无机非金属材料的主角——硅(课件).ppt

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1、第1讲　无机非金属材料的主角——硅最新展示1.了解Si元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解Si元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。热点定位1.以新材料、新技术为背景考查C、Si及其重要化合物的性质及应用。2.关于Si单质及其化合物的实验探究。3利用Si单质及其化合物转化关系进行的物质推断。一、硅1．在自然界中的存在(1)存在形态：只有，在地壳中的含量居第位。(2)硅有两种同素异形体：。(3)硅的重要用途：是良好的材料。化合态二晶体硅和无定形硅半导体2．化学性质二、二氧化硅1．物理性质：溶于水的

2、固体，熔沸点，硬度。2．化学性质不高大3．用途制造、石英坩埚、饰物等。光导纤维1．有人认为SiO2既能与酸反应又能与碱反应，所以认为它是一种两性氧化物，你同意这种看法吗？【提示】该看法是错误的。SiO2和碱溶液反应体现了SiO2为酸性氧化物的性质，但SiO2与氢氟酸反应时并没有生成盐，另外其他酸难与SiO2反应，故SiO2不具备两性氧化物的性质，不属于两性氧化物。三、硅酸和硅酸盐1．硅酸(1)物理性质：溶于水。(2)化学性质①弱酸性——比碳酸弱与NaOH溶液反应的化学方程式为：。向Na2SiO3溶液中通入CO

3、2的反应方程式为：。不H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O②不稳定性受热分解，反应的化学方程式为：。③用途：硅胶可用作的载体等。H2SiO3SiO2＋H2O干燥剂、催化剂2．硅酸盐(1)由组成化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。(2)硅酸钠硅酸钠水溶液俗称，是无色黏稠液体，常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。(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，长石(KAlSi3O8)可表示为硅、氧和金属元素水玻璃Na2O·SiO

4、22．探究由SiO2制取H2SiO3的最佳方案(用流程图表示)。【提示】四、无机非金属材料1．硅酸盐材料2.特殊功能的含硅物质(1)具有金刚石结构，可用作磨料。(2)含硅元素4%的硅钢具有性。水泥玻璃陶瓷生产原料主要设备陶瓷窑黏土、石灰石纯碱、石灰石、石英黏土水泥回转窑玻璃窑碳化硅导磁1．(2009年重庆高考)材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是()材料主要化学成分A刚玉、金刚石三氧化二铝B大理石、石灰石碳酸钙C普通水泥、普通玻璃硅酸盐D沙子、石英二氧化硅【解析】A项，刚玉的主要化学成分为三氧化二铝，而金

5、刚石的主要化学成分为碳。【答案】A2．(2008年全国卷Ⅱ)对于ⅣA族元素，下列叙述中不正确的是()A．SiO2和CO2中，Si和O、C和O之间都是共价键B．C、Si和Ge的最外层电子数都是4，次外层电子数都是8C．CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应D．该族元素的主要化合价是＋4和＋2【解析】A项中SiO2、CO2均为共价化合物，原子间以共价键结合；B项中C、Ge的次外层电子数分别为2、18；C项CO2、SiO2均可与CaO反应生成对应的盐。【答案】B3．(2007年广东高考)下列说

6、法正确的是()A．硅材料广泛应用于光纤通讯B．工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品C．水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品D．粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应【解析】光纤的主要成分为SiO2；B项，工艺师利用HF刻蚀石英制作艺术品；C项，水晶项链的主要成分是SiO2，餐桌上的瓷盘是硅酸盐制品；D项，粗硅制备单晶硅先利用氧化反应即用Cl2氧化粗硅为SiCl4，再利用还原反应即用H2还原SiCl4。【答案】A4．(2009年安徽高考)石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(结构示意图如右图所示)，可由石墨剥离而成

7、，具有极好的应用前景。下列说法正确的是()A．石墨烯与石墨互为同位素B．0.12g石墨烯中含6.02×1022个碳原子C．石墨烯是一种有机物D．石墨烯中碳原子间以共价键结合【解析】A项，石墨烯和石墨是同素异形体；B项，0.12g石墨烯物质的量为0.01mol，含6.02×1021个原子，C项错。【答案】D一、硅及其化合物的特性1．非金属单质一般为非导体(石墨能导电)，硅的晶体是良好的半导体材料。2．Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO2＋2CSi＋2CO↑。3．非金属单质跟碱作用一般无H2放

8、出，但Si能跟强碱溶液作用：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。4．非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si能跟HF作用：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。5．酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能与HF作用：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。6．SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接与水作用制备H2SiO3。7．无机酸一般易溶于水，但H2SiO3难