高三化学一轮复习 4_1 无机非金属材料的主角-硅课件

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1、第四章非金属及其氧化物第一课时无机非金属材料的主角—硅高三化学第一轮复习【知识精讲】1、碳、硅元素及单质（1）存在形态自然界中碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素仅有化合态。碳单质主要有金刚石、石墨、C60等同素异形体，硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类。（2）单质的结构、物理性质与用途比较【知识精讲】（3）碳、硅单质的化学性质碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。【知识精讲】（4）硅的工业制法①制取粗硅工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含有少量杂质的粗硅。SiO2＋2CSi＋2CO↑【知识精讲】②粗硅提纯a、Si＋2Cl2SiCl

2、4SiCl4＋2H2Si＋4HClb、Si＋3HClSiHCl3＋H2SiHCl3＋H2Si＋3HCl③注意问题a、用焦炭还原SiO2，产物是CO而不是CO2。b、粗硅中含碳等杂质，与Cl2反应生成的SiCl4中也含CCl4等杂质，经过分馏提纯SiCl4后，再用H2还原，得到高纯度硅。【知识精讲】2、CO2和SiO2的比较【知识精讲】3、硅酸（1）溶解性：溶解度很小。（2）化学性质——弱酸性：酸性比碳酸还弱。Na2SiO3＋CO2+H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓。①硅酸不稳定，受热易分解：H2SiO3SiO2＋H2O。②硅酸能与碱溶液

3、反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为H2SiO3＋2NaOH=Na2SiO3＋2H2O。③硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能力强，常用作干燥剂。（3）制备：可用硅酸钠与盐酸反应制得：Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓【知识精讲】4、硅酸盐（1）硅酸盐：是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。（2）硅酸钠：硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。②它能与酸性比硅酸强的酸反应，分别写出以下化学方程式：与盐酸

4、反应：Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓。与CO2水溶液反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3。③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。【知识精讲】（3）硅酸盐组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成：如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为：K2O·Al2O3·6SiO2。用氧化物形式表示硅酸盐的注意事项①氧化物的顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。②氧化物前系数配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个

5、数守恒原则配置系数。③氧化物之间以“·”隔开；系数配置出现分数应化为整数。例如：长石：KAlSi3O8不能写成K2O·Al2O3·3SiO2，应写成K2O·Al2O3·6SiO2。【知识精讲】5、无机非金属材料传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。（1）普通玻璃①主要原料：纯碱、石灰石、石英。②主要设备：玻璃熔炉③主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2。④玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。（2）普通硅酸盐水泥①主要原料：石灰石、黏土。

6、②主要设备：水泥回转窑③主要成分（写出名称和化学式）：硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)、铝酸三钙(3CaO·Al2O3)【知识精讲】（3）陶瓷①主要原料：黏土②主要设备：陶瓷窑（4）新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。【方法精讲】1、碳、硅及其化合物的特性及应用（1）熔沸点一般情况下，非金属单质熔沸点低，硬度小，但硅、金刚石熔沸点高，硬度大，其中金刚石为自然界中硬度最大的物质，所以可用金刚石制作钻头和切割工具。（2）导电性一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良

7、导体，所以晶体硅可作半导体材料，石墨可作电极。（3）SiO2作为酸性氧化物的特性一般情况下，只有碱性氧化物与酸反应，酸性氧化物只与碱反应，不与酸反应，但SiO2是酸性氧化物，却能与氢氟酸反应：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O，所以不能用玻璃容器盛放氢氟酸，可以用氢氟酸刻蚀玻璃。一般情况下，酸性氧化物与水反应均能生成相应的酸，如SO2＋H2OH2SO3，但SiO2不溶于水，不与水反应。【方法精讲】（4）碳与水的反应一般情况下，只有活泼金属（K、Na、Fe等）才能够置换出水中的氢，但碳单质却能与水蒸气反应：C＋H2O（g）CO＋H2，

8、所以工业上用焦炭制取水煤气或氢气。（5）硅酸和硅酸盐的溶解性一般情况下，大多数酸均可溶于水，如盐酸、醋酸、碳酸，但硅酸不溶于水。硅酸盐大多难溶于水，常见可溶性硅酸盐是Na2SiO