合物，第四章关于非金属及其化合物。
高一化学必修一思维导图（2）第一章：从实验学化学第一章是化学实验的入门知识。
学生应了解常用仪器的识别和使用，掌握基本的实验操作，防止实验事故的发生。
高一化学必修一思维导图（3）第二章：物质的分类本节要求学生简单地根据物质的成分进行分类，并掌握常用的分类方法。
高一化学必修一思维导图（4）第二章：离子反应本节内容主要是掌握离子方程式的书写。
高一化学必修一思维导图（5）第二章：氧化还原反应本节要求掌握氧化还原反应的概念，从化学价态变化的分类标准理解氧化还原反应的特点。
高一化学必修一思维导图（6）第三章：金属的化学性质在这一节中，首先给出金属的简要概述，其次已知钠和铝与氧的反应，最后了解金属与酸和水的反应。
高一化学必修一思维导图（7）第三章：钠及其化合物这部分的内容是重点内容。
学生需要认识到钠是一种典型的活性金属元素，从钠的物理性质、化学性质、化合物及相关计算等方面综合控制钠。
高一化学必修一思维导图（8）第三章：铝及其化合物学习铝也是从它的物理性质，化学性质，化合物以及相关的计算。
高一化学必修一思维导图（9）第三章：铁及其化合物学习铁，首先需要对铁的物理化学性质有一个初步的了解，其次是了解铁的氧化物和氢氧化物，最后通过实验学会区分铁盐和盐铁盐。
高一化学硅知识点思维导图
高一化学硅知识点思维导图硅是一种常见的无机非金属元素，具有广泛的应用领域。
本文将通过思维导图的形式，整理高一化学中与硅相关的知识点，以帮助同学们更好地理解和掌握硅的性质、用途和制备方法。
一、硅的性质1. 物理性质- 硅是地壳中第二丰富的元素，以二氧化硅的形式存在于许多矿石中。
- 硅是无色、无味、无臭、非常稳定的固体，具有金刚石般的硬度和脆性。
- 硅是半导体材料，具有良好的导电性和光电特性。
2. 化学性质- 硅在常温下不与大多数酸和碱反应，但能与氢氟酸和浓硝酸反应。
- 硅能与氧气反应生成二氧化硅，放出大量的热量。
- 硅可与一些金属形成合金，如硅铁、硅铝合金等。
二、硅的用途1. 光电类应用- 因硅具有半导体特性，被广泛应用于光电器件的制造，如太阳能电池板、LED灯等。
- 硅在电子芯片中作为基底材料，用于制造集成电路。
2. 材料类应用- 通过掺杂其他元素和化合物，硅可以改变其电学和光学性质，用于制备硅基材料，如硅胶、硅橡胶。
- 硅是玻璃的主要成分之一，用于制造玻璃器皿、窗户等。
3. 化工类应用- 硅作为添加剂用于制造合成橡胶、油漆、涂料等产品。
- 硅油是一种常见的润滑剂，被广泛应用于机械设备的保养和维护。
三、硅的制备方法1. 硅的提取- 硅的主要提取方法为冶炼石英矿石，石英经过预处理后，与焦炭在高温下反应，生成金属硅。
2. 硅的纯化- 金属硅通过电解法或Zone熔炼法进行纯化，去除杂质，获得高纯度的硅材料。
3. 硅的加工- 高纯度的硅材料可通过溶解、熔融、晶体生长等工艺加工成不同形状和尺寸的硅单晶或多晶。
四、硅材料的性质和应用1. 多晶硅- 多晶硅具有晶粒边界，导电性能较差，用于太阳能电池板的制造。
2. 单晶硅- 单晶硅晶体纯度高，无晶粒边界，电学性能优异，用于制造集成电路的基板。
五、硅的环境和健康风险1. 硅对环境的影响- 工业生产中的硅粉尘、废水和废气可能对环境造成污染，需要进行控制和处理。
2. 硅对人体健康的风险- 长期吸入硅粉尘可能导致硅肺病，对呼吸系统造成危害。
人教版高中化学必修一课后练习(有解析)4.1.无机非金属材料的主角—硅.docx
高中化学学习材料课后作业限时：45分钟满分：100分一、选择题(每小题3分，共39分。
)1．下列关于硅和硅的化合物的叙述，不正确的是( )①二氧化硅的晶体结构与金刚石相似，都是立体网状结构②硅是地壳中含量最多的非金属元素③晶体硅是良好的半导体材料④二氧化硅是制造光导纤维的重要原料⑤SiO2分子是由两个氧原子和一个硅原子组成的⑥SiO2是酸性氧化物，它可溶于水生成硅酸A．①②⑥B．①⑤⑥C．③④⑤⑥D．②⑤⑥2．下列说法正确的是( )①二氧化硅熔点很高，可用作耐高温材料，如高温下用石英坩埚熔融氢氧化钠②化学家采用玛瑙研钵研磨固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐③提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料④碳化硅俗称金刚砂，具有金刚石的结构，硬度大，可作砂轮的磨料 ⑤太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能 A ．①②③ B ．②③④ C ．③④⑤D ．②③⑤3．下列有关硅及其化合物的说法中正确的是( )A ．在粗硅的制取中发生反应2C ＋SiO 2=====高温2CO ↑＋Si ，硅被还原，所以碳的还原性大于硅的B ．硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞的试剂瓶中C ．用SiO 2制取硅酸，应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应，然后通入CO 2D ．由Na 2CO 3＋SiO 2=====高温CO 2↑＋Na 2SiO 3可知，硅酸的酸性大于碳酸的 4.下列关于碳和硅的比较，正确的是( ) A ．它们的氧化物都能与水反应生成对应的酸 B ．碳和硅的最高正价都是＋4价C ．硅元素在地壳中的含量占第二位，碳占第一位D ．碳和硅在自然界的存在形式都是既有游离态也有化合态 5．材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是( )6.A ．硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成B ．硅酸盐岩石长期在水的侵蚀下，风化为黏土，并且形成土壤胶体C ．水玻璃长期暴露在空气中会变质，这是因为水玻璃主要发生了氧化还原反应D ．传统无机非金属材料的优缺点：抗腐蚀、耐高温，质脆、经不起冲击 7．下列材料的特性及用途的说法中不正确的是( ) A ．光导纤维传导光的能力很强，是非常好的通讯材料 B ．氧化铝陶瓷具有两性，不可以用于制耐高温设备 C ．氮化硅陶瓷耐高温且不易传热，可用来制造轴承 D ．人造刚玉硬度高，可用来制造刚玉球磨机 8．用石英制取并获得高纯硅的主要化学反应如下： ①SiO 2＋2C=====高温Si(粗)＋2CO ↑ ②Si(粗)＋2Cl 2=====△SiCl 4③SiCl 4＋2H 2=====高温Si(纯)＋4HCl 下列关于上述反应的分析不正确的是( ) A ．①③属于置换反应，②属于化合反应 B ．高温下焦炭与氢气的还原性均强于硅的C ．任一反应中，每消耗或生成28 g 硅，均转移4 mol 电子D ．高温下将石英、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合可得高纯硅 9．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。
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第四章非金属及其化合物
第一节无机非金属材料的主角——硅
【思维导图】
【微试题】
1.能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（）
A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水
B．CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀
C．高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2
D．氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀【答案】B
2.在SiO2+3C SiC+2CO↑反应中，氧化剂和还原剂的质量比为（）
A．36∶30 B．60∶36 C．2∶1 D．1∶2
【答案】D
3.下列有关物质性质的应用正确的是( ) A.液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂 B.二氧化硅不与强酸反应，可用石英器皿盛放氢氟酸 C.生石灰能与水反应，可用来干燥氯气 D.氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝 【答案】A
4.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： ①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅；
②粗硅与干燥的HCl 气体反应制得SiHCl 3：Si ＋3HCl=====300℃
SiHCl 3＋H 2； ③SiHCl 3与过量的H 2在1 000℃～1 100℃反应制得纯硅。
已知SiHCl 3能与H 2O 强烈反应，在空气中易自燃。
请回答下列问题：
(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为 _______________________________________。
(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(沸点－84.7℃)，提纯SiHCl3采用的方法为____________________。
(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图(热源及夹持装置略去)：
①装置B中的试剂是________。
装置C中的烧瓶需要加热，其目的是______________________________________________________。
②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是________________________________，装置D 不能采用普通玻璃管的原因是________________________________，装置D中发生反应的化学方程式为___________________________________。
③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检验实验装置的气密性，控制好反应温度以及________________________________________________________________。
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂(填写字母代号)是()
a．碘水b．氯水c．NaOH溶液d．KSCN溶液e．Na2SO3溶液
【答案】
（1）SiO2+2C Si+CO↑（2）分馏(或蒸馏)蒸馏
（3）①浓H2SO4使滴入烧瓶中的SiHCl3气化
②D中应有固体物质生成在反应温度下，普通玻璃会软化SiHCl3+H2Si+3HCl
③排尽装置中的空气④b d
【解析】本题以晶体硅的制备为背景考查硅及其化合物的性质及综合分析能力。
(1)制备粗硅的化学反应方程式为SiO2+2C Si+CO↑
(2)由题目所给数目可知，相关物质的沸点明显不同，故可采用蒸馏的方式进行SiHCl3的提纯。
(3)由于SiHCl3能与H2O强烈作用，所以A装置中制备的H2，必须经B干燥，液体干燥剂可选浓
H 2SO4。
为使H2与SiHCl3SiHCl3C装置需加热。
由制备步骤③可知，D中发生的反应为SiHCl3+H2Si+3HCl显然反应一段时间后D中应有固体硅生成，由于反应温度高，普通玻璃在高温下会软化，故不能采用普通玻璃。
由于SiHCl3在空气中会自燃，且Si易被空气中的氧气氧化，所以除把握好③中所给关键处，还需排尽装置中的空气。
若含微量的铁，则与盐酸反应后的溶液中应含Fe2+,则需再加入氧化剂和
KSCN看是否变红色，以确定是否含有Fe元素。
故④应选b、d。