高考化學(xué)第一輪復(fù)習(xí)-硅、二氧化硅、無機(jī)非金屬材料課件第一頁，共55頁。1．Si和SiO2的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。2．硅酸及常見硅酸鹽的性質(zhì)。3．常見硅酸鹽產(chǎn)品的特性及應(yīng)用。4．新型無機(jī)非金屬材料的特性及應(yīng)用。第一頁第二頁，共55頁。(1)硅硅全部以

形式存在于地殼中，是構(gòu)成

的主要元素。①硅晶體的結(jié)構(gòu)及主要物理性質(zhì)結(jié)構(gòu)：

原子晶體。主要物理性質(zhì)：

晶體，有金屬光澤、硬度

、熔、沸點(diǎn)

。化合態(tài)礦物和巖石正四面體型空間網(wǎng)狀灰黑色大高第二頁第三頁，共55頁。②主要化學(xué)性質(zhì)常溫下與F2、HF、強(qiáng)堿反應(yīng)，加熱下與O2等反應(yīng)，反應(yīng)式分別為：Si＋2F2===SiF4Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑第三頁第四頁，共55頁。③高純硅的制取，反應(yīng)式分別為：第四頁第五頁，共55頁。(2)二氧化硅①晶體結(jié)構(gòu)：空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的原子晶體，1個硅原子跟

個氧原子結(jié)合成

個共價鍵，每個氧原子跟

個硅原子相結(jié)合，晶體中硅、氧原子個數(shù)比為

，SiO2是化學(xué)式，并不是分子式，1molSiO2含有

molSi—O鍵。②化學(xué)性質(zhì)SiO2是不溶于水的

氧化物?？膳cHF作用(氫氟酸雕刻玻璃)：441∶24酸性SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O2第五頁第六頁，共55頁。與NaOH作用(盛放堿性溶液的試劑瓶不能用磨砂玻璃塞)：高溫下與Na2CO3、CaCO3反應(yīng)：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O第六頁第七頁，共55頁。(3)硅酸與硅酸鹽①硅酸：不溶于水，其酸性小于碳酸Na2SiO3＋CO2＋H2O===

，Na2SiO3＋2HCl===

。Na2CO3＋H2SiO3↓2NaCl＋H2SiO3↓第七頁第八頁，共55頁。②硅酸鹽a．常用的硅酸鹽是Na2SiO3，俗稱“

”，易溶于水，其水溶液叫做水玻璃，是一種

膠，顯堿性，易吸收空氣中的CO2生成硅酸，因而需

保存。b．硅酸鹽是構(gòu)成地殼巖石的主要成分，種類很多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，常用氧化物的形式來表示其組成。表示順序一般為活潑金屬氧化物、較活潑金屬氧化物、二氧化硅、水。例如：硅酸鈉Na2SiO3：Na2O·SiO2；鈣沸石CaAl2Si3O10·3H2O：

泡花堿礦物密封CaO·Al2O3·3SiO2·3H2O。第八頁第九頁，共55頁。(2007年廣東)下列說法正確的是 (

)A．硅材料廣泛應(yīng)用于光纖通訊B．工藝師利用鹽酸刻蝕石英制作藝術(shù)品C．水晶項鏈和餐桌上的瓷盤都是硅酸鹽制品D．粗硅制備單晶硅不涉及氧化還原反應(yīng)【解析】

B項工藝師應(yīng)利用氫氟酸……；C項中水晶→SiO2；D項中粗硅制備單晶硅的反應(yīng)有：Si＋2Cl2 SiCl4；SiCl4＋2H2 Si＋4HCl?！敬鸢浮?/p>

A第九頁第十頁，共55頁。(1)硅酸鹽工業(yè)以

物質(zhì)為原料，

制成硅酸鹽產(chǎn)品的工業(yè)叫做硅酸鹽工業(yè)。它包括水泥、玻璃、陶瓷等常見材料。①水泥：普通水泥生產(chǎn)的主要原料：。水泥的成分是：

。水泥具有

性，石膏作用是： 。石灰石、黏土、石膏3CaO·SiO2,2CaO·SiO2,3CaO·Al2O3水硬調(diào)節(jié)水泥的硬化速度含硅加熱第十頁第十一頁，共55頁。②玻璃普通玻璃的生產(chǎn)原料是：

。純堿、石灰石和石英第十一頁第十二頁，共55頁。普通玻璃的成分以氧化物形式表示為Na2O·CaO·6SiO2。普通玻璃的特點(diǎn)是加熱后在一定溫度范圍內(nèi)

，即無

熔、沸點(diǎn)。特種玻璃：鋼化玻璃的成分同于 。藍(lán)玻璃的成分是

加入普通玻璃。紅玻璃的成分是

加入普通玻璃。石英玻璃的成分是

，不同于普通玻璃。熔化固定普通玻璃Co2O3Cu2OSiO2第十二頁第十三頁，共55頁。③陶瓷陶瓷生產(chǎn)的主要原料是

。我國的陶都是

，瓷都是

。黏土宜興景德鎮(zhèn)第十三頁第十四頁，共55頁。(2)新型無機(jī)非金屬材料①新型無機(jī)非金屬材料的特點(diǎn)及用途耐

、強(qiáng)度

如氮化硅，制造氣輪機(jī)葉片、軸承、永久性模具等具有

特性作半導(dǎo)體、導(dǎo)體、超導(dǎo)體，用于集成電路的基板具有

特性能透過可見光，能使紅外線、雷達(dá)射線穿過具有

功能人造牙齒、人造骨骼高溫高電學(xué)光學(xué)生物第十四頁第十五頁，共55頁。②種類a．高溫結(jié)構(gòu)陶瓷：如

陶瓷、

陶瓷。b．光導(dǎo)纖維：傳導(dǎo)

的能力強(qiáng)。制取光導(dǎo)纖維的主要原料是

。氧化鋁氮化硅光SiO2第十五頁第十六頁，共55頁。(2009年重慶理綜)材料與化學(xué)密切相關(guān)，表中對應(yīng)關(guān)系錯誤的是 (

)材料主要化學(xué)成分A剛玉、金剛石三氧化二鋁B大理石、石灰石碳酸鈣C普通水泥、普通玻璃硅酸鹽D沙子、石英二氧化硅第十六頁第十七頁，共55頁?！窘馕觥?/p>

A項，剛玉的主要化學(xué)成分為三氧化二鋁，而金剛石的主要化學(xué)成分為碳。【答案】

A第十七頁第十八頁，共55頁。(1)Si的還原性大于C，但C卻能在高溫下還原出Si：SiO2＋2CSi＋2CO↑(2)非金屬單質(zhì)跟堿液作用一般無H2放出，但Si卻能放出H2：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑第十八頁第十九頁，共55頁。(3)非金屬單質(zhì)一般不跟非氧化性酸作用，但Si能與HF作用：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑(4)非金屬單質(zhì)一般為非導(dǎo)體，但Si為半導(dǎo)體。(5)SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接將它與水作用制備H2SiO3。(6)非金屬氧化物的熔、沸點(diǎn)一般較低，但SiO2的熔、沸點(diǎn)卻很高。(7)酸性氧化物一般不與酸作用，但SiO2能跟HF作用：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O第十九頁第二十頁，共55頁。(8)無機(jī)酸一般易溶于水，H2SiO3卻難溶于水。(9)因H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以Na2SiO3溶液中通入CO2能發(fā)生下列反應(yīng)：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，但在高溫下Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑也能發(fā)生。(10)Na2SiO3的水溶液俗稱水玻璃，但它與玻璃的成分大不相同，硅酸鈉又稱泡花堿，但它卻是鹽，并不是堿。第二十頁第二十一頁，共55頁。物質(zhì)二氧化硅二氧化碳化學(xué)式SiO2CO2晶體類型原子晶體分子晶體主要物理性質(zhì)硬度大，熔、沸點(diǎn)高，常溫下為固體，不溶于水熔、沸點(diǎn)低，常溫下為氣體，微溶于水主要化學(xué)性質(zhì)與H2O不反應(yīng)與HF、堿、鹽、堿性氧化物反應(yīng)與酸不反應(yīng)與H2O、堿、鹽、堿性氧化物反應(yīng)第二十一頁第二十二頁，共55頁。下列各單質(zhì)和化合物之間有以下轉(zhuǎn)化關(guān)系，而且各單質(zhì)和化合物組成的元素皆為短周期元素。第二十二頁第二十三頁，共55頁。根據(jù)上述關(guān)系判斷：(1)單質(zhì)A只可能是________(填名稱)。(2)單質(zhì)B是金屬還是非金屬________。(3)寫出各化合物的化學(xué)式：甲________、乙________、丙________、丁_____

第二十三頁第二十四頁，共55頁。【解析】

本題的突破口是短周期元素的單質(zhì)A與NaOH溶液反應(yīng)生成氫氣C，此元素可能是Al或Si，而產(chǎn)生的化合物乙與過量鹽酸反應(yīng)，生成的化合物丁能兩次失去化合物丙生成化合物甲，則進(jìn)一步推斷出A單質(zhì)不是金屬Al，而只能是Si。又由于單質(zhì)A和化合物甲都能跟NaOH溶液反應(yīng)，都生成化合物乙(Na2SiO3)，只不過A的另一種產(chǎn)物是氫氣，而化合物甲的另一種產(chǎn)物為化合物丙，丙又可通過氫氣與單質(zhì)B反應(yīng)生成，故單質(zhì)B為O2，其他的各種化合物也就能推出來了?！敬鸢浮?/p>

(1)硅(2)非金屬(3)SiO2

Na2SiO3

H2O

H4SiO4第二十四頁第二十五頁，共55頁。1．已知：A、B、E為固體化合物；D、G為固體單質(zhì)；F、X、Z為可燃性氣體，且F、X燃燒的火焰呈藍(lán)色或淡藍(lán)色。在一定條件下它們能實(shí)現(xiàn)如圖所示的變化。第二十五頁第二十六頁，共55頁。(1)寫出A、B、Z的名稱。A____________，B____________，E____________。(2)G跟氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氣體X和溶液，寫出Y跟這種溶液所發(fā)生反應(yīng)的類型____________________。(3)寫出G和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________________________。(4)寫出1molZ跟1molHCl反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________________________。第二十六頁第二十七頁，共55頁?！敬鸢浮?/p>

(1)二氧化硅氧化鈣碳化鈣(2)復(fù)分解反應(yīng)(3)Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑第二十七頁第二十八頁，共55頁。(1)傳統(tǒng)硅酸鹽工業(yè)簡介第二十八頁第二十九頁，共55頁。類別水泥玻璃陶瓷主要原料石灰石、黏土純堿、石灰石、石英黏土主要設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃窯陶瓷窯生產(chǎn)過程混合→成型→干燥→燒結(jié)→冷卻第二十九頁第三十頁，共55頁。類別水泥玻璃陶瓷主要反應(yīng)復(fù)雜物理、化學(xué)變化Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑復(fù)雜物理、化學(xué)變化主要成分3CaO·SiO2；2CaO·SiO2；3CaO·Al2O3普通玻璃：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2第三十頁第三十一頁，共55頁。類別水泥玻璃陶瓷主要性能水硬性(不可逆過程)無固定熔、沸點(diǎn)，在一定溫度范圍內(nèi)軟化抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫種類不同標(biāo)號普通玻璃、特種玻璃陶器、瓷器等第三十一頁第三十二頁，共55頁。(2)兩種新型無機(jī)非金屬材料①高溫結(jié)構(gòu)陶瓷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：又稱人造剛玉，具有熔點(diǎn)很高、硬度高的優(yōu)點(diǎn)?？捎糜谧髹釄濉⒏邷貭t管、球磨機(jī)、高壓鈉燈的燈管等。第三十二頁第三十三頁，共55頁。氮化硅陶瓷：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：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光導(dǎo)纖維(光纖)a．光導(dǎo)纖維的特點(diǎn)：傳導(dǎo)光的能力非常強(qiáng)，抗干擾性能好，不發(fā)生電輻射等。b．光導(dǎo)纖維的應(yīng)用：通訊、醫(yī)療、信息處理、傳能傳像、遙測遙控、照明等。第三十三頁第三十四頁，共55頁。實(shí)驗室中硅酸鹽材料儀器問題(1)盛堿性溶液的試劑瓶不能用磨口玻璃塞(SiO2與OH－反應(yīng)生成把瓶口與瓶塞粘結(jié))；(2)氫氟酸用塑料容器貯存不能用玻璃容器(SiO2與HF反應(yīng))；(3)氫氣燃燒火焰呈淡藍(lán)色，可是H2在普通玻璃管口燃燒火焰為黃色(Na＋焰色反應(yīng)所致)。(4)瓷坩堝不能用于加熱堿性物質(zhì)。第三十四頁第三十五頁，共55頁。下列有關(guān)材料的說法不正確的是 (

)A．傳統(tǒng)的無機(jī)材料雖有不少優(yōu)點(diǎn)，但質(zhì)脆、經(jīng)不起熱沖擊B．新型無機(jī)非金屬材料雖然克服了傳統(tǒng)無機(jī)材料的缺點(diǎn)，但強(qiáng)度比較差C．高溫結(jié)構(gòu)材料具有能受高溫、不怕氧化、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點(diǎn)D．新型無機(jī)非金屬材料特性之一是具有電學(xué)特性第三十五頁第三十六頁，共55頁?！窘馕觥總鹘y(tǒng)的無機(jī)非金屬材料缺點(diǎn)為質(zhì)地較脆，經(jīng)不起熱沖擊，所以A選項正確。新型無機(jī)非金屬材料不但克服了傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料的缺點(diǎn)還具有若干優(yōu)點(diǎn)，如能承受高溫、強(qiáng)度較高、具有電學(xué)特性等。所以B選項錯誤，D選項正確。高溫結(jié)構(gòu)材料具有能受高溫、不怕氧化耐酸堿腐蝕、硬度高、耐磨損、密度小等優(yōu)點(diǎn)，C選項正確?！敬鸢浮?/p>

B第三十六頁第三十七頁，共55頁。2．世界著名的科技史專家、英國劍橋大學(xué)的李約瑟博士考證說：“中國至少在距今3000年以前，就已經(jīng)使用玻璃了?！毕铝杏嘘P(guān)玻璃的說法不正確的是(

)A．制普通玻璃的原料主要是純堿、石灰石和石英B．玻璃在加熱熔化時有固定的熔點(diǎn)C．普通玻璃的成分主要是硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅D．盛放燒堿溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，是為了防止燒堿跟二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈉而使瓶塞與瓶口粘在一起第三十七頁第三十八頁，共55頁?！窘馕觥坎Ａ腔旌衔?，非晶態(tài)物質(zhì)，無固定的熔點(diǎn)。答案為B?！敬鸢浮?/p>

B第三十八頁第三十九頁，共55頁。已知SiO2、SO2和CO2都是酸性氧化物，化學(xué)性質(zhì)具有一定的相似性；Mg和Na的化學(xué)性質(zhì)也具有一定相似性。Ⅰ.某興趣小組用如下圖所示裝置進(jìn)行Mg與SO2反應(yīng)的實(shí)驗。第三十九頁第四十頁，共55頁。(1)選擇制取SO2的合適試劑_________________。①10%的H2SO4溶液②80%的H2SO4溶液③Na2SO3固體④CaSO3固體(2)寫出裝置B中發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________________________________。裝置C中的NaOH溶液的作用是__________________________。(3)你認(rèn)為該裝置是否有不足之處？__________。如果有，請指出錯誤_____________________________第四十頁第四十一頁，共55頁。Ⅱ.某研究小組進(jìn)行了“實(shí)驗室制Si”的研究，他們以課本為基礎(chǔ)，查閱資料得到以下可供參考的信息：①工業(yè)上在高溫時用C還原SiO2可制得Si②Mg在點(diǎn)燃引發(fā)的條件下即可與SiO2反應(yīng)③金屬硅化物與稀H2SO4反應(yīng)生成硫酸鹽與SiH4④SiH4在空氣中自燃他們在研究報告中記載著“……選用合適的物質(zhì)在適宜的條件下充分反應(yīng)；再用足量稀硫酸溶解固體產(chǎn)物；然后過濾、洗滌、干燥；最后稱量……”在用稀硫酸溶解固體產(chǎn)物時，發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花，且“實(shí)驗室制Si”的產(chǎn)率也只有預(yù)期值的63%左右。第四十一頁第四十二頁，共55頁。(4)該小組“實(shí)驗室制Si”的化學(xué)方程式是___________________________________________。(5)你估計“用稀硫酸溶解固體產(chǎn)物時，發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花”的原因是____________________________【解析】

(1)實(shí)驗室中用Na2SO3固體和濃硫酸制取SO2，SO2溶解度較大，故不能用稀硫酸，選擇試劑②③。第四十二頁第四十三頁，共55頁。(2)B管中鎂與SO2反應(yīng)類似于Mg與CO2的反應(yīng)：SO2＋2Mg2MgO＋S；多余的SO2需用NaOH溶液吸收，以防止大氣污染。(3)該裝置中生成的SO2需干燥，同時B、C之間應(yīng)加一個安全瓶防止倒吸，C裝置應(yīng)將膠塞去掉，以平衡氣壓

(4)同理鎂與SiO2反應(yīng)為：2Mg＋SiO22MgO＋Si。(5)根據(jù)題給信息，SiH4易自燃，故發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花，其反應(yīng)為：2Mg＋Si===Mg2Si；Mg2Si＋2H2SO4===2MgSO4＋SiH4↑；SiH4＋2O2===SiO2＋2H2O。第四十三頁第四十四頁，共55頁。金屬鎂與生成的硅繼續(xù)反應(yīng)得到硅化鎂，硅化鎂與硫酸反應(yīng)生成的SiH4在空氣中自燃?！敬鸢浮?/p>

(1)②③(2)SO2＋2Mg2MgO＋S吸收多余的SO2，防止污染環(huán)境(3)有一是A、B之間缺少干燥裝置；二是B、C之間應(yīng)加一個安全瓶防止倒吸；三是C裝置沒有與大氣相通(4)2Mg＋SiO22MgO＋Si第四十四頁第四十五頁，共55頁。(5)金屬鎂與生成的硅繼續(xù)反應(yīng)得到硅化鎂，硅化鎂與硫酸反應(yīng)生成的SiH4在空氣中自燃(或用化學(xué)方程式說明：2Mg＋Si===Mg2Si；Mg2Si＋2H2SO4===2MgSO4＋SiH4↑；SiH4＋2O2===SiO2＋2H2O)第四十五頁第四十六頁，共55頁。1．(2009年四川理綜)開發(fā)新材料是現(xiàn)代科技發(fā)展的方向之一。下列有關(guān)材料的說法正確的是 (

)A．氮化硅陶瓷是新型無機(jī)非金屬材料B．C60屬于原子晶體，用于制造納米材料C．纖維素乙酸酯屬于天然高分子材料D．單晶硅常用于制造光導(dǎo)纖維第四十六頁第四十七頁，共55頁。【解析】

B項，C60屬于分子晶體；C項，纖維素乙酸酯不是天然高分子材料；D項，二氧化硅常用于制造光導(dǎo)纖維?！敬鸢浮?/p>

A第四十七頁第四十八頁，共55頁。2．以下反應(yīng)最符合綠色化學(xué)原子經(jīng)濟(jì)性要求的是 (

)A．乙烯聚合為聚乙烯高分子材料B．甲烷與氯氣制備一氯甲烷C．以銅和濃硝酸為原料生產(chǎn)硝酸銅D．用SiO2制備高純硅【解析】

綠色化學(xué)原子經(jīng)濟(jì)性要求是在生產(chǎn)中所有原子均轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，沒有副產(chǎn)品。A沒有副產(chǎn)物，選A項。B有HCl副產(chǎn)物，C有NO2等副產(chǎn)物，D有CO等副產(chǎn)物?！敬鸢浮?/p>

A第四十八頁第四十九頁，共55頁。3．下列表述正確的是 (

)①人造剛玉熔點(diǎn)很高，可用做高級耐火材料，主要成分是二氧化硅②化學(xué)家采用瑪瑙研缽摩擦固體反應(yīng)物進(jìn)行無溶劑合成，瑪瑙的主要成分是硅酸鹽③提前建成的三峽大壩使用了大量水泥，水泥是硅酸鹽材料④夏天到了，游客佩戴由添加氧化亞銅的二氧化硅玻璃制作的變色眼鏡來保護(hù)眼睛⑤太陽能電池可采用