1、无机非金属材料硅绚丽光纤地球与地图栏目索引请点击相关栏目213考点梯级落实真题重组集训名师增分策略结束放映返回导航页考点一 碳、硅单质2碳、硅单质的物理性质和用途(用短线连接)【知识梳理】1碳、硅元素在自然界中的存在形态(1)碳：既有游离态又有化合态。(2)硅：只有化合态。硅在地壳中的含量占第二位。结束放映返回导航页3化学性质硅结束放映返回导航页【思考与探究】(1)硅可用作半导体材料，是否可用于解释元素周期性变化的规律？(2)用化学方程式表示工业上获取纯硅的过程。可以，硅位于金属和非金属的分界线附近，性质上由金属性逐渐过渡到非金属性，即有金属的性质又有非金属的性质。结束放映返回导航页【题型建模
2、】题型一 碳、硅单质与材料1下列关于硅的说法中，不正确的是()A硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料B硅的导电性介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料C硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应D加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应2硅被誉为无机非金属材料的主角。有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”。下列有关说法正确的是()A硅的含量居第二位，在地球上有丰富的单质硅资源，如石英、水晶、玛瑙的主要成分都是单质硅B硅相对于氢气便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是有开发价值的燃料C存放NaOH溶液的试剂瓶应用细口玻璃瓶并配磨口玻璃塞D硅是一种良好的半导体材料，所以是制造光导
3、纤维的基本原料C解析：硅在自然界中全部以化合物的形式存在，石英、水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅，A不正确；C不正确，应该用橡皮塞；D不正确，制造光导纤维的是二氧化硅。B结束放映返回导航页3石墨烯的结构示意图如下图所示，下列关于石墨烯的叙述正确的是()A石墨烯可导电，说明它是电解质B石墨烯、金刚石、C60、“碳纳米泡沫”四种物质都是碳的单质C由于C(石墨，s)=C(金刚石，s)H1.9 kJ/mol知金刚石比石墨烯稳定D尽量使用含126C的产品，减少使用含136C的产品，此举符合“促进低碳经济”的宗旨解析：“石墨烯可由石墨剥离而成”故石墨烯是可以导电的非金属单质，它既不是电解质，也不是非电解质
4、，A项错；石墨烯、金刚石、C60、“碳纳米泡沫”都是由碳元素形成的不同的单质，它们互为同素异形体，B项正确；C项中由于石墨转化为金刚石的H0，是吸热过程，即石墨的能量较金刚石低，因而石墨烯稳定，C项错；126C和136C都是碳元素，故D项错。B结束放映返回导航页题型二 工业上高纯硅的制取精馏42013年6月，欧洲对我国光伏产品实行高额征税措施，严重影响世界清洁能源的发展。多晶硅、导电玻璃(玻璃上镀金属)是太阳能光伏产业的重要物质。制备多晶硅必须先得到高纯度硅。三氯甲硅烷(SiHCl3，可燃)还原法是当前制高纯硅的主要方法，其生产流程如图所示：(1)下列判断正确的是_(填序号)。A高纯度石英砂能
5、用作制造CPU的半导体材料B石英砂在高温下与焦炭反应生成粗硅和二氧化碳C利用石英砂可制备光伏产业所需的玻璃D硅性质稳定，不能溶解在任何酸或碱溶液中选项D，Si性质稳定，但它能溶解在氢氟酸和NaOH溶液中。选项B：由于SiO2与C在高温下反应时，C是过量的，所以其产物为CO。解析：(1)选项A，石英砂的主要成分是SiO2，SiO2能制造光导纤维等，但它不是半导体，不能用于制造CPU。选项C，SiO2在高温下与CaCO3、Na2CO3反应可制得玻璃。C(2)整个制备过程中必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇H2O剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出该反应的化学方程式：_。H2还原Si
6、HCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是_。(3)该工艺流程可循环利用的物质是_。SiHCl33H2O=H2SiO33HClH2O2与SiHCl3、H2混合可能引起爆炸H2和HCl【名师提醒】本题以光伏产业为背景，考查硅及其化合物相关知识，其难点就是分析生产工艺中可以循环使用的物质：通常是参与了某一反应，同时又在另一反应中生成的物质。结束放映返回导航页考点二 碳、硅的氧化物【知识梳理】1CO的性质(1)物理性质：无色无味的气体，难溶于水，能使人中毒的原因是：与人体中血红蛋白相结合，因缺氧而中毒。2CO2与SiO2的比较(1)物理性质熔沸点：CO2的熔沸点比SiO2的熔沸点低。溶解性：CO2可
7、溶于水；SiO2不溶于水。结束放映返回导航页(2)二氧化碳与二氧化硅化学性质比较物质二氧化碳二氧化硅与水反应CO2H2O H2CO3不反应与酸反应不反应SiO24HF=SiF42H2O与碱反应(如NaOH)CO22NaOH=Na2CO3H2O或CO2NaOH=NaHCO3SiO22NaOH=Na2SiO3H2O与盐反应(如Na2CO3)CO2Na2CO3H2O=2NaHCO3SiO2Na2CO3 Na2SiO3CO2与碱性氧化物反应CO2Na2O=Na2CO3SiO2CaO CaSiO3与碳反应CCO2 2CO2CSiO2 Si2CO结束放映返回导航页【思考与探究】(3)主要用途CO2：化工原
8、料、灭火剂。干冰用作制冷剂，人工降雨。SiO2：制光学仪器、石英玻璃。水晶可制作饰品，常用来制造通讯材料光导纤维(1)除去下列气体中混有的杂质(括号内为杂质)可采取的方法：CO(CO2)：_。CO2(CO)：_。CO2(O2)：_。CO2(SO2)：_。CO2(HCl)：_。(2)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？通过盛有浓NaOH溶液的洗气瓶通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管通过饱和NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液通过饱和NaHCO3溶液该看法是错误的。SiO2和碱溶液反应体现了SiO2为酸性氧化物的性质，但S
9、iO2与氢氟酸反应没有生成盐，另外其他酸难与SiO2反应，故SiO2不属于两性氧化物。结束放映返回导航页【题型建模】题型一 二氧化硅的结构、性质与用途1下列关于碳和硅的氧化物说法正确的是_。碳和硅的氧化物都是酸性氧化物二氧化硅分子由1个硅原子和2个氧原子构成二氧化硅不与水及任何酸反应CO2、CH4等气体都是温室气体CO常作还原剂，PbO2常作氧化剂碳在高温下与SiO2反应，作还原剂，但碳的非金属性比硅强AB C D2下列说法正确的是()二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应，但不能与任何酸反应 根据反应SiO2CaCO3 CaSiO3CO2可推知硅酸酸性比碳酸强 二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以制得
10、硅酸 二氧化硅常被用来制造光导纤维AB C DD C结束放映返回导航页3在下图所示的物质相互转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色不溶于水的物质，a溶液焰色为黄色。据此填空：(1)B的化学式是_，目前在现代通讯方面B已被用作_的主要原料。(2)B和a溶液反应的离子方程式是_。(3)A和a溶液反应的离子方程式是_。(4)C和过量盐酸反应的离子方程式是_。SiO2光导纤维(或光纤)结束放映返回导航页题型二二氧化碳与弱酸盐溶液的反应BC【名师归纳】(1)可用CO2制取的弱酸碳酸酸性比硅酸、次氯酸、苯酚、偏铝酸等强，将CO2气体通入Na2SiO3、NaClO、苯酚钠、NaAlO2盐溶液中，均能发生
11、反应而生成相应的弱酸和碳酸(氢)盐，这是“强酸制弱酸”原理的应用。(2)注意事项用CO2制取弱酸时，若通入过量CO2均生成HCO。CO2通入CaCl2或BaCl2溶液不会产生白色沉淀，因为碳酸的酸性弱于盐酸。结束放映返回导航页题型三数轴法突破二氧化碳与碱溶液反应的相关计算6标准状况下，将3.36 L CO2气体通入200 mL 1.00 mol/L NaOH溶液中，充分反应后溶液中c(CO32-)与c(HCO3-)的比值为(不考虑CO32-、HCO3-的水解)()A11 B12 C21 D13B结束放映返回导航页(2)反应后溶质成分的判断结束放映返回导航页考点三 硅酸和硅酸盐【知识梳理】1硅酸
12、(1)物理性质：不溶于水。(2)化学性质(3)用途：硅胶可用作干燥剂、催化剂的载体等。2硅酸盐(1)由硅、氧和金属元素组成化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。(2)硅酸钠Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3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。结束放映返回导航页(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Na2OSiO2，钾长石(KAlSi3O8)可表示为(或K2OAl2O36SiO2)。3无机非金属材料(1)传统无机非金属材料水泥玻璃陶瓷生产原料黏土、石灰石纯碱、石灰石
13、、石英黏土主要设备水泥回转窑玻璃熔炉陶瓷窑生产条件高温(2)新型无机非金属材料如高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷、光导纤维等。结束放映返回导航页【思考与探究】(1)探究由SiO2制取H2SiO3的最佳方案(用流程图表示)。(2)实验室里熔融NaOH固体时，能否选用瓷坩埚？为什么？(3)想一下为什么可将陶瓷、玻璃、水泥归纳在一起，然后从所给的4个词中选出1个与它们同类的物质_。(填代码)光导纤维 有机陶瓷 人造纤维 砖瓦结束放映返回导航页【题型建模】题型一 无机非金属材料1开发新材料是现代科技发展的方向之一。下列有关材料的说法正确的是()硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 水泥、玻璃、水晶饰物都是
14、硅酸盐制品 高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料 氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料 C60属于原子晶体，用于制造纳米材料 纤维素乙酸酯属于天然高分子材料AB C DC结束放映返回导航页解析：根据青石棉的组成可知，该物质属于硅酸盐，不是一种易燃品且难溶于水，A不正确。根据氧原子守恒可知应该是Na2O3FeOFe2O38SiO2H2O，B不正确。根据组成可知和硝酸作用生成2 mol硝酸钠、5 mol硝酸铁和1 mol NO，因此需要硝酸的物质的量是18 mol，选项C正确。和氢氟酸反应生成SiF4、NaF，物质的量分别是8 mol和2 mol，所以需要HF的物质的量是3
15、4 mol，D不正确。C结束放映返回导航页【名师归纳】(2)无机非金属材料分类无机非金属材料结束放映返回导航页题型二 硅及其化合物之间的转化3能实现下列物质间直接转化的元素是()A硅 B氮C钠D铁C4已知A是带有金属光泽的灰黑色固体单质。根据如图所示的物质之间的转化关系，回答下列有关问题。(3)写出BC的离子方程式：_。(1)写出下列两物质的名称：B_，C_。(2)写出DB的化学方程式：_。硅酸硅酸钠结束放映返回导航页【名师归纳】硅及其化合物间的转化关系图结束放映返回导航页题组一碳及其化合物甲丁B C 考点梯级落实真题重组集训名师增分策略课堂高效作业结束放映返回导航页题组二 硅及其化合物3判断
16、正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅(2013广东11C)()(2)SiO2有导电性，所以SiO2可用于制备光导纤维(2012广东理综，12B)()(3)单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料(2012新课标全国卷，8B)（）(4)合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料(2012新课标全国卷，8D)()(5)变色硅胶干燥剂含有CoCl2，干燥剂呈蓝色时，表示不具有吸水干燥功能(2011浙江理综，8A)()(6)硅酸钠溶液应保存在带玻璃塞的试剂瓶中(2012海南，4B)()(7)SiO2与酸、碱均不反应(2012天津理综，2B)()(8)向一定浓度的Na2Si
17、O3溶液中通入适量CO2气体，出现白色沉淀，则H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强(2012江苏13C)()结束放映返回导航页4(2013上海化学25)硅与铝同周期。SiO2是硅酸盐玻璃(Na2CaSi6O14)的主要成分，Na2CaSi6O14也可写成Na2OCaO6SiO2。盛放NaOH溶液的试剂瓶若用玻璃瓶塞容易形成粘性的硅酸盐而无法打开，发生反应的化学方程式为_。长石是铝硅酸盐，不同类长石其氧原子的物质的量分数相同。由钠长石化学式NaAlSi3O8可推知钙长石的化学式为_。结束放映返回导航页答题模板实验操作的原因、目的及作业的规范答题【典例】(福建高考)牙膏样品中碳酸钙的定量测定。利
18、用如图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验，充分反应后，测定C中生成的BaCO3沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。(1)实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有_。(2)在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2气体，理由是_。把生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ba(OH)2溶液吸收装置内空气中存在少量的CO2被Ba(OH)2溶液吸收，会使测量结果偏高(3)有人认为不必测定C中生成的BaCO3质量，只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差，一样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是_.B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中被Ba(OH)2
19、溶液吸收(或其他合理答案)考生甲考生乙考生丙样卷(1)减少实验误差(2)装置内空气中存在少量CO2(3)会使测定C装置吸收CO2前后的质量差偏大分析点评错误理解题目要求，用“结果”代替“作用”没有明确的结论。装置内空气中存在少量的CO2，会使测量结果偏高没有指明质量偏大的具体原因。Ba(OH)2溶液除吸收CO2外，还可以吸收HCl气体和水蒸气，会使溶液的质量增大，测量结果偏高结束放映返回导航页得分点及关键词：本类问题注意以下得分点：操作(目的)作用(1)操作：怎么“做”？为什么这样“做”。(2)作用：需有明确的结论、判断、理由答题模板答题要素：(1)明确实验目的：做什么？(2)明确操作目的：为什么这样做？(3)明确结论：这样做会有什么结果？理由是什么？