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非金屬及其化合物第2講含硅礦物與信息材料 1 了解C Si元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用 2 了解C Si元素單質(zhì)及其重要化合物對環(huán)境質(zhì)量的影響 3 以新材料 新技術(shù)為背景考查C Si元素及其重要化合物的性質(zhì)及應(yīng)用 考綱要求 1 請畫出碳 硅原子的結(jié)構(gòu)示意圖2 判斷在周期表中的位置3 判斷常見化合價4 最高價氧化物及其水化物的化學(xué)式5 氣態(tài)氫化物的化學(xué)式 C Si Ge Sn Pb 1 最外層都有4個電子 化合價主要有 4和 2 易形成共價化合物 3 氣態(tài)氫化物的通式 RH4 2 最高價氧化物通式 RO2 對應(yīng)的水化物通式通常為H2RO3 2 最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性逐漸減弱 3 氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱 1 核電荷數(shù)依次增大 電子層數(shù)依次增多 原子半徑逐漸增大 元素原子得電子能力逐漸減弱 失電子能力逐漸增強(qiáng) 考點(diǎn)一 碳 硅單質(zhì)1 元素在自然界的存在 單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途 游離態(tài)和化合態(tài) 化合態(tài) 高大小良導(dǎo)體 灰黑高大 金剛石石墨 半導(dǎo)體 2 碳 硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)碳 硅在參與化學(xué)反應(yīng)時 一般表現(xiàn)還原性 2CuO C2Cu CO2 1 碳 SiO2 2CSi 2CO C 2H2SO4 濃 CO2 2SO2 2H2O 1 碳 與NaOH反應(yīng)Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2 1 2014 天津理綜 晶體硅 熔點(diǎn)1410 是良好的半導(dǎo)體材料 由粗硅制純硅過程如下 寫出SiCl4的電子式 在上述由SiCl4制純硅的反應(yīng)中 測得每生成1 12kg純硅需吸收akJ熱量 寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 無 有 不 2 二氧化碳和二氧化硅的比較 大 高 固 低 SiF4 2H2O CO2 H2OH2CO3 SiO2 4HF 原子晶體 分子晶體 酸性氧化物 酸性氧化物 雕刻玻璃 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O 橡膠 CO2 2NaOH Na2CO3 H2O或CO2 NaOH NaHCO3 Na2SiO3 H2O CO2 不足 H2SiO3 Na2CO3 交流研討 2 能否依據(jù)Na2CO3 SiO2Na2SiO3 CO2 說明H2SiO3的酸性比H2CO3強(qiáng) 1 SiO2不能與水反應(yīng) 因此SiO2不是酸性氧化物 該說法是否正確 請說明理由 遞進(jìn)題組 題組一對比掌握CO2 SiO2的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1 下列關(guān)于SiO2和CO2的說法中正確的是 A CO2 SiO2分別是碳酸和硅酸的酸酐B CO2和SiO2與水反應(yīng)分別生成相應(yīng)的酸C CO2是酸性氧化物 SiO2是兩性氧化物D CO2和SiO2都是由相應(yīng)的分子組成的 A 2 某短周期非金屬元素的原子核外最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的一半 該元素A 在自然界中只以化合態(tài)的形式存在B 單質(zhì)常用作半導(dǎo)體材料和光導(dǎo)纖維C 最高價氧化物不與酸反應(yīng)D 氣態(tài)氫化物比甲烷穩(wěn)定 A 能與比硅酸酸性強(qiáng)的酸反應(yīng) 硅酸是不溶于水的白色膠狀沉淀 受熱易分解酸性比碳酸還弱 能與強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水 考點(diǎn)三硅酸和硅酸鹽的性質(zhì) 堿 熟記硅及其化合物的特殊性質(zhì) 1 硅酸鹽 1 概念 由硅 氧和金屬組成的化合物的總稱 是構(gòu)成地殼巖石的主要成分 2 表示方法 硅酸鹽礦物的成分復(fù)雜 多用氧化物的形式表示它們的組成 如硅酸鈉 Na2SiO3 寫成Na2O SiO2 鉀云母 KH2Al3Si3O12 寫成 知識梳理 K2O 3Al2O3 6SiO2 2H2O 2 無機(jī)非金屬材料 1 傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料 如水泥 玻璃 陶瓷等硅酸鹽材料 常見硅酸鹽材料比較 玻璃生產(chǎn)中的兩個重要反應(yīng) Na2CO3 SiO2 CaCO3 SiO2 2 新型無機(jī)非金屬材料 如高溫結(jié)構(gòu)陶瓷 光導(dǎo)纖維 生物陶瓷 壓電陶瓷等 Na2SiO3 CO2 CaSiO3 CO2 1 硅是構(gòu)成無機(jī)非金屬材料的一種主要元素 下列有關(guān)硅的化合物的敘述錯誤的是 A 氮化硅陶瓷是一種新型無機(jī)非金屬材料 其化學(xué)式為Si3N4B 碳化硅 SiC 的硬度大 熔點(diǎn)高 可用于制作高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和軸承C 光導(dǎo)纖維是一種新型無機(jī)非金屬材料 其主要成分為SiO2D 二氧化硅為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 其晶體中硅原子和硅氧單鍵個數(shù)之比為1 2 1 2 3 4 1 高考選項正誤判斷 正確的打 錯誤的打 1 Si和SiO2都用于制造光導(dǎo)纖維 2014 海南 10D 2 硅膠可作袋裝食品的干燥劑 2014 四川理綜 1B 3 SiO2既能與KOH溶液反應(yīng)又能與濃鹽酸反應(yīng) 1 2 3 4 4 SiO2 NaOH HF三者兩兩均能反應(yīng) 5 合成纖維和光導(dǎo)纖維都是新型無機(jī)非金屬材料 1 2 3 4 7 SiO2可與HF反應(yīng) 因而氫氟酸不能保存在玻璃瓶中 8 高溫下用焦炭還原SiO2制取粗硅 9 硅酸鈉溶液應(yīng)保存在帶玻璃塞的試劑瓶中 10 水玻璃可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑 1 2 3 4 2 工業(yè)通常用碳在高溫下還原二氧化硅制得粗硅 粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅 反應(yīng)溫度450 500 四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得高純硅 以下是實驗室制備四氯化硅的裝置示意圖 相關(guān)信息如下 a 四氯化硅遇水極易水解 b SiCl4熔點(diǎn) 70 0 沸點(diǎn)57 7 1 寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 2 裝置F的作用是 裝置C中的試劑是 裝置E中的h瓶需要冷卻的理由是 3 工業(yè)上可以通過如圖所示的流程制取純硅 反應(yīng) 為Si 3HClSiHCl3 H2 則反應(yīng) 的化學(xué)方程式為 整個制備過程中必須控制無水無氧 SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3 HCl和另一物質(zhì) 寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 遞進(jìn)題組 常見轉(zhuǎn)化關(guān)系判斷例 已知甲 乙 丙 X是4種中學(xué)化學(xué)中常見的物質(zhì) 其轉(zhuǎn)化關(guān)系符合下圖 則甲和X 要求甲和X能互換 不可能是 A C和O2B CO2和NaOH溶液C Cl2和FeD AlCl3溶液和NaOH溶液