高三化学 五年高考三年模拟 专题15 无机非金属材料的主角——碳和硅课件 新课标

碳 原子结构 既有 化合态 ,也 自然界 有 游离态 ,是组成有 存在形态 机物的基本元素 金刚石:熔点 高 、硬 度 大 、 不导 物理性质 电 石墨:硬度小、导电 只有 化合态 ,是构成矿 物和岩石的主要元素 灰黑色固体,有金属光泽,熔 点 高 、硬度 大 、 有脆性,导电性介于导体和 绝缘体之间 硅
物质
一般规律 酸性氧化物一般与水反应 生成相应的酸 酸性氧化物一般不与酸发 生反应 SiO2 “较强酸制较弱酸”,H2CO3 酸性强于 H2SiO3: Na2SiO3+CO2+H2O Na2CO3+H2SiO3↓ H2SiO3 无机酸一般易溶于水 硅酸盐 大多数硅酸盐难溶于水
硅及其化合物特性 SiO2 不溶于水,不与水反应 SiO2+4HF SiF4↑+2H2O
-16基础梳理 考点突破
跟踪训练 1.(2017湖北重点高中协作体模拟)近年来美国研究人员合成了光 伏电池新型硅材料——Si24。下列相关说法正确的是( ) A.Si24是一种新型化合物 关闭 B.Si24是硅的一种同素异形体 Si24是由一种元素组成的纯净物,属于单质而不是化合物,A项错误;同种元 C.Si24易与稀硫酸反应生成氢气 素形成的不同种单质互称为同素异形体 ,所以Si24是硅的一种同素异形 D.硅太阳能电池供电原理与2
Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑
-7基础梳理 考点突破
2.SiO2 和 CO2 的比较 CO2 物理 性质 水溶性 熔、沸点 氧化性 与 NaOH 反应 与 CaO 反 应 SiO2
可溶
低
C+CO2 2CO CO2+2NaOH== Na2CO3+H2O
不溶

[题组集训] 题组一 碳及氧化物的性质及应用 1．下列关于碳和碳的化合物的说法不正确的是( ) A．过多CO2排放会导致“温室效应”，应提倡“低碳生活” B．一氧化碳易与血液中的血红蛋白结合 C．金刚石和石墨都是碳单质，但原子排列方式不同，物理性质差别很大 D．石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应
(可用于金属的冶炼)；
与CO2反应：CO2＋C=高==温==2CO
；
与水蒸气反应：C＋H2O(g)=高==温==CO＋H2(制水煤气)
；
与浓硫酸反应： C＋2H2SO4(浓)==△===CO2↑＋2SO2↑＋2H2O 。
②硅的化学性质
a．与氢氟酸反应的化学方程式： Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑ ；
的是( )
选项
操作及现象
溶液
A 通入CO2，溶液变浑浊
B
通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过 量，浑浊消失
饱和Na2CO3溶液 Na2SiO3溶液
C
通入CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液， 红色褪去
Ca(ClO)2溶液
通入CO2，溶液变浑浊，继续通入CO2至过 D 量，浑浊消失，再加入足量NaOH溶液，又 澄清石灰水
。
③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。
3．无机非金属材料 (1)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。 ①常见硅酸盐材料比较
水泥
玻璃
陶瓷
纯碱、石
生产原料 石灰石、黏土
黏土
灰石、石英
主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑
②玻璃生产中的两个重要反应： Na2CO3＋SiO2=高==温==Na2SiO3＋CO2↑； CaCO3＋SiO2=高==温==CaSiO3＋CO2↑。 (2)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。

透辉石
高岭石
二氧化碳 CO2 二氧化硅 SiO2 都属于酸性氧化物
与碱性氧 化物反应 与碱反应
与水反应
CO2 ＋ CaO＝CaCO3
CO2 ＋2NaOH＝ Na2CO3+H2O
CO2 ＋ H2O＝H2CO3
CaO＋SiO2 高温 CaSiO3
SiO2 ＋2NaOH＝ Na2SiO3+H2O
不反应
特ห้องสมุดไป่ตู้：
①不能与水反应生成硅酸。 ②能与氢氟酸反应 SiO2 + 4HF = SiF4↑+ 2H2O
滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，溶液由
红色变浅至无色，同时有白色胶状物质产生。 a、Na2SiO3溶液呈碱性； b、可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的白色胶状沉淀
硅酸。
Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3↓
思考: 分析以上制取原理，若将CO2通入 Na2SiO3溶液中 有何现象?
（1） 硅和碳一样,其原子既不易失去电子，也不易得到电子， 所以硅和碳主要形成四价化合物。
（2）碳和硅都是亲氧元素，但是硅的亲氧能力更强。
碳的单质
石墨
金刚石
C60
硅的氧化物及硅酸盐
一、二氧化硅和硅酸
1、二氧化硅（ SiO2 ）
（1）存在
存在：石英、水晶、玛瑙、沙子等无定形二氧化硅
（2）二氧化硅的结构
两个推动人类文明的材料
＊最早使用的材料是陶
＊ 1958年集成电路诞
生
核心元
素 硅？
第一节 无机非金属材料的主角─ ─硅
从原子结构认识硅 教材P74
碳（C）
硅（Si）

的通式：RH4,
电 子
Sn
3、最高价氧化 物通式:RO2,对
层 增 多
应的水化物通式
最
非 金 属 性 减 弱 、 金 属 性
高价氧化物对应水化物 氢化物的稳定性减弱
增的
强酸
Pb 为H2RO3或
R轮(O复习H无)机4 非金属材料的主角碳硅
性 减 弱
课件
二.碳
金刚石
1.碳的单质 石墨
同素异 形体
C60
课件
石墨 120º 共价键 范德华力 石墨是层状结构，在每一层内，碳原子排成六边形，每个 碳原子与其它3个碳原子以共价键结合，形成平面的网状结构； 在层与层之间是以分子间作用力结合的。由于同一层的碳原子 以较强共价键结合，使石墨的熔点很高 (比金刚石的还要高） , 沸点与金刚石相同。但由于层与层之间的分子间作用力很弱， 容易滑动，使石墨的 轮硬复度习无很机非小金属。材料的主角碳硅
轮复习无机非金属材料的主角碳硅 课件
1、C＋O2＝点燃CO2
C＋CO2＝△ 2CO
C＋2CuO＝△ 2Cu＋CO2↑ C＋H2O(g)=△CO+H2 C+2H2SO4(浓)△=CO2 ↑ +2SO2 ↑ +2H2O
△
C+4HNO3(浓)=CO2 ↑ +4NO2 ↑ +2H2O
C+SiO2高=温Si+CO↑
硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体，
晶体硅的结构类似于金刚石。属于原子晶体。 3、硅的物理性质：
晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆、熔沸点高的固体。 单质硅是良好的半导体材料。
4、硅的化学性质
不活泼，除常温下与 F2、HF 、强碱 加热时也可与 O2、Cl2、 H2 反应。

无 机 非 金 属 材料的 主角— —硅课 件（最 新）高 中化学 必修一 PPT(46 页)
三、硅酸 1．性质： (1)弱酸性： 向Na2SiO3溶液中通入CO2，生成白色沉淀：Na2SiO3＋CO2＋H2O=== H2SiO3↓＋Na2CO3。结论：H2SiO3酸性比H2CO3酸性更__弱____。 (2)不稳定性。 H2SiO3不稳定，受热易分解：H2SiO3==△===SiO2＋H2O。 点拨：硅酸不能使紫色石蕊试液变色。
3．(2019·四川成都七中高一阶段性测试)下列叙述正确的是
(C )
A．SiO2既能和NaOH溶液反应，又能和氢氟酸反应，所以SiO2属于两性氧 化物
B．因为Na2CO3＋SiO2=高==温==Na2SiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强 C．CO2和SiO2都能与碳反应，且都作氧化剂 D．CO2和SiO2都是由分子构成的化合物，所以两者物理性质相似
是还原剂，CO2和SiO2都作氧化剂，C正确；CO2是由分子构成的化合物，SiO2
是由硅原子和氧原子构成的立体网状结构的化合物，不存在单个的分子，两者
结构不同，物理性质相差较大，D错误。
4 ． (2019· 黑 龙 江 哈 尔 滨 六 中 高 一 月 考 ) 诺 贝 尔 物 理 学 奖 曾 授 予 “ 光 纤 之 父”英国华裔科学家高锟以及两位美国科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯。 光导纤维的主要成分是二氧化硅，下列关于二氧化硅的说法正确的是 ( D )
黏土
主要设备 水泥回转窑
玻璃窑 /
4．特殊功能的含硅物质： (1)金刚砂(SiC)具有类似___金__刚__石___的结构，硬度很大，可用作砂纸、砂轮 磨料。 (2)硅钢(含Si 4%)具有很高的__导__磁__性____，主要用作变压器铁芯。 (3)硅橡胶，既耐高温又耐低温，用于制造火箭、导弹的零件。 (4)人工制造的分子筛(具有均匀微孔结构的铝硅酸盐)，主要用作吸附剂和 __催__化__剂____。

2．二氧化碳和二氧化硅的比较
空间网状立体
大 高
低 固
CO2＋H2O
H2CO3
SiO2＋4HF === SiF4↑＋2H2O
SiO2＋2NaOH === Na2SiO3＋H2O
橡胶
CO2＋2NaOH === Na2CO3＋H2O或CO2＋ NaOH === NaHCO3
SiO2＋Na2CO3=高= =温= = Na2SiO3＋CO2↑
1．硅酸
(1)物理性质 硅酸不 溶于水，其酸性比碳酸弱 ，硅酸不能 (填“能”
或“不能”)使紫色石蕊试液变红色．
(2)化学性质 ①硅酸不稳定，受热易分解：H2SiO3=
=△= =
=
SiO2＋H2O.
②硅酸能与碱溶液反应，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，
(1)将上述复杂硅酸盐改写成氧化物的形式： ①KAlSi3O8________________________________________. ②Al2Si2O5(OH)4____________________________________. (2)这个反应能够发生的原因是________________________
4．下列试剂的保存方法正确的是 A．氢氟酸存放在玻璃瓶中 B．烧碱溶液存放在带橡胶塞的玻璃瓶中 C．水玻璃存放在滴瓶中 D．液溴直接存放在棕色滴瓶中
()
解析：因为氢氟酸易与玻璃中的SiO2反应，故不能保存 在玻璃瓶中，A不正确．盛放烧碱溶液的试剂瓶若使用 玻璃塞封口，玻璃塞中的SiO2跟碱液反应生成Na2SiO3， 而使瓶口和瓶塞黏结在一起，B正确．滴瓶是瓶口带有 磨口胶头滴管的玻璃试剂瓶，而水玻璃是Na2SiO3的水 溶液，其本身就能把玻璃滴管与瓶口粘在一起，C不正 确．液溴很容易挥发，若把液溴存放在棕色滴瓶中，会 腐蚀胶头中的橡胶，D不正确．

高考化学总复习附录无机非金属材料 的主角 ——碳 、硅ppt
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自测4 (1)从在元素周期表中的位置看,碳和硅均为ⅣA族元素,自然界 中有碳的多种单质存在,自然界中有硅的单质吗?为什么? (2)从在元素周期表中的位置看,硅的还原性比碳强,但碳能与SiO2反应 制取Si,试从化学平衡的角度认识该反应发生的原因。
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一、碳及其化合物
1.碳的单质
碳
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2.碳的氧化物
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3.硅酸盐
(1)Na2SiO3 Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃。 a.贮存:盛Na2SiO3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞。
b.变质:Na2SiO3水溶液在空气中易变质,反应的离子方程式为⑦ Si O32+
CO2+H2O
H2SiO3↓+C O32 。
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三、无机非金属材料 1.材料的分类
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金属材料
纯金属 合金
材料
无机非金属材料
传统无机非金属材料 新型无机非金属材料
塑料
有机合成高分子材料
合成橡胶 合成纤维
复合材料
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(7)无机酸一般能溶于水，而 H2SiO3 及 H4SiO4 却难 溶于水。
(8)H2CO3的酸性大于 H2SiO3，所以有 Na2SiO3＋CO2 ＋ H2O===H2SiO3↓ ＋ Na2CO3 ， 但 高 温 下 ： Na2CO3 ＋ SiO2=高==温==Na2SiO3＋CO2↑也能发生(CO2 离开反应体 系)。
(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 。
2.硅酸盐 (1)硅酸盐 由 硅、氧和金属 元素组成的化合物的总称，是 构成地壳岩石的主要成分。 (2)硅酸钠 硅酸钠水溶液俗称 水玻璃 ，是无色黏稠液体， 常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。 (3)硅酸盐常用的表示法——氧化物法
SiO2
CFl22：：SSii＋＋22FC2=l2==△SiFS4 iCl4
与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑
二、硅酸、硅酸盐 1.硅酸 硅酸 不 溶于水，其酸性比碳酸 弱 ，硅酸 不能 (填 “能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红色。 (1)硅酸不稳∆定，受热易分解：
H2SiO3 === SiO2＋H2O (2)硅酸能与碱溶液反应，如与 NaOH 溶液反应的化 学方程式为： H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O 。
注意事项：①氧化物之间以“·”隔开；②计量数配 置出现分数应化为整数。
例如：长石 KAlSi3O8 不能写成12K2O·12Al2O3·3SiO2， 应写成 K2O·Al2O3·6SiO2。
三、无机非金属材料
1. 硅酸盐材料
水泥
玻璃
陶瓷
生产原 料
主要设 备
石灰石、 纯碱、石灰石、
黏土
黏土
石英
水泥回 转窑