高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第4單元 材料家族中的元素 第1節(jié) 硅 無機(jī)非金屬材料課件 魯科版.ppt

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第四單元 材料家族中的元素,第1節(jié) 硅 無機(jī)非金屬材料,-3-,考綱要求:1.了解硅單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。 2.了解硅單質(zhì)及無機(jī)非金屬材料。,-4-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,1.單質(zhì)硅的存在 (1)在地殼中的含量?jī)H次于氧。 (2)在自然界中的存在形態(tài)為化合態(tài)。 (3)主要存在形式:二氧化硅和硅酸鹽等。 2.單質(zhì)硅的性質(zhì) 單質(zhì)硅有晶體硅和無定形硅兩種,二者互為同素異形體。 (1)晶體硅的物理性質(zhì):,硅及其重要化合物的性質(zhì),,,,,,,-5-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,(2)單質(zhì)硅的化學(xué)性質(zhì)——還原性:,,-6-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,(4)用途:晶體硅用作半導(dǎo)體材料,生產(chǎn)硅合金等,制造硅芯片和硅太陽(yáng)能電池。,,,,-7-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,-8-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,3.二氧化碳與二氧化硅的比較,,,,,,-9-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,續(xù)表,,,,,,,,,,,,,,,,,-10-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,自主鞏固 判斷正誤,正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“”。 (1)晶體硅熔點(diǎn)高、硬度大,所以可用于制作半導(dǎo)體材料 ( ) (2)SiO2既可與NaOH溶液反應(yīng)又可與氫氟酸反應(yīng),因此SiO2是兩性氧化物 ( ) (3)CO2和SiO2都是酸性氧化物,在一定條件下都能和氧化鈣反應(yīng) ( √ ) (4)硅常溫下可與NaOH溶液、F2、Cl2等物質(zhì)反應(yīng) ( ) (5)高溫下用焦炭還原SiO2制取粗硅 ( √ ) (6)硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑,常溫下不與任何物質(zhì)反應(yīng) ( ),,,,,,,-11-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,1.硅 (1)硅的非金屬性弱于碳的,但碳在自然界中既有游離態(tài)又有化合態(tài),而硅卻只有化合態(tài)。,(4)非金屬單質(zhì)一般不跟非氧化性酸反應(yīng),但硅能跟氫氟酸反應(yīng)。 (5)非金屬單質(zhì)一般為非導(dǎo)體,但硅為半導(dǎo)體。,-12-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,2.二氧化硅 (1)非金屬氧化物的熔、沸點(diǎn)一般較低,但SiO2的熔點(diǎn)卻很高。 (2)SiO2既能與氫氟酸反應(yīng),也能與NaOH溶液反應(yīng),但SiO2不是兩性氧化物。盡管SiO2能與氫氟酸反應(yīng)得到鹽“SiF4”和H2O,但SiO2不能和其他酸反應(yīng),只能與NaOH、KOH等強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水,故SiO2是酸性氧化物。,-13-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,-14-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,例1諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予“光纖之父”英國(guó)華裔科學(xué)家高錕以及兩位美國(guó)科學(xué)家威拉德博伊爾和喬治史 密斯。光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅,下列關(guān)于二氧化硅的說法正確的是(D) A.二氧化硅是H2SiO3的酸酐,因此能與水反應(yīng) B.用二氧化硅制取單質(zhì)硅時(shí),當(dāng)生成2.24 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時(shí),得到2.8 g硅 C.6 g的二氧化硅中含有0.2 mol共價(jià)鍵 D.二氧化硅不能與碳酸鈉溶液反應(yīng),但能與碳酸鈉固體在高溫時(shí)發(fā)生反應(yīng),,答案,解析,-15-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,誤區(qū)警示:(1)SiO2和CO2都是酸性氧化物,與堿反應(yīng)生成鹽和水;CO2與水反應(yīng)生成碳酸,但SiO2不溶于水,故不能用SiO2與水反應(yīng)制備硅酸。 (2)SiO2不能與鹽酸、硝酸、硫酸等酸反應(yīng),但能與氫氟酸反應(yīng)。 (3)不能依據(jù)反應(yīng)SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑來說明SiO2對(duì)應(yīng)的水化物(即H2SiO3)的酸性比H2CO3的強(qiáng)。,-16-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,跟蹤訓(xùn)練 1.下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的說法正確的是( ) ①硅是構(gòu)成一些巖石和礦物的基本元素 ②水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品 ③高純度的硅單質(zhì)廣泛用于制作光導(dǎo)纖維 ④陶瓷是人類應(yīng)用最早的硅酸鹽材料 A.①② B.②③ C.①④ D.③④,,答案,解析,-17-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,2.單晶硅是制作電子集成電路的基礎(chǔ)材料,對(duì)硅的純度要求很高。用化學(xué)方法可制得高純度硅,其化學(xué)方程式為,下列對(duì)上述三個(gè)反應(yīng)的敘述不正確的是(D) A.①③為置換反應(yīng) B.②為化合反應(yīng) C.①②③均為氧化還原反應(yīng) D.三個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)物中硅元素均被還原,,答案,解析,-18-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,硅酸、硅酸鹽及無機(jī)非金屬材料 1.硅酸(H2SiO3) (1)物理性質(zhì): 硅酸是不溶于水的白色膠狀物,能形成硅膠,硅膠多孔吸附水分能力強(qiáng)。 (2)化學(xué)性質(zhì):,②弱酸性——比碳酸的酸性還要弱,但SiO2不溶于水,故不能直接由SiO2溶于水制得,常用可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)制取(強(qiáng)酸制弱酸原理)。,,,,-19-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,③用途:硅酸在水中易聚合形成膠體,固化、水洗、干燥后可得硅膠。硅膠吸附水分能力強(qiáng),常用作干燥劑、催化劑的載體。,,,,,,-20-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,,,,,-21-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,3.常見無機(jī)非金屬材料 (1)三種硅酸鹽材料工業(yè)生產(chǎn)的比較:,(2)新型無機(jī)非金屬材料: ①高溫結(jié)構(gòu)陶瓷:如氮化硅陶瓷具有較高的硬度和耐磨性、較強(qiáng)的抗化學(xué)侵蝕性和電絕緣性等。 ②生物陶瓷:對(duì)機(jī)體無排異反應(yīng),不會(huì)引起代謝作用異常。 ③壓電陶瓷:具有壓電效應(yīng)。,,,,,-22-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,自主鞏固 判斷正誤,正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“”。 (1)水玻璃為純凈物 ( ) (2)陶瓷是人類較早使用的硅酸鹽材料 ( √ ),,,-23-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,1.H2CO3與H2SiO3的比較,-24-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,2.無機(jī)非金屬材料分為傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料和新型無機(jī)非金屬材料兩大類。傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料是指常說的硅酸鹽材料,包括玻璃、水泥、磚瓦、陶瓷等;新型無機(jī)非金屬材料是指一些新型的具有特殊結(jié)構(gòu)和特殊功能的非硅酸鹽材料。 3.對(duì)于硅酸鹽材料一般用氧化物的形式表示 (1)表示方法:硅酸鹽中的硅元素以SiO2的形式表示,金屬元素如Na、K、Mg、Al、Ca等,以它們常見的氧化物的形式表示,氫元素以H2O的形式表示。氧化物書寫的一般順序:較活潑金屬的氧化物較不活潑金屬的氧化物二氧化硅水。 (2)注意事項(xiàng): 氧化物之間以“”隔開;氧化物前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)配置出現(xiàn)分?jǐn)?shù)時(shí)應(yīng)化為整數(shù),且化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示該氧化物的數(shù)目;用氧化物形式表示時(shí),各元素的化合價(jià)保持不變,各元素的原子個(gè)數(shù)比符合原來的組成。,-25-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,例2下列有關(guān)硅及其化合物的說法中正確的是D。,B.硅膠多孔,吸水能力強(qiáng),常用作袋裝食品的干燥劑和抗氧化劑 C.用SiO2制取硅酸,將SiO2溶解在水中一段時(shí)間后可得到硅酸 D.水玻璃是混合物,可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑 E.硅膠是硅酸鈉的水溶液失去水后形成的凝膠,,答案,解析,-26-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,誤區(qū)警示:(1)水玻璃是混合物;(2)我們常見的不溶于水的酸是硅酸,不與水反應(yīng)的酸性氧化物是二氧化硅;(3)注意水玻璃及硅膠的用途。,-27-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,跟蹤訓(xùn)練 1.下列說法正確的是(A) A.硅膠可作袋裝食品的干燥劑 B.向一定濃度的Na2SiO3溶液中通入適量CO2氣體,出現(xiàn)白色沉淀,所以H2SiO3的酸性比H2CO3強(qiáng) C.合成纖維和光導(dǎo)纖維都是新型無機(jī)非金屬材料 D.硅酸鈉屬于鹽,可用帶磨口玻璃塞的玻璃試劑瓶存放,,答案,解析,-28-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,2.(2014廣東理綜)石墨在材料領(lǐng)域有重要應(yīng)用。某初級(jí)石墨中含SiO2(7.8%),Al2O3(5.1%),Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等雜質(zhì)。設(shè)計(jì)的提純與綜合利用工藝如下:,-29-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,,,,,,,,,,,-30-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,-31-,基礎(chǔ)梳理,考點(diǎn)突破,