2019-2020年高三化學(xué) 無(wú)機(jī)非金屬材料的主角 硅復(fù)習(xí)學(xué)案.doc

2019-2020年高三化學(xué) 無(wú)機(jī)非金屬材料的主角 硅復(fù)習(xí)學(xué)案考綱要求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(duì)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。 基礎(chǔ)知識(shí)預(yù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)一碳、硅1C、Si單質(zhì)的存在形態(tài)、物理性質(zhì)及用途(1)碳在自然界既有_態(tài)又有_態(tài)。碳的同素異形體有_、_、無(wú)定形碳、_等。(2)硅在地殼中的含量占第_位，僅次于_，全部以_態(tài)存在，單質(zhì)硅有_和_形兩種。晶體硅是良好的_材料，在計(jì)算機(jī)等電子工業(yè)，可用作_、大規(guī)模_等。硅是人類將_能轉(zhuǎn)化為_能的常用材料，所以硅還用于制造_。2C、Si的化學(xué)性質(zhì)(1)碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)常溫下_(填“不”或“很”)活潑，在高溫條件下有強(qiáng)_性?？扇夹裕?CO22CO、CO2CO2。還原性a與CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式：CCO22CO；b與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式：_；c與濃H2SO4反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(2)硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑，但能與_、_、_反應(yīng)。與燒堿反應(yīng)的離子方程式：_。加熱時(shí)與O2 、Cl2等非金屬單質(zhì)反應(yīng)，其化學(xué)方程式為_、_。問(wèn)題思考1.哪些反應(yīng)體現(xiàn)了單質(zhì)硅具有一定的金屬性？知識(shí)點(diǎn)二碳、硅的氧化物二氧化硅與二氧化碳的性質(zhì)比較二氧化碳和二氧化硅都是酸性氧化物，其結(jié)構(gòu)和主要性質(zhì)可比較如下：?jiǎn)栴}思考2為什么不能用帶玻璃塞的試劑瓶盛放堿液？3SiO2既能和NaOH溶液反應(yīng)又能和HF溶液反應(yīng)，一定是兩性氧化物嗎？4.粗硅的制備及提純（用化學(xué)方程式表示） 知識(shí)點(diǎn)三硅酸、硅酸鹽1硅酸硅酸_溶于水，其酸性比碳酸_，硅酸_(填“能”或“不能”)使紫色石蕊試液變紅色。(1)硅酸不穩(wěn)定，受熱易分解：_。(2)硅酸能與堿溶液反應(yīng)，如與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_。(3)硅酸在水中易聚合形成膠體。硅膠吸附水份能力強(qiáng)，常用作_。2硅酸鈉(1)物理性質(zhì)白色、可溶于水的粉末狀固體，其水溶液俗稱_，有黏性。(2)化學(xué)性質(zhì)水解顯_性。與酸性較硅酸強(qiáng)的酸反應(yīng)，化學(xué)方程式分別為：與鹽酸反應(yīng)：_。與CO2水溶液反應(yīng)：_。(3)用途：黏合劑(礦物膠)，耐火阻燃材料。問(wèn)題思考5反應(yīng)Na2SiO3H2OCO2=Na2CO3H2SiO3，說(shuō)明H2CO3的酸性強(qiáng)于H2SiO3。反應(yīng)Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2，能否說(shuō)明H2SiO3的酸性強(qiáng)于H2CO3？ 3硅酸鹽(1)概念：_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_ _，鉀云母(KH2Al3Si3O12)寫成_。問(wèn)題思考6硅酸鹽是否以氧化物的形式存在？4傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料(1)普通玻璃主要原料：_。生產(chǎn)中主要化學(xué)方程式：_。主要成分：_、_、_。(2)普通硅酸鹽水泥主要原料：_、_。主要成分(寫出名稱和化學(xué)式)：_合作探究一、碳、硅及其化合物的特性物質(zhì)一般規(guī)律硅及其化合物特性Si硅還原性大于碳非金屬單質(zhì)與強(qiáng)堿溶液一般不產(chǎn)生H2非金屬一般不與非氧化性酸反應(yīng)一般非金屬單質(zhì)為絕緣體SiO2酸性氧化物一般與水反應(yīng)生成相應(yīng)酸酸性氧化物一般不與酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)“較強(qiáng)酸制較弱酸”是復(fù)分解反應(yīng)的一個(gè)規(guī)律，H2CO3酸性大于H2SiO3H2SiO3無(wú)機(jī)酸一般易溶于水硅酸鹽大多數(shù)硅酸鹽難溶于水典例導(dǎo)悟1下列敘述正確的是()A因?yàn)镹a2CO3SiO2Na2SiO3CO2，所以硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)B碳和硅都是A族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性質(zhì)相似C二氧化硅既溶于氫氧化鈉溶液又溶于氫氟酸，所以二氧化硅是兩性氧化物D二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反應(yīng)生成硅酸二、無(wú)機(jī)非金屬材料的使用無(wú)機(jī)非金屬材料在日常生活中有廣泛的用途，這些知識(shí)大多數(shù)屬于識(shí)記知識(shí)。除了解前面所講的傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料外，還應(yīng)了解新型無(wú)機(jī)非金屬材料的種類和用途。材料類別主要特性示例用途高溫結(jié)構(gòu)陶瓷能承受高溫，強(qiáng)度高半導(dǎo)體陶瓷具有電學(xué)特性光學(xué)材料具有光學(xué)特性生物陶瓷具有生物功能典例導(dǎo)悟2下列關(guān)于無(wú)機(jī)非金屬材料的說(shuō)法中不正確的是()A傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸鹽材料B新型無(wú)機(jī)非金屬材料雖然克服了傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料的缺點(diǎn)，但強(qiáng)度比較差C高溫結(jié)構(gòu)材料具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點(diǎn)D傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料和新型無(wú)機(jī)非金屬材料的主要成分不同高三一輪復(fù)習(xí)化學(xué)檢測(cè)學(xué)案無(wú)機(jī)非金屬材料的主角硅1判斷下列說(shuō)法是否正確：(1)SiO2是酸性氧化物，能與NaOH溶液反應(yīng)() (2) .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() (3)可以用Si3N4、Al2O3制作高溫結(jié)構(gòu)陶瓷制品() (4)二氧化硅的分子式是SiO2()3下列關(guān)于硅單質(zhì)及其化合物的說(shuō)法正確的是()硅是構(gòu)成一些巖石和礦物的基本元素水泥、玻璃、水晶飾物都是硅酸鹽制品高純度的硅單質(zhì)廣泛用于制作光導(dǎo)纖維陶瓷是人類應(yīng)用很早的硅酸鹽材料A B C D5下列關(guān)于硅的說(shuō)法中，不正確的是()A硅是非金屬元素，晶體硅是灰黑色有金屬光澤的固體B硅的導(dǎo)電性能介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料C硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)起反應(yīng)D加熱到一定溫度時(shí)，硅能與氯氣、氧氣等非金屬反應(yīng)4胃舒平主要成分是氫氧化鋁，同時(shí)含有三硅酸鎂(Mg2Si3O8nH2O)等化合物。(1)三硅酸鎂的氧化物形式為_。(2)某元素與鋁元素同周期且原子半徑比鎂原子半徑大，該元素離子半徑比鋁離子半徑_(填“大”或“小”)，該元素和鋁元素的最高價(jià)氧化物的水化物之間發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。(3)Al2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料，其原因是_ 。aAl2O3、MgO和SiO2都不溶于水bAl2O3、MgO和SiO2都是白色固體cAl2O3、MgO和SiO2都是氧化物dAl2O3、MgO和SiO2都有很高的熔點(diǎn)2根據(jù)錫、鉛的主要化合價(jià)及其穩(wěn)定性，完成下列填空：(1)錫的2價(jià)化合物應(yīng)具有較強(qiáng)的_性，鉛的4價(jià)化合物應(yīng)具有較強(qiáng)的_性。(2)已知Sn2的還原性比Fe2的還原性強(qiáng)，PbO2的氧化性比Cl2的氧化性強(qiáng)。試寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：氯氣與錫共熱：_；氯氣與鉛共熱：_；PbO2與濃鹽酸共熱：_。6.如圖所示物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系中，A是一種固體單質(zhì)，E是一種白色沉淀。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)B的化學(xué)式是_，目前B已被用作_的主要原料。(2)B和a溶液反應(yīng)的離子方程式是_。(3)A和a溶液反應(yīng)的離子方程式是_。(4)C和過(guò)量的鹽酸反應(yīng)的離子方程式是_。7單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。通常用碳在高溫下還原二氧化硅制得粗硅(含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì))，粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅(反應(yīng)溫度450500)，四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得高純硅。以下是實(shí)驗(yàn)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硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物；c有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見(jiàn)下表：物質(zhì)SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5沸點(diǎn)/57.712.8315熔點(diǎn)/70.0107.2升華溫度/180300162請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_。(2)裝置A中g(shù)管的作用是_；裝置C中的試劑是_；裝置E中的h瓶需要冷卻的理由是_ 。(3)裝置E中h瓶收集到的粗產(chǎn)物可通過(guò)精餾(類似多次蒸餾)得到高純度四氯化硅，精餾后的殘留物中，除鐵元素外可能還含有的雜質(zhì)元素是_(填寫元素符號(hào))。(4)為了分析殘留物中鐵元素的含量，先將殘留物預(yù)處理，使鐵元素還原成Fe2 ，再用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液在酸性條件下進(jìn)行氧化還原滴定，反應(yīng)的離子方程式為5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O。滴定前是否要滴加指示劑？_(填“是”或“否”)，請(qǐng)說(shuō)明理由： 。某同學(xué)稱取5.000 g殘留物，經(jīng)預(yù)處理后在容量瓶中配制成100 mL溶液，移取25.00 mL試樣溶液，用1.000102 mol L1 KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL，則殘留物中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_。學(xué)案18無(wú)機(jī)非金屬材料的主角硅知識(shí)點(diǎn)一1(1)游離化合金剛石石墨C60(2)二氧化合晶體無(wú)定半導(dǎo)體半導(dǎo)體芯片集成電路太陽(yáng)電光電池2(1)不還原 b.CH2O(g)COH2 cC2H2SO4(濃)CO22SO22H2O(2)F2HF強(qiáng)堿 Si2OHH2O=SiO2H2 SiO2SiO2；Si2Cl2SiCl4知識(shí)點(diǎn)二物質(zhì)二氧化硅二氧化碳化學(xué)式SiO2CO2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，微溶于水化學(xué)性質(zhì)與水反應(yīng)不反應(yīng)CO2H2OH2CO3與酸反應(yīng)SiO24HF=SiF42H2O不反應(yīng)與堿反應(yīng)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O；盛堿液的試劑瓶用橡膠塞CO22NaOH=Na2CO3H2O或CO2NaOH=NaHCO3與鹽反應(yīng)SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2；SiO2的難揮發(fā)性Ca(ClO)2CO2H2O=CaCO32HClO；CO2Na2CO3H2O=2NaHCO3與堿性氧化物反應(yīng)SiO2CaOCaSiO3CO2CaOCaCO3知識(shí)點(diǎn)三1不弱不能(1)H2SiO3SiO2H2O (2)H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O (3)干燥劑2(1)水玻璃 (2)堿Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO33(1)由硅、氧和金屬元素組成的化合物 (2)Na2OSiO2K2O3Al2O36SiO22H2O4(1)純堿、石灰石、石英Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2、CaCO3SiO2CaSiO3CO2Na2SiO3CaSiO3SiO2(2)石灰石黏土硅酸三鈣(3CaOSiO2)、硅酸二鈣(2CaOSiO2)、鋁酸三鈣(3CaOAl2O3)問(wèn)題思考1Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2 Si4HF=SiF42H22由于玻璃中含有SiO2，能與堿反應(yīng)生成具有粘性的物質(zhì)，將瓶塞和瓶子粘在一起打不開。3不是，因?yàn)镾iO2與HF反應(yīng)生成的不是鹽和水。4. 2CSiO2Si2CO Si+2Cl2 SiCl4 SiCl4+2H2Si+4HCl5反應(yīng)是離子反應(yīng)，實(shí)質(zhì)是H2CO3電離出的H被SiO23結(jié)合生成H2SiO3，說(shuō)明H2CO3的電離性強(qiáng)于H2SiO3，即酸性H2CO3>H2SiO3；而反應(yīng)是高溫下的非離子反應(yīng)，它之所以能發(fā)生是因?yàn)镃O2氣體離開了反應(yīng)體系，其中并無(wú)H2CO3和H2SiO3兩種物質(zhì)，更談不上二者酸性的比較。6由于硅酸鹽的組成與結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，為了簡(jiǎn)化對(duì)硅酸鹽組成的表示方法，采用了氧化物法。實(shí)際上硅酸鹽不是以簡(jiǎn)單氧化物形式存在的，而是以結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鹽的形式存在的。合作探究二、無(wú)機(jī)非金屬材料的使用材料類別主要特性示例用途高溫結(jié)構(gòu)陶瓷能承受高溫，強(qiáng)度高氮化硅陶瓷汽輪機(jī)葉片、軸承、永久性模具等半導(dǎo)體陶瓷具有電學(xué)特性氧化錫陶瓷集成電路中的半導(dǎo)體光學(xué)材料具有光學(xué)特性光導(dǎo)纖維光纜通訊、醫(yī)療、照明等生物陶瓷具有生物功能氧化鋁陶瓷人造骨骼、人造關(guān)節(jié)、接骨螺釘?shù)淅龑?dǎo)悟1D2B檢測(cè)題2(1)(2) (3)(4)3C5C4(1)2MgO3SiO2nH2O (2)大Al(OH)3OH=AlO2H2O (3)ad2(1)還原氧化 (2)Sn2Cl2SnCl4 PbCl2PbCl2PbO24HCl(濃)PbCl2Cl22H2O6. 7(1)MnO24H2ClMn2Cl22H2O (2)平衡氣壓濃H2SO4SiCl4沸點(diǎn)較低，用冷卻液可得到液態(tài)SiCl4(3)Al、B、P (4)否MnO有色，故不需其他指示劑4.48%