高三化學(xué)一輪 第7章 碳族元素 無機(jī)非金屬材料第二節(jié) 硅、二氧化硅 無機(jī)非金屬材料課件 大綱人教版

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1、第二節(jié)硅、二氧化硅無機(jī)非金屬材料第二節(jié)硅、二氧化硅無機(jī)非金屬材料1掌握硅及其重要化合物的性質(zhì)和用途。掌握硅及其重要化合物的性質(zhì)和用途。2初步了解硅、初步了解硅、SiO2晶體結(jié)構(gòu)及性質(zhì)關(guān)系。晶體結(jié)構(gòu)及性質(zhì)關(guān)系。3了解了解SiO2粉末對(duì)環(huán)境及人類健康的影響。粉末對(duì)環(huán)境及人類健康的影響。4了解硅酸鹽工業(yè)及新型無機(jī)非金屬材料的特征及應(yīng)用。了解硅酸鹽工業(yè)及新型無機(jī)非金屬材料的特征及應(yīng)用。一、硅及其化合物一、硅及其化合物1硅硅硅全部以硅全部以 形式存在于地殼中，是構(gòu)成形式存在于地殼中，是構(gòu)成 的主要元素。的主要元素。( (1) )硅晶體的結(jié)構(gòu)及主要物理性質(zhì)硅晶體的結(jié)構(gòu)及主要物理性質(zhì)結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： 原子晶體。

2、原子晶體。主要物理性質(zhì)：主要物理性質(zhì)： 晶體，有金屬光澤、硬度晶體，有金屬光澤、硬度 、熔、沸點(diǎn)、熔、沸點(diǎn) ?；蠎B(tài)化合態(tài)礦物和巖石礦物和巖石正四面體型空間網(wǎng)狀正四面體型空間網(wǎng)狀灰黑色灰黑色大大高高( (2) )主要化學(xué)性質(zhì)主要化學(xué)性質(zhì)常溫下與常溫下與F2、HF、強(qiáng)堿反應(yīng)，加熱下與、強(qiáng)堿反應(yīng)，加熱下與O2等反應(yīng)，反應(yīng)式分別為：等反應(yīng)，反應(yīng)式分別為： Si2F2=SiF4Si4HF=SiF42H2Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2( (3) )高純硅的制取，反應(yīng)式分別為：高純硅的制取，反應(yīng)式分別為：制粗硅：制粗硅： 提純提純( (與與Cl2反應(yīng)反應(yīng)) )： 還原還原( (用用H2還原還原

3、) )： 2二氧化硅二氧化硅( (1) )晶體結(jié)構(gòu)：空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的原子晶體，晶體結(jié)構(gòu)：空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的原子晶體，1個(gè)硅原子跟個(gè)硅原子跟 個(gè)個(gè)氧原子結(jié)合成氧原子結(jié)合成 個(gè)共價(jià)鍵，每個(gè)氧原子跟個(gè)共價(jià)鍵，每個(gè)氧原子跟 個(gè)硅原子相結(jié)合，個(gè)硅原子相結(jié)合，晶體中硅、氧原子個(gè)數(shù)比為晶體中硅、氧原子個(gè)數(shù)比為 ，SiO2是化學(xué)式，并不是分子是化學(xué)式，并不是分子式，式，1 mol SiO2含有含有 mol SiO鍵。鍵。1 24424 ( (2) )化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)SiO2是不溶于水的是不溶于水的 氧化物。氧化物。可與可與HF作用作用( (氫氟酸雕刻玻璃氫氟酸雕刻玻璃) )： 與與NaOH作用作用( (盛放堿性溶液

4、的試劑瓶不能用磨砂玻璃塞盛放堿性溶液的試劑瓶不能用磨砂玻璃塞) )： 高溫下與高溫下與Na2CO3、CaCO3反應(yīng)：反應(yīng)： 酸性酸性SiO24HF=SiF42H2OSiO22NaOH=Na2SiO3H2O3硅酸與硅酸鹽硅酸與硅酸鹽( (1) )硅酸：不溶于水，其酸性小于碳酸硅酸：不溶于水，其酸性小于碳酸Na2SiO3CO2H2O= ，Na2SiO32HCl= 。Na2CO3H2SiO32NaClH2SiO3( (2) )硅酸鹽硅酸鹽常用的硅酸鹽是常用的硅酸鹽是Na2SiO3，俗稱，俗稱“ ”，易溶于水，其水溶，易溶于水，其水溶液叫做水玻璃，是一種液叫做水玻璃，是一種 膠，顯堿性，易吸收空氣中的

5、膠，顯堿性，易吸收空氣中的CO2生成硅酸生成硅酸，因而需，因而需 保存。保存。 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。氧化物、二氧化硅、水。例如：硅酸鈉例如：硅酸鈉Na2SiO3：Na2OSiO2；鈣沸石；鈣沸石CaAl2Si3O103H2O： 。泡花堿泡花堿礦物礦物密封密封CaOAl2O33SiO23H2O【自我檢測(cè)自我檢測(cè)】A、B、C、D、E代表單質(zhì)或化合物，它們之

6、間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系如代表單質(zhì)或化合物，它們之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系如下圖所示。下圖所示。A為地殼中含量?jī)H次于氧的非金屬元素的單質(zhì)，其晶體結(jié)構(gòu)為地殼中含量?jī)H次于氧的非金屬元素的單質(zhì)，其晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似。與金剛石相似。請(qǐng)?zhí)羁眨赫?qǐng)?zhí)羁眨? (1) )形成單質(zhì)形成單質(zhì)A的原子的結(jié)構(gòu)示意圖為的原子的結(jié)構(gòu)示意圖為_，它的最高化合價(jià)為它的最高化合價(jià)為_。 ( (2) )B的化學(xué)式的化學(xué)式( (分子式分子式) )為為_，B的晶體類型為的晶體類型為_，B和碳和碳反應(yīng)生成反應(yīng)生成A和和E的化學(xué)方程式是的化學(xué)方程式是_。( (3) )C的化學(xué)式的化學(xué)式( (分子式分子式) )為為_，D的化學(xué)式的化學(xué)式( (分子式分子式

7、) )為為_。答案：答案：( (1) ) 4價(jià)價(jià)( (2) )SiO2原子晶體原子晶體SiO22C Si2CO( (3) )CaSiO3Na2SiO3 二、無機(jī)非金屬材料二、無機(jī)非金屬材料1硅酸鹽工業(yè)硅酸鹽工業(yè)以以含硅含硅物質(zhì)為原料，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)。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。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：普通水泥生產(chǎn)的主要原料： 。水泥的。水泥的成分是：成分是： 。水泥具有。水泥具有 性，石性，石膏作用是：膏作用是： 。含硅含硅石灰石、黏土、石膏石灰石、黏土、石膏

8、3CaOSiO2,2CaOSiO2,3CaOAl2O3調(diào)節(jié)水泥的硬化速度調(diào)節(jié)水泥的硬化速度水硬水硬( (2) )玻璃玻璃普通玻璃的生產(chǎn)原料是：普通玻璃的生產(chǎn)原料是：。主要化學(xué)反應(yīng)是：主要化學(xué)反應(yīng)是：普通玻璃的成分以氧化物形式表示為普通玻璃的成分以氧化物形式表示為Na2OCaO6SiO2。普通玻璃的特點(diǎn)是加熱后在一定溫度范圍內(nèi)普通玻璃的特點(diǎn)是加熱后在一定溫度范圍內(nèi)，即無，即無熔、沸點(diǎn)。熔、沸點(diǎn)。特種玻璃：鋼化玻璃的成分同于特種玻璃：鋼化玻璃的成分同于。藍(lán)玻璃的成分是藍(lán)玻璃的成分是加入普通玻璃。加入普通玻璃。紅玻璃的成分是紅玻璃的成分是加入普通玻璃。加入普通玻璃。石英玻璃的成分是石英玻璃的成分是，

9、不同于普通玻璃。，不同于普通玻璃。純堿、石灰石和石英純堿、石灰石和石英熔化熔化固定固定普通玻璃普通玻璃Co2O3Cu2OSiO2( (3) )陶瓷陶瓷陶瓷生產(chǎn)的主要原料是陶瓷生產(chǎn)的主要原料是。我國的陶都是我國的陶都是，瓷都是，瓷都是。黏土黏土宜興宜興景德鎮(zhèn)景德鎮(zhèn)2新型無機(jī)非金屬材料新型無機(jī)非金屬材料( (1) )新型無機(jī)非金屬材料的特點(diǎn)及用途新型無機(jī)非金屬材料的特點(diǎn)及用途特點(diǎn)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高溫高溫高高電學(xué)電學(xué)光學(xué)光學(xué)生物生物( (2) )種類種類高溫結(jié)構(gòu)陶瓷：如高溫結(jié)構(gòu)陶瓷：如陶瓷、陶瓷、陶瓷。陶瓷。光

10、導(dǎo)纖維：傳導(dǎo)光導(dǎo)纖維：傳導(dǎo)的能力強(qiáng)。制取光導(dǎo)纖維的主要原的能力強(qiáng)。制取光導(dǎo)纖維的主要原料是料是。氧化鋁氧化鋁氮化硅氮化硅光光SiO2【自我檢測(cè)自我檢測(cè)】( (1) )礦泉水一般是由巖石風(fēng)化后被地下水溶解其中一部分生成的。此處礦泉水一般是由巖石風(fēng)化后被地下水溶解其中一部分生成的。此處所指的風(fēng)化作用是指礦物與水和所指的風(fēng)化作用是指礦物與水和CO2作用時(shí)的過程。例如，鉀長石作用時(shí)的過程。例如，鉀長石( (KAlSi3O8) )風(fēng)化生成黏土風(fēng)化生成黏土Al2Si2O5( (OH) )4，此反應(yīng)的離子方程式為，此反應(yīng)的離子方程式為2KAlSi3O82H2CO35H2O=2K4H2SiO3Al2Si2O5

11、( (OH) )4。 將上述復(fù)雜硅酸鹽改寫成氧化物形式：將上述復(fù)雜硅酸鹽改寫成氧化物形式：KAlSi3O8_，Al2Si2O5(OH)4_。這個(gè)反應(yīng)能夠發(fā)生的原因是這個(gè)反應(yīng)能夠發(fā)生的原因是_。( (2) )用高嶺土用高嶺土( (主要成分是主要成分是Al2O32SiO22H2O，并含有少量的，并含有少量的CaO、Fe2O3) )研制新型凈水劑研制新型凈水劑( (鋁的化合物鋁的化合物) )，其實(shí)驗(yàn)步驟如下：將土樣和純堿，其實(shí)驗(yàn)步驟如下：將土樣和純堿混勻，加熱熔融。冷卻后，用水浸取熔塊，過濾，棄去殘?jiān)V液用混勻，加熱熔融。冷卻后，用水浸取熔塊，過濾，棄去殘?jiān)?。濾液用鹽酸酸化，經(jīng)過濾，分別得到沉淀和

12、溶液，溶液即為凈水劑。鹽酸酸化，經(jīng)過濾，分別得到沉淀和溶液，溶液即為凈水劑。寫出熔融時(shí)的主要成分與純堿反應(yīng)的化學(xué)方程式寫出熔融時(shí)的主要成分與純堿反應(yīng)的化學(xué)方程式( (Al2O3與純堿反與純堿反應(yīng)和應(yīng)和SiO2與純堿的反應(yīng)相似與純堿的反應(yīng)相似) )：_。實(shí)驗(yàn)中常用的有瓷坩堝、氧化鋁坩堝和鐵坩堝，本實(shí)驗(yàn)在熔融實(shí)驗(yàn)中常用的有瓷坩堝、氧化鋁坩堝和鐵坩堝，本實(shí)驗(yàn)在熔融土樣時(shí)，應(yīng)選用土樣時(shí)，應(yīng)選用_坩堝。坩堝。答案：答案：( (1) )K2OAl2O36SiO2Al2O32SiO22H2O碳酸的酸性比硅酸強(qiáng)，由較強(qiáng)的酸可制得較弱的酸碳酸的酸性比硅酸強(qiáng)，由較強(qiáng)的酸可制得較弱的酸( (2) )SiO2Na2C

13、O3Na2SiO3CO2Al2O3Na2CO32NaAlO2CO2鐵鐵 ( (1) )Si的還原性大于的還原性大于C，但，但C卻能在高溫下還原出卻能在高溫下還原出Si：SiO22CSi2CO( (2) )非金屬單質(zhì)跟堿液作用一般無非金屬單質(zhì)跟堿液作用一般無H2放出，但放出，但Si卻能放出卻能放出H2：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2( (3) )非金屬單質(zhì)一般不跟非氧化性酸作用，但非金屬單質(zhì)一般不跟非氧化性酸作用，但Si能與能與HF作用：作用：Si4HF=SiF42H2( (4) )非金屬單質(zhì)一般為非導(dǎo)體，但非金屬單質(zhì)一般為非導(dǎo)體，但Si為半導(dǎo)體。為半導(dǎo)體。( (5) )SiO2是是

14、H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接將它與水作用制備的酸酐，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。的熔、沸點(diǎn)卻很高。( (7) )酸性氧化物一般不與酸作用，但酸性氧化物一般不與酸作用，但SiO2能跟能跟HF作用：作用：SiO24HF=SiF42H2O( (8) )無機(jī)酸一般易溶于水，無機(jī)酸一般易溶于水，H2SiO3卻難溶于水。卻難溶于水。( (9) )因因H2CO3的酸性大于的酸性大于H2SiO3，所以，所以Na2SiO3溶液中通入溶液中通入CO2能發(fā)生下列反應(yīng)：能發(fā)

15、生下列反應(yīng)：Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3，但在高溫下但在高溫下Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2也能發(fā)生。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?；▔A，但它卻是鹽，并不是堿。常見非金屬置換出非金屬的反應(yīng)：常見非金屬置換出非金屬的反應(yīng)：2H2SiCl4Si4HClCH2O( (g) )COH22CSiO2Si2COSi4HF=SiF42H2O22H2S2S2H2O2F22H2O=4HFO2Cl22NaBr=2NaClBr2B

16、r22KI=2KBrI2晶體硅是一種重要的非金屬材料，制備純硅的主要步驟如下：晶體硅是一種重要的非金屬材料，制備純硅的主要步驟如下：高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅粗硅與干燥粗硅與干燥HCl氣體反應(yīng)制得氣體反應(yīng)制得SiHCl3：Si3HClSiHCl3H2SiHCl3與過量與過量H2在在1 0001 100 反應(yīng)制得純硅反應(yīng)制得純硅已知已知SiHCl3能與能與H2O強(qiáng)烈反應(yīng)，在空氣中易自燃。強(qiáng)烈反應(yīng)，在空氣中易自燃。請(qǐng)回答下列問題：請(qǐng)回答下列問題：( (1) )第第步制備粗硅的化學(xué)反應(yīng)方程式為步制備粗硅的化學(xué)反應(yīng)方程式為_。( (2) )粗硅與粗硅與HCl反應(yīng)完全后

17、，經(jīng)冷凝得到的反應(yīng)完全后，經(jīng)冷凝得到的SiHCl3( (沸點(diǎn)沸點(diǎn)33.0 ) )中含有少中含有少量量SiCl4( (沸點(diǎn)沸點(diǎn)57.6 ) )和和HCl( (沸點(diǎn)沸點(diǎn)84.7 ) )，提純，提純SiHCl3采用的方法為采用的方法為_。( (3) )用用SiHCl3與過量與過量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如下圖所示反應(yīng)制備純硅的裝置如下圖所示( (熱源及夾持裝置熱源及夾持裝置略去略去) )：裝置裝置B中的試劑是中的試劑是_。裝置。裝置C中的燒瓶需要加熱，中的燒瓶需要加熱，其目的是其目的是_。反應(yīng)一段時(shí)間后，裝置反應(yīng)一段時(shí)間后，裝置D中觀察到的現(xiàn)象是中觀察到的現(xiàn)象是_，裝置，裝置D不能采不能采用普通玻璃管

18、的原因是用普通玻璃管的原因是_，裝置，裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。為保證制備純硅實(shí)驗(yàn)的成功，操作的關(guān)鍵是檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性，為保證制備純硅實(shí)驗(yàn)的成功，操作的關(guān)鍵是檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性，控制好反應(yīng)溫度以及控制好反應(yīng)溫度以及_。為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì)，將試樣用稀鹽酸溶解，取上層清為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì)，將試樣用稀鹽酸溶解，取上層清液后需再加入的試劑液后需再加入的試劑( (填寫字母代號(hào)填寫字母代號(hào)) )是是_。a碘水碘水b氯水氯水cNaOH溶液溶液dKSCN溶液溶液eNa2SO3溶液溶液解析：解析：本題是制取高純硅的實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)原理是：本題是制取高純硅的

19、實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)原理是：SiSi3HCl3HClSiHClSiHCl3 3H H2 2，SiHClSiHCl3 3H H2 2SiSi3HCl3HCl。因此要先制取。因此要先制取H H2 2，由，由題中信息知，題中信息知，SiHClSiHCl3 3與與H H2 2O O強(qiáng)烈反應(yīng)，且在空氣中自燃，因此實(shí)驗(yàn)中要除去強(qiáng)烈反應(yīng)，且在空氣中自燃，因此實(shí)驗(yàn)中要除去H H2 2O O，故，故B B裝置為干燥裝置，實(shí)驗(yàn)成功還得要排凈裝置中的空氣，又由于裝置為干燥裝置，實(shí)驗(yàn)成功還得要排凈裝置中的空氣，又由于SiHClSiHCl3 3與與H H2 2需要在需要在1 0001 0001 100 1 100 間的高溫下反應(yīng)

20、，故間的高溫下反應(yīng)，故D D用耐高溫的石英用耐高溫的石英管，同時(shí)還要把管，同時(shí)還要把SiHClSiHCl3 3和和H H2 2通入到通入到D D中，據(jù)題中信息中，據(jù)題中信息SiHClSiHCl3 3的沸點(diǎn)較低，故的沸點(diǎn)較低，故C C用熱水加熱可以使用熱水加熱可以使SiHClSiHCl3 3揮發(fā)到揮發(fā)到D D中。中。答案：答案：( (1) )SiO22CSi2CO( (2) )分餾分餾( (蒸餾蒸餾) )( (3) )濃濃H2SO4使滴入燒瓶中的使滴入燒瓶中的SiHCl3汽化汽化有固體物質(zhì)生成在反應(yīng)溫度下普通玻璃會(huì)軟化有固體物質(zhì)生成在反應(yīng)溫度下普通玻璃會(huì)軟化SiHCl3H2Si3HCl排盡裝置中

21、的空氣排盡裝置中的空氣bd變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1.( (2011江蘇徐州江蘇徐州) )我國目前制備多晶硅主要采用三氯氫硅我國目前制備多晶硅主要采用三氯氫硅氫還原法、硅烷熱解法和四氯化硅氫還原法。由于三氯氫硅氫還原法具氫還原法、硅烷熱解法和四氯化硅氫還原法。由于三氯氫硅氫還原法具有一定優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用。其簡(jiǎn)化的工藝流程如下圖所示：有一定優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用。其簡(jiǎn)化的工藝流程如下圖所示：( (1) )制備三氯氫硅的反應(yīng)為：制備三氯氫硅的反應(yīng)為：Si( (s) )3HCl( (g) )=SiHCl3( (g) )H2( (g) )；H210 kJmol1。伴隨的副反應(yīng)有：伴隨的副反應(yīng)有：Si( (s) )4

22、HCl( (g) )=SiCl4( (g) )2H2( (g) )；H241 kJmol1。SiCl4在一定條件下與在一定條件下與H2反應(yīng)可轉(zhuǎn)化為反應(yīng)可轉(zhuǎn)化為SiHCl3，反應(yīng)的熱化學(xué)方，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為程式為SiCl4( (g) )H2( (g) )=SiHCl3( (g) )HCl( (g) )；H_。( (2) )由純由純SiHCl3制備高純硅的化學(xué)反應(yīng)方程式為制備高純硅的化學(xué)反應(yīng)方程式為_。該生產(chǎn)。該生產(chǎn)工藝中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是工藝中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是_( (至少寫出兩種至少寫出兩種) )。( (3) )由于由于SiH4具有易提純的特點(diǎn)，因此硅烷熱分解法是制備高純硅很具有易提純

23、的特點(diǎn)，因此硅烷熱分解法是制備高純硅很有發(fā)展?jié)摿Φ姆椒?。工業(yè)上廣泛采用的合成硅烷方法是讓硅化鎂和固體有發(fā)展?jié)摿Φ姆椒?。工業(yè)上廣泛采用的合成硅烷方法是讓硅化鎂和固體氯化銨在液氨介質(zhì)中反應(yīng)得到硅烷，化學(xué)方程式是氯化銨在液氨介質(zhì)中反應(yīng)得到硅烷，化學(xué)方程式是_；整個(gè)制備過程必須嚴(yán)格控制無水，否則反；整個(gè)制備過程必須嚴(yán)格控制無水，否則反應(yīng)將不能生成硅烷，而是生成硅酸和氫氣等，其化學(xué)方程式為應(yīng)將不能生成硅烷，而是生成硅酸和氫氣等，其化學(xué)方程式為_；整個(gè)系統(tǒng)還必須與氧隔絕，其原因是整個(gè)系統(tǒng)還必須與氧隔絕，其原因是_。解析：解析：(1)(1)根據(jù)蓋斯定律，將第二個(gè)熱化學(xué)方程式跟第一個(gè)相減根據(jù)蓋斯定律，將第二個(gè)

24、熱化學(xué)方程式跟第一個(gè)相減( (左左減左、右減右、減左、右減右、HH2 2減減HH1 1) )即得。即得。(2)(2)、(3)(3)涉及化學(xué)方程式書寫，較為容涉及化學(xué)方程式書寫，較為容易。把握好整個(gè)過程的還原意識(shí)、守恒原則、環(huán)保理念。易。把握好整個(gè)過程的還原意識(shí)、守恒原則、環(huán)保理念。答案：答案：( (1) )31 kJmol1( (2) )SiHCl3H2 Si3HClHCl、H2、SiHCl3、SiCl4等等( (3) )Mg2Si4NH4Cl=SiH42MgCl24NH3Mg2Si4NH4Cl3H2O=2MgCl2H2SiO34NH34H2由于硅烷在空氣中易燃，濃度由于硅烷在空氣中易燃，濃度

25、高時(shí)容易發(fā)生爆炸高時(shí)容易發(fā)生爆炸( (或其他合理答案或其他合理答案) )( (1) )傳統(tǒng)硅酸鹽工業(yè)簡(jiǎn)介傳統(tǒng)硅酸鹽工業(yè)簡(jiǎn)介( (2) )兩種新型無機(jī)非金屬材料兩種新型無機(jī)非金屬材料高溫結(jié)構(gòu)陶瓷高溫結(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、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。耐磨損、密度小等。b高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的種類高溫結(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)?？捎糜谧髹嵫趸X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?堝、高溫爐管、球磨機(jī)、高壓鈉燈的燈管等。堝、高溫爐管、球磨機(jī)、高壓

26、鈉燈的燈管等。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)?？捎糜诘杼沾桑壕哂杏捕葮O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(dòng)機(jī)部件等。制造軸承、汽輪機(jī)葉片、機(jī)械密封環(huán)、永久性模具、發(fā)動(dòng)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。工業(yè)、宇航工業(yè)等。光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維( (光纖光纖) )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)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。生電輻射

27、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(cè)遙光導(dǎo)纖維的應(yīng)用：通訊、醫(yī)療、信息處理、傳能傳像、遙測(cè)遙控、照明等?？?、照明等。 實(shí)驗(yàn)室中硅酸鹽材料儀器問題實(shí)驗(yàn)室中硅酸鹽材料儀器問題(1)(1)盛堿性溶液的試劑瓶不能用磨口玻璃塞盛堿性溶液的試劑瓶不能用磨口玻璃塞(SiO(SiO2 2與與OHOH反應(yīng)生成反應(yīng)生成 把瓶口與瓶塞粘結(jié)把瓶口與瓶塞粘結(jié)) )；(2)(2)氫氟酸用塑料容器貯存不能用玻璃容器氫氟酸用塑料容器貯存不能用玻璃容器(SiO(SiO2 2與與HFHF反應(yīng)反應(yīng)) )；(3)(3)氫氣燃燒火焰呈淡藍(lán)色，可是氫氣燃燒火焰呈淡藍(lán)色，可是H H2 2在普通玻璃管口燃燒火焰為黃色在

28、普通玻璃管口燃燒火焰為黃色(Na(Na焰色反應(yīng)所致焰色反應(yīng)所致) )；(4)(4)瓷坩堝不能用于加熱堿性物質(zhì)。瓷坩堝不能用于加熱堿性物質(zhì)。( (2010江蘇江蘇) )下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)或應(yīng)用的說法不正確的是下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)或應(yīng)用的說法不正確的是( () )A二氧化硅是生產(chǎn)光纖制品的基本原料二氧化硅是生產(chǎn)光纖制品的基本原料B水玻璃可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑水玻璃可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑C鹽析可提純蛋白質(zhì)并保持其生理活性鹽析可提純蛋白質(zhì)并保持其生理活性D石油分餾可獲得乙烯、丙烯和丁二烯石油分餾可獲得乙烯、丙烯和丁二烯解析：解析：光纖制品的主要原料是光纖制品的主要原料是SiOSiO2 2，A A正確

29、，水玻璃硬化過程中析正確，水玻璃硬化過程中析出的硅酸凝膠，具有很強(qiáng)的黏附性，且耐高溫，出的硅酸凝膠，具有很強(qiáng)的黏附性，且耐高溫，B B正確。鹽析是利用物理正確。鹽析是利用物理變化降低蛋白質(zhì)的溶解度，變化降低蛋白質(zhì)的溶解度，C C正確。乙烯、丙烯和丁烯是通過石油裂解得正確。乙烯、丙烯和丁烯是通過石油裂解得到的，到的，D D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。答案：答案：D變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2.( (2009四川理綜四川理綜) )開發(fā)新材料是現(xiàn)代科技發(fā)展的方向之開發(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)非金屬材料氮化硅陶瓷是新型無機(jī)非金屬材

30、料BC60屬于原子晶體，用于制造納米材料屬于原子晶體，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)纖維單晶硅常用于制造光導(dǎo)纖維解析：解析：B B項(xiàng)，項(xiàng)，C C6060屬于分子晶體；屬于分子晶體；C C項(xiàng)，纖維素乙酸酯不是天然高分項(xiàng)，纖維素乙酸酯不是天然高分子材料；子材料；D D項(xiàng)，二氧化硅常用于制造光導(dǎo)纖維。項(xiàng)，二氧化硅常用于制造光導(dǎo)纖維。答案：答案：A硅是無機(jī)非金屬材料的主角，所以硅、二氧化硅的性質(zhì)、用途是本節(jié)硅是無機(jī)非金屬材料的主角，所以硅、二氧化硅的性質(zhì)、用途是本節(jié)的重點(diǎn)。在高考中主要涉及晶體硅、二氧化硅的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)比較，傳統(tǒng)無的重

31、點(diǎn)。在高考中主要涉及晶體硅、二氧化硅的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)比較，傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料、新型無機(jī)非金屬材料等方面的知識(shí)。題型有選擇題、實(shí)驗(yàn)機(jī)非金屬材料、新型無機(jī)非金屬材料等方面的知識(shí)。題型有選擇題、實(shí)驗(yàn)題及推斷題。題及推斷題。以硅為載體，反映新材料、新技術(shù)的知識(shí)將被移植到命題范圍內(nèi)，主以硅為載體，反映新材料、新技術(shù)的知識(shí)將被移植到命題范圍內(nèi)，主要考查學(xué)生接受新信息的能力。要考查學(xué)生接受新信息的能力。1( (2010山東山東) )下列推斷正確的是下列推斷正確的是( () )ASiO2是酸性氧化物，能與是酸性氧化物，能與NaOH溶液反應(yīng)溶液反應(yīng)BNa2O、Na2O2組成元素相同，與組成元素相同，與CO2反應(yīng)產(chǎn)物

32、也相同反應(yīng)產(chǎn)物也相同CCO、NO、NO2都是大氣污染氣體，在空氣中都能穩(wěn)定存在都是大氣污染氣體，在空氣中都能穩(wěn)定存在D新制氯水顯酸性，向其中滴加少量紫色石蕊試液，充分振蕩后溶新制氯水顯酸性，向其中滴加少量紫色石蕊試液，充分振蕩后溶液呈紅色液呈紅色解析：解析：A A項(xiàng)，項(xiàng)，SiOSiO2 2是酸性氧化物，對(duì)應(yīng)的酸是硅酸，是酸性氧化物，對(duì)應(yīng)的酸是硅酸，SiOSiO2 2與與NaOHNaOH反反應(yīng)生成應(yīng)生成NaNa2 2SiOSiO3 3和和H H2 2O O；B B項(xiàng)，項(xiàng)，NaNa2 2O O與與COCO2 2反應(yīng)生成反應(yīng)生成NaNa2 2COCO3 3，NaNa2 2O O2 2與與COCO2

33、2反應(yīng)反應(yīng)生成生成NaNa2 2COCO3 3和氧氣；和氧氣；C C項(xiàng)，項(xiàng)，COCO、NONO、NONO2 2都有毒，都是大氣污染物，都有毒，都是大氣污染物，NONO和和空氣中的空氣中的O O2 2反應(yīng)生成反應(yīng)生成NONO2 2，不能穩(wěn)定存在；，不能穩(wěn)定存在；D D項(xiàng)，新制氯水顯酸性，有強(qiáng)項(xiàng)，新制氯水顯酸性，有強(qiáng)氧化性，向其中滴加少量石蕊試液，先變紅氧化性，向其中滴加少量石蕊試液，先變紅( (因?yàn)樗嵝砸驗(yàn)樗嵝? )后褪色后褪色( (因?yàn)槁纫驗(yàn)槁人膹?qiáng)氧化性水的強(qiáng)氧化性) )。答案：答案：A2( (2010廣東廣東) )碳酸鋰廣泛應(yīng)用于陶瓷和醫(yī)藥等領(lǐng)域，以碳酸鋰廣泛應(yīng)用于陶瓷和醫(yī)藥等領(lǐng)域，以鋰輝

34、鋰輝石石( (主要成分為主要成分為Li2OAl2O34SiO2) )為原料制備為原料制備Li2CO3的工藝流程如下：的工藝流程如下：已知：已知：Fe3、Al3、Fe2和和Mg2以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)，溶以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)，溶液的液的pH分別為分別為3.2、5.2、9.7和和12.4；Li2SO4、LiOH和和Li2CO3在在303 K下下的溶解度分別為的溶解度分別為34.2 g、12.7 g和和1.3 g。( (1) )步驟步驟前，前，鋰輝石要粉碎成細(xì)顆粒的目的是鋰輝石要粉碎成細(xì)顆粒的目的是_。( (2) )步驟步驟中，酸浸后得到的酸性溶液中含有中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li、 ，

35、另含有，另含有 Al3、Fe3、Fe2、Mg2、Ca2、Na等雜質(zhì)，需在攪拌下加入等雜質(zhì)，需在攪拌下加入_( (填填“石灰石石灰石”、“氯化鈣氯化鈣”或或“稀硫酸稀硫酸”) )以調(diào)節(jié)溶液的以調(diào)節(jié)溶液的pH到到6.06.5，沉淀部分雜質(zhì)離子，然后分離得到浸出液。，沉淀部分雜質(zhì)離子，然后分離得到浸出液。( (3) )步驟步驟中，將適量的中，將適量的H2O2溶液、石灰乳和溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸溶液依次加入浸出液中，可除去的雜質(zhì)金屬離子有出液中，可除去的雜質(zhì)金屬離子有_。( (4) )步驟步驟中，生成沉淀的離子方程式為中，生成沉淀的離子方程式為_。( (5) )從母液中可回收的主要物

36、質(zhì)是從母液中可回收的主要物質(zhì)是_。解析：解析：本題主要涉及離子除雜問題。本題主要涉及離子除雜問題。(2)(2)把酸性溶液的把酸性溶液的pHpH調(diào)節(jié)到調(diào)節(jié)到6.06.06.56.5，需要加入能與，需要加入能與H H反應(yīng)的物質(zhì)，故選石灰石。反應(yīng)的物質(zhì)，故選石灰石。(3)(3)在步驟在步驟中中調(diào)節(jié)溶液的調(diào)節(jié)溶液的pHpH到到6.06.06.56.5時(shí)，可除去時(shí)，可除去FeFe3 3、AlAl3 3。步驟。步驟中，加適量中，加適量H H2 2O O2 2溶液，可把溶液，可把FeFe2 2氧化為氧化為FeFe3 3；加適量石灰乳可除去；加適量石灰乳可除去FeFe3 3、MgMg2 2；加；加NaNa2

37、2COCO3 3溶液可除去溶液可除去CaCa2 2；故步驟；故步驟中可除去的雜質(zhì)金屬離子有中可除去的雜質(zhì)金屬離子有FeFe2 2、MgMg2 2、CaCa2 2。(4)(4)步驟步驟蒸發(fā)濃縮后的溶液中主要是蒸發(fā)濃縮后的溶液中主要是LiLi2 2SOSO4 4，加入飽和，加入飽和碳酸鈉溶液發(fā)生反應(yīng)：碳酸鈉溶液發(fā)生反應(yīng)：2Li2Li =Li=Li2 2COCO3 3。(5)(5)母液的主要成分母液的主要成分是是NaNa2 2SOSO4 4，故可回收的主要物質(zhì)是，故可回收的主要物質(zhì)是NaNa2 2SOSO4 4。答案：答案：( (1) )增大固液接觸面積，加快浸出反應(yīng)速率，提高浸出率增大固液接觸面積

38、，加快浸出反應(yīng)速率，提高浸出率( (2) )石灰石石灰石( (3) )Fe2、Mg2、Ca2( (4) )2Li =Li2CO3( (5) )Na2SO41( (2008全國全國理綜理綜) )對(duì)于對(duì)于A族元素，下列敘述中不正確的是族元素，下列敘述中不正確的是( () )ASiO2和和CO2中，中，Si和和O、C和和O之間都是共價(jià)鍵之間都是共價(jià)鍵BC、Si和和Ge的最外層電子數(shù)都是的最外層電子數(shù)都是4，次外層電子數(shù)都是，次外層電子數(shù)都是8CCO2和和SiO2都是酸性氧化物，在一定條件下都能和氧化鈣反應(yīng)都是酸性氧化物，在一定條件下都能和氧化鈣反應(yīng)D該族元素的主要化合價(jià)是該族元素的主要化合價(jià)是4和和

39、2解析：解析：A A項(xiàng)中項(xiàng)中SiOSiO2 2、COCO2 2均為共價(jià)化合物，原子間以共價(jià)鍵結(jié)合；均為共價(jià)化合物，原子間以共價(jià)鍵結(jié)合；B B項(xiàng)項(xiàng)中中C C、GeGe的次外層電子數(shù)分別為的次外層電子數(shù)分別為2 2、1818；C C項(xiàng)項(xiàng)COCO2 2、SiOSiO2 2均可和均可和CaOCaO反應(yīng)生成對(duì)反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的鹽。應(yīng)的鹽。答案：答案：B2( (2009重慶理綜重慶理綜) )材料與化學(xué)密切相關(guān)，表中對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是材料與化學(xué)密切相關(guān)，表中對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)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、石英二氧化硅解析：解析：A A項(xiàng)，

40、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。項(xiàng)，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：答案：A3( (2007廣東廣東) )下列說法正確的是下列說法正確的是( () )A硅材料廣泛應(yīng)用于光纖通訊硅材料廣泛應(yīng)用于光纖通訊B工藝師利用鹽酸刻蝕石英制作藝術(shù)品工藝師利用鹽酸刻蝕石英制作藝術(shù)品C水晶項(xiàng)鏈和餐桌上的瓷盤都是硅酸鹽制品水晶項(xiàng)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)粗硅制備單晶硅不涉及氧化還原反應(yīng)解析：解析：B B項(xiàng)工藝師應(yīng)利用氫氟酸項(xiàng)工藝師應(yīng)利用氫氟酸；C C項(xiàng)中水晶項(xiàng)中水晶SiOSiO2 2；D D項(xiàng)中粗項(xiàng)中粗硅制備單晶硅

41、的反應(yīng)有：硅制備單晶硅的反應(yīng)有：SiSi2Cl2Cl2 2 SiClSiCl4 4；SiClSiCl4 42H2H2 2 SiSi4HCl4HCl。答案：答案：A4下列有關(guān)材料的說法不正確的是下列有關(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、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)耐磨損、密度小

42、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)特性新型無機(jī)非金屬材料特性之一是具有電學(xué)特性解析：解析：傳統(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，所傳統(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，所以以A A選項(xiàng)正確。新型無機(jī)非金屬材料不但克服了傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料的選項(xiàng)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 B選項(xiàng)錯(cuò)誤，選項(xiàng)錯(cuò)誤，D D選項(xiàng)正確。高溫結(jié)構(gòu)材料具有能受高溫、不怕氧化耐酸堿腐選項(xiàng)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

43、、硬度高、耐磨損、密度小等優(yōu)點(diǎn)，蝕、硬度高、耐磨損、密度小等優(yōu)點(diǎn)，C C選項(xiàng)正確。選項(xiàng)正確。答案：答案：B5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：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：“中中國至少在距今國至少在距今3 000年以前，就已經(jīng)使用玻璃了。年以前，就已經(jīng)使用玻璃了。”下列有關(guān)玻璃的說法不正下列有關(guān)玻璃的說法不正確的是確的是( () )A制普通玻璃的原料主要是純堿、石灰石和石英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(shí)有固定的熔點(diǎn)玻璃在加熱熔化時(shí)有固定的熔點(diǎn)C普通玻璃的成分主要是硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅普通玻璃的成分主要是硅酸鈉、硅酸鈣和

44、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反應(yīng)生成硅酸鈉而使瓶塞與瓶口粘在一起解析：解析：玻璃是混合物，非晶態(tài)物質(zhì)，無固定的熔點(diǎn)。答案為玻璃是混合物，非晶態(tài)物質(zhì)，無固定的熔點(diǎn)。答案為B B。答案：答案：B6( (1) )制造普通玻璃的原料是制造普通玻璃的原料是_，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。( (2) )在制玻璃的原料中，再加入下列物質(zhì)可制得不同顏色的有色玻璃：在制玻璃的原料中，再加入下列物質(zhì)可制得不同顏色的有色玻璃：A氧化亞銅氧化亞銅B氧化鈷氧化鈷C二價(jià)鐵二價(jià)鐵D氯化銀氯化銀制造藍(lán)色玻璃加入的物質(zhì)是制造藍(lán)色玻璃加入的物質(zhì)是_。制造綠色玻璃加入的物質(zhì)是制造綠色玻璃加入的物質(zhì)是_。制造紅色玻璃加入的物質(zhì)是制造紅色玻璃加入的物質(zhì)是_。制造變色玻璃加入的物質(zhì)是制造變色玻璃加入的物質(zhì)是_。解析：解析：本題要記住制造玻璃原料、原理、各物質(zhì)的顏色，以及顏本題要記住制造玻璃原料、原理、各物質(zhì)的顏色，以及顏色變化。色變化。答案：答案：( (1) )純堿、石灰石、石英純堿、石灰石、石英SiO2Na2CO3 Na2SiO3CO2 CaCO3SiO2 CaSiO3CO2( (2) )BCAD練規(guī)范、練技能、練速度