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600分考点700分考法A版2019版高考化学总复习第7章硅及其化合物课件

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 考点19   碳、硅及其化合物

考点20   无机非金属材料
考点19  碳、硅及其化合物

考法1  碳及其化合物知识综合应用

考法2  硅及其化合物与其他无机物知识综
 合应用

 考法3  CO2与NaOH、SiO2与C等反应产物
 的确定
1.碳、硅单质
   (1)碳、硅的主要单质的物理性质及用途

                      石墨               金刚石                  晶体硅

      色、态         黑色鳞片状固体             无色晶体           有金属光泽的灰黑色固体

       硬度             很小           自然界中硬度最大                 硬度大

      导电性             导体              不能导电                  半导体

                                                    是信息技术材料,它是半导
       用途        用作电极、铅笔芯             制作首饰等         体晶体管、硅芯片及光电池
                                                    等的主要成分
1.碳、硅单质
   (2)碳、硅单质的化学性质
1.碳、硅单质
 (3)硅的工业制法
2.二氧化硅和二氧化碳的比较

                                    二氧化硅                                             二氧化碳

    类别                       酸性氧化物(H2SiO3的酸酐)                                 酸性氧化物(H2CO3的酸酐)
    结构                      空间立体网状,无单个分子                                           存在单个分子
    物理
                   硬度大,熔、沸点高,常温下为固体,不溶于水                                溶、沸点低,常温下为气体,能溶于水
    性质

  晶体类型                              原子晶体                                             分子晶体

                与水                          不反应                                  CO2+H2O===H2CO3

                与酸        只与氢氟酸反应:SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O                               不反应

                                                                     CO2 +  2NaOH===Na2CO3 +  H2O(CO2 少量)   ,
                与碱        SiO2+2NaOH        Na2SiO3+H2O
     化                                                               Na2CO3+H2O+CO2===   2NaHCO3(CO2过量)
     学
     性                                                               与Na2SiO3 溶液反应:Na2SiO3      +H2O+CO2===
                与盐        SiO2+Na2CO3===Na2SiO3+CO2↑
     质                                                               Na2CO3+H2SiO3↓
               与碱性
                          与CaO在高温下反应生成CaSiO                          与Na  O在常温下反应生成Na          CO
               氧化物                                  3                     2                   2  3

              弱氧化性

    转化                                     Na2SiO3+H2O+CO2=== H2SiO3↓+Na2CO3
    用途                        光导纤维、光学仪器等                                       制碳酸饮料、碳酸盐等
3.硅酸及硅酸盐
  (1)硅酸

   硅酸不溶于水,其酸性比碳酸弱,硅酸不能使紫色石蕊溶

  液变红色。

  ①硅酸不稳定,受热易分解:H2SiO3               SiO2+H2O

  ②硅酸能与碱溶液反应。

  ③硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶常用作干燥剂。
3.硅酸及硅酸盐
  (2)硅酸盐

  ①硅酸钠(Na2SiO3)
     白色、可溶于水的粉末状固体,俗称水玻璃,有黏性,

 显碱性;能与盐酸、CO2水溶液反应。可用作黏合剂(矿物
 胶),耐火阻燃材料。
 ②硅酸盐表示方法
     硅酸盐矿物的成分复杂,多用氧化物的形式表示它们的

 组成,如钾云母(KH2Al3Si3O12)写成K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O。
 考法1  碳及其化合物知识综合应用
1.在高温下进行的反应不能作为判断还原性强弱的依据
如反应                  不能说明单质C的还原性比单质Si强。
常温下自发进行的反应,才可以作为判断还原性强弱的依据。

2.CO、CO2气体的除杂方法

(1)CO中混有CO2,通过盛有NaOH的洗气瓶,然后再干燥。

(2)CO2中混有CO,通过盛有灼热CuO的硬质玻璃管。

(3)CO2中混有SO2、HCl,通过盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气
瓶,然后干燥气体。
考法2      硅及其化合物与其他无机物知识综合应用
  1.硅单质的特殊性
 (1)Si的还原性大于C,但C却能在高温下置换出Si:

   SiO2+2C       Si+2CO↑

 (2)非金属单质跟碱液作用一般无H2放出,但Si与碱液作用却放

 出H2:Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑
 (3)非金属单质一般不跟非氧化性酸作用,但Si能与HF作用:

   Si+4HF===SiF4↑+2H2↑
 (4)非金属单质大多不导电,但Si为半导体。
考法2      硅及其化合物与其他无机物知识综合
   2.含硅化合物的特殊性

  (1)SiO2不能直接与水作用制备H2SiO3。

  (2) SiO2能跟HF作用:SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O。

  (3) H2SiO3难溶于水。
  (4) 在高温下能发生反:                           。
  (5)金刚砂、氮化硅属于原子晶体,
 性质很稳定,但:

 SiC+4HF(酸)=== SiF4↑+CH4↑               二氧化硅纳米线

 Si3N4+16HF(酸)=== 3SiF4↑+4NH4F

  考法3   CO2与NaOH、SiO2与C等反应产物的确定

 1.CO2与强碱溶液反应的计算

  考法3    CO2与NaOH、SiO2与C等反应后产物的确

定2.SiO2与C反应的产物的确定及计算

  SiO2与C的反应也与n(SiO2)与n(C)的比值有关,见下表。
  例1     下列叙述错误的是(  )           【解析】
                                HF与SiO2能够发生反应:
A.HF与SiO2反应,氢氟酸可以在玻璃器
                                SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O,
皿上刻蚀标记[课标Ⅲ理综2016·7D]            氢氟酸可以用于刻蚀玻
                                璃,A正确;石英砂的主要
B.石英砂可用于生产单晶硅[海南化学
                                成分为SiO2,可用碳还原得
2016·4C]                        到粗硅,经提纯得到单晶
C.干冰和石英晶体中的化学键类型相同,硅,B正确;干冰是分子晶C
                                体,熔化时需要克服分子
熔化时需克服微粒间的作用力类型也相               间作用力,石英是原子晶

同[浙江选考化学2017年4月·20A]            体,熔化时需要克服共价
                                键,C错误;硅胶无毒、
D.硅胶可用作食品干燥剂[课标Ⅱ理综              有强吸水性,可以作食品
2015·7A]                        干燥剂,D正确。
  例2                  【解析】一定量的CO2与一定量的
                      NaOH 溶液完全反应,生成物可能有
[上海化学2016·51]
                      三种情况:①Na2CO3;②NaHCO3;③
                      Na CO 和NaHCO3的混合物。利用极值
CO2是重要的化工原料,也           2  3
                      法进行计算:假设只生成NaHCO          ,则
是应用广泛的化学产品。                                    3
                      根据CO2+NaOH═NaHCO3可得n(NaOH)= 
                      n(CO ) =2.40 mol,答案:则c(NaOH)=  
某H2中含2.40 mol CO2,将       2
                      =1.201.20  mol·Lmol·L-1≤-1 ;假设只生成c(NaOH) ≤2.40Na mol·LCO ,-1。
该混合气体通入2.00 L                                  2  3
                      根据CO2+2NaOH═ Na2CO3 +H2O可得
                      n(NaOH)= 2n(CO )=4.80 mol,则
NaOH溶液中,CO2被完全吸                    2
                      c(NaOH)=  =2.40 mol·L-1;综上可
收。如果NaOH完全反应,则        知,NaOH溶液的浓度应该为1.20 
该NaOH溶液的浓度为_____。mol·L-1 ≤ c(NaOH) ≤2.40 
                      mol·L-1。
  例3     [海南化学2015·14,8分]
单质Z是一种常见的半导体材料,可由X通过如图所示的路线制
备。其中X为Z的氧化物,Y为氢化物,分子结构与甲烷相似。回
答下列问题:


(1)能与X发生化学反应的酸是_____;由X制备Mg2Z的化学方程
式为______。

(2)由Mg2Z生成Y的化学方程式为_____,Y分子的电子式为_____。
(3)Z、X中共价键的类型分别是_____ 、          _____ 。
例3
   【解析】
   (1)根据题中信息可确定单质Z为Si,其氧化物X的化学

   式为SiO2,能与SiO2反应的酸只有氢氟酸;由SiO2制备
   Mg2Si的化学方程式为
    (2)Y为SiH4,结合图示可写出Mg2Si与盐酸反应的化学
   方程式:Mg2Si+4HCl═2MgCl2+SiH4↑;C、Si为同主族元
   素,根据CH4的电子式可写出SiH4的电子式。
   (3)单质Si中只有Si—Si非极性共价键,SiO2中只有
   Si—O极性共价键。
   (1)氢氟酸
   (2) Mg2Si+4HCl═SiH4↑+ 2MgCl2

   (3)非极性(共价)键极性(共价)键
 考点20   无机非金属材料

考法4    无机非金属材料的性质与用途
    1.传统无机非金属材料

                      陶瓷                普通玻璃                    水泥

      主要成分           硅酸盐

        原料            黏土           石灰石、纯碱、石英                石灰石、黏土

                  复杂的物理化                                  复杂的物理化学变
      主要反应
                     学变化                                         化

      主要设备           陶瓷窑                 玻璃窑                 水泥回转窑

                  耐腐蚀、硬而                                    水硬性(石膏调
        特性                         透明、无固定的熔点
                       脆                                     节硬化速度)
  2.新型无机非金属材料
 (1)特性
 ①耐高温、强度大(弥补了传统材料质脆的缺点);
 ②有电学特性;
 ③有光学特性;
 ④有生物功能。
 (2)常见的无机非金属材料
 ①高温结构陶瓷

 氧化铝陶瓷(人造刚玉)、        氮化硅(Si3N4)陶瓷
 ②光导纤维(光纤)
 考法4     无机非金属材料的性质与用途
1.凡无固定熔点的物质,都是混合物。
2.硅酸盐产品具有硅及其化合物的性质,此类产品要合理使
用。使用时要注意以下几点:
 (1)玻璃仪器
 常温下,可用玻璃仪器盛装碱性物质,但瓶塞
要用橡胶塞。
 (2)石英坩埚、瓷坩埚(都属于陶瓷类产品)                     二氧化硅气凝胶
 加热碱性固体,通常不用瓷坩埚或石英坩埚,而是用Fe坩埚
或石墨坩埚。
  例4
[安徽合肥2016第一次质检]        硅及其化合物是带来人类文明的
重要物质。下列说法正确的是(               )
A.陶瓷、水晶、水泥、玻璃都属于硅酸盐产品
B.水玻璃是纯净物,可用于生产黏合剂和防火剂

C.某硅酸盐的化学式为KAlSi3O8,可用K2O·Al2O3·6SiO2表示
D.高纯硅可用于制造光导纤维,高纯二氧化硅可用于制造太阳
能电池
  例4

【解析】水晶的主要成分为SiO2,不属于硅酸盐产品,A错误;

水玻璃是Na2SiO3的水溶液,属于混合物,B错误;用于制造光
导纤维的是二氧化硅,用于制造太阳能电池的是高纯硅,D错误。
【点拨】硅酸盐改写成氧化物形式的方法:C               ①氧化物的书写顺
序:活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水;②
氧化物前计量数的配置原则:除氧元素外,其他元素按配置前
后原子个数守恒原则配置计量数,且不同氧化物间以“·”隔开;

③当计量数配置出现分数时应化为整数,如正长石KAlSi3O8不

能写成K2O·Al2O3·3SiO2,应写成K2O·Al2O3·6SiO2。
后续更加精彩…
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