2023版高考化学一轮总复习第五章第三节无机非金属材料课件

这是一份2023版高考化学一轮总复习第五章第三节无机非金属材料课件，共43页。PPT课件主要包含了目标导航，答案1×，考点一，硅酸盐材料，硬度高，耐高温，耐腐蚀，四面体，1陶瓷，玻璃窑等内容，欢迎下载使用。
[自主测评]1.易错易混辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)唐三彩、秦兵马俑制品的主要材料在成分上属于二氧化
(2)水泥具有水硬性。(
(3)玻璃的原料是纯碱、石灰石、石英。((4)Si 和 SiO2 都可用于制造光导纤维。(
(5)非金属性：C＞Si，则热稳定性：CH4＞SiH4。((6)硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应。((7)SiO2 是酸性氧化物，可溶于强碱，不溶于任何酸。(
错因：唐三彩、秦兵马俑制品属于硅酸盐产
(2)√(4)×(5)√(6)×H2。(7)×
(3)√错因：光导纤维的主要成分是SiO2。错因：常温下，硅可以与氢氟酸反应生成SiF4 和错因：SiO2 可溶于氢氟酸。
2.(教材必修第二册 P25 第2 题改编题)下列叙述正确的是
)A.硅酸钠是硅酸盐，但不能溶于水B.电影银幕用水玻璃浸泡，主要是为了防腐C.建筑工业常用水玻璃作黏合剂D.用水玻璃浸泡铁道的木制枕木，主要是为了防火答案：C
3.(教材必修第二册 P24 组编题)碳纳米管是继足球烯(C60)以后发现的又一种碳单质，以下有关碳纳米管与足球烯(C60)的
A.它们的物理性质有较大差异B.在常温下它们的化学性质都稳定C.它们是不同的碳单质D.它们分别完全燃烧后生成物不同答案：D
1.硅酸盐的主要性质：________、难溶于水、________、________等特点，以及特殊的光学、电学等性能。2.硅酸盐的结构：在硅酸盐中，Si 和 O 构成了硅氧______，其结构如图。每个 Si 结合______个 O，Si 在中心，O 在四面体的 4 个顶角；许多这样的四面体还可以通过顶角的 O 相互连接，每个 O 为两个四面体所共有，与______个 Si 相结合。
Na2SiO3、CaSiO3、SiO2
①原料：陶瓷是以________(主要成分为含水的铝硅酸盐)为主要原料，经高温烧结而成。②应用：生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿、卫生洁具
(2)玻璃①普通玻璃的主要成分：________________________。
②原料：__________________、___________________、
_________________________。
石英砂(主要成分是 SiO2)
③制作过程：将原料经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理和化学变化而制得。
④生产设备：________。
⑤发生的化学反应：SiO2＋Na2CO3
Na2SiO3＋CO2↑、
CaSiO3＋CO2↑。
⑥用途：生产建筑材料、光学仪器、各种器皿，还可制造玻璃纤维用于高强度复合材料等。
⑦特点：玻璃属于________，无固定的熔点，在某一温度
范围内逐渐软化(玻璃态物质)。
①主要原料：________、________；辅助原料：适量的石膏。②制作过程：黏土和石灰石与其他辅料经混合、研磨后在水泥回转窑中煅烧，发生复杂的物理和化学变化，加入适量石膏调节水泥硬化速率，再磨成细粉就能得到普通水泥。
③生产设备：水泥回转窑。
④用途：水泥、沙子和碎石等与水混合可以得到混凝土，
大量用于建筑和水利工程。
⑤特点：水泥具有水硬性，与水掺和搅拌并静置后，很容
(1)硅酸盐氧化物形式的改写
氧化物的排列顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属
形式 氧化物→二氧化硅→水，氧化物之间以“·”隔开
配置原则：各元素原子总个数比值符合原
来的组成，若出现分数时应化为整数
(2)硅酸钠易溶于水，其水溶液俗称水玻璃，具有黏结力强、
耐高温等特性，常用作黏合剂和防火剂。
【练1】(2021年怀化期末)青石棉是一种致癌物质，是《鹿特丹公约 》中受限制的 46 种化学品之一 ， 其化学式为Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸处理时，还原产物只有 NO，
A.青石棉是一种硅酸盐产品B.青石棉中含有一定量的石英晶体C.青石棉的化学组成可表示为 Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2OD.1 ml 青石棉能还原 1 ml HNO3
解析：硅酸盐指的是 Si、O 与其他化学元素结合而成的化合物的总称，根据青石棉的化学式可知，青石棉是一种硅酸盐产品，A 正确；硅酸盐中不含有 SiO2，因此青石棉中不含石英晶体，B 错误；按照硅酸盐写成氧化物形式，青石棉的化学式组成用氧化物的形式可表示为 Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O，C正确；根据 C 选项分析，青石棉中含有＋2 价的铁，与硝酸发生氧化还原反应，根据得失电子数目守恒可知，1 ml 青石棉能还原 1 ml HNO3，D 正确。
【练2】(2021年年长沙雅礼中学月考)化学与生活等密切
相关，下列有关说法中正确的是(
A.单质硅的导电性介于导体与绝缘体之间，是良好的半导体材料B.普通玻璃的主要成分可表示为 Na2O·CaO·6SiO2，说明玻璃为纯净物C.水泥是建筑工业的基础材料，通常可用纯碱、石灰石和石英等原料来制得D.硅酸钠溶液中通入足量的 CO2 气体充分反应后，溶液中不会出现沉淀
解析：硅的导电性介于导体和绝缘体之间，导电性能优良，是一种良好的半导体材料，A 正确；普通玻璃的主要成分为硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅，虽然可写成氧化物形式，但是它是混合物，B 错误；水泥是建筑工业的基础材料，但是水泥是由黏土、石灰石、石膏为原料制得的，C 错误；硅酸钠溶液中通入足量的 CO2 气体充分反应后，会生成不溶于水的硅酸沉淀，D 错误。答案：A
(1)硅①位置：位于第________周期、第________族，正好处于金属与非金属的过渡位置。②特点：硅单质的导电性介于________与________之间，
是应用最为广泛的半导体材料。
③存在形式：硅在自然界主要以________(如地壳中的大多数矿物)和________(如水晶、玛瑙)的形式存在。
其中涉及的主要化学反应为
Ⅰ._____________________________________；Ⅱ.________________________________________；Ⅲ.________________________________________。
⑤应用：高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术，用作
(2)二氧化硅①用途：用来生产光导纤维。②化学性质a. 与强碱反应 ： SiO2＋2NaOH===Na2SiO3 ＋ H2O ( 盛 装
NaOH 的试剂瓶用________塞)。
b.与氢氟酸(HF)反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(可以用HF 来刻蚀玻璃；用________瓶盛装 HF)。
c.与盐反应：SiO2＋Na2CO3
Na2SiO3＋CO2↑，SiO2＋
(1)硅的主要化学性质：
a.与非金属反应：Si＋2Cl2
SiCl4 Si＋2F2===SiF4。
b.与氢氟酸的反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。c. 与NaOH 反应：Si ＋2NaOH ＋H2O===Na2SiO3 ＋ 2H2↑(H2O 是氧化剂)。(2)SiO2 是酸性氧化物，但不与水反应，不能用SiO2 与水反应制备H2SiO3。
【练1】由下列实验事实得出的结论正确的是(
A.由SiO2不能与水反应生成 H2SiO3，可知 SiO2 不是H2SiO3的酸酐
B.由 SiO2＋2C
Si＋2CO↑，可知碳的非金属性强于硅
C.CO2 通入 Na2SiO3 溶液产生白色沉淀，可知酸性 H2CO3＞H2SiO3D.SiO2可与NaOH溶液反应，也可与氢氟酸反应，可知SiO2为两性氧化物答案：C
【练2】(2021年中山期末)在无机非金属材料中，硅一直扮演着主要的角色。请你利用元素周期律的相关知识，预测硅
A.晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料B.SiO2 是酸性氧化物，可以与 NaOH 反应：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2OC.Na2SiO3 可溶于水，在水溶液中电离方程式为 Na2SiO3 ===
D.由反应 Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓，可以证明H2SiO3 是一种弱酸
在水溶液中完全电离，电离方程式：Na2SiO3===2Na＋SiO3 ，
解析：晶体硅是灰黑色有金属光泽、硬而脆的固体，导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，A正确；SiO2是酸性氧化物，可以与 NaOH 反应生成盐和水：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，B 正确；Na2SiO3 为强电解质，可溶于水，
C 正确；由反应 Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓，H2SiO3为沉淀，生成的沉淀不一定为弱电解质，则不能证明 H2SiO3 是一种弱酸，D 错误。
【练3】(2021 年南昌二中月考)工业上制备高纯硅有多种方法，其中的一种工艺流程如图：已知：流化床反应器中的产物，除 SiCl4 外，还有 SiHCl3、
SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3 等。下列说法正确的是(
A.电弧炉中发生的反应为 C＋SiO2
B.SiCl4 进入还原炉之前需要经过蒸馏提纯
C.每生成 1 ml 高纯硅，需要 44.8 L 标准状况下的 Cl2D.该工艺 Si 的产率高且无副产物，符合绿色化学要求
解析：电弧炉中发生的反应为 2C＋SiO2
A 错误；通入氯气反应生成物除 SiCl4 外，还有 SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3 等，通过蒸馏得到 SiCl4，B 正确；根据转化关系Si→SiCl4，每生产 1 ml 高纯硅，需要 1 ml SiCl4，而粗硅与氯气反应时产物还有 SiHCl3、SiH2Cl2 等，故生成 1 ml SiCl4 消耗的氯气大于 44.8 L(标准状况)，C 错误；该工艺生成 HCl 等副产品，不符合绿色化学的要求，D 错误。答案：B
【练4】(2021 年南宁第二十六中学月考)下列说法中正确
A.制粗硅的原理：C＋SiO2
B.H2SiO3 既可由 SiO2 溶于水制得，也可由 Na2SiO3 和盐酸反应制得C.二氧化硅既能与 HF 反应，又能与 NaOH 反应，是两性氧化物D.SiO2 可用于制造光导纤维，Si 可用于制半导体材料和太阳能电池的材料
解析：C与SiO2 在高温下反应产生Si和 CO，A 错误；SiO2不溶于水，不能与水反应产生 H2SiO3，B 错误；二氧化硅能与HF 反应产生 SiF4 不是盐，与碱反应产生盐和水，因此二氧化硅是酸性氧化物，而不是两性氧化物，C 错误；SiO2 能够使光线全反射，因此可用于制造光导纤维；晶体 Si 导电性介于导体和绝缘体之间，因此可用于制半导体材料和太阳能电池的材料，D 正确。答案：D
A.硅酸钠是一种难溶于水的硅酸盐B.镁在空气中燃烧可生成氧化镁和氮化镁C.钠与水反应生成氢氧化钠和氢气D.常温下，铝遇浓硝酸或浓硫酸时会发生钝化
解析：硅酸钠是溶于水的硅酸盐，A 错误；镁在空气中燃烧时，与氧气和二氧化碳反应生成氧化镁，与氮气反应生成氮化镁，B 正确；钠具有强还原性，能与冷水反应生成氢氧化钠和氢气，C 正确；浓硫酸和浓硝酸具有强氧化性，铝在浓硫酸和浓硫酸中会发生钝化，阻碍反应的继续进行，D 正确。
2.(2021 年全国乙卷)氧化石墨烯具有稳定的网状结构，在能源、材料等领域有着重要的应用前景，通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下(装置如图所示)：
Ⅰ.将浓 H2SO4、NaNO3、石墨粉末在 c 中混合，置于冰水浴中，剧烈搅拌下，分批缓慢加入 KMnO4 粉末，塞好瓶口。Ⅱ.转至油浴中，35 ℃搅拌 1 小时，缓慢滴加一定量的蒸馏
水。升温至 98 ℃并保持 1 小时。
Ⅲ.转移至大烧杯中，静置冷却至室温。加入大量蒸馏水，
而后滴加 H2O2 至悬浊液由紫色变为土黄色。
Ⅳ.离心分离，稀盐酸洗涤沉淀。Ⅴ.蒸馏水洗涤沉淀。
Ⅵ.冷冻干燥，得到土黄色的氧化石墨烯。
(1)装置图中，仪器 a、c 的名称分别是_______、_______，
仪器 b 的进水口是________(填字母)。
(2)步骤Ⅰ中，需分批缓慢加入 KMnO4 粉末并使用冰水浴，原因是_____________________________________________________________________________________________________。(3)步骤Ⅱ中的加热方式采用油浴，不使用热水浴，原因是
______________________________________________________
___________________________________________________。
(4)步骤Ⅲ中，H2O2 的作用是_____________________________________________________________(以离子方程式表示)。(5)步骤Ⅳ中，洗涤是否完成，可通过检测洗出液中是否存
2－ 来 判 断 。 检测的方法是 _______________________
_____________________________________________________________________________________________________。(6)步骤Ⅴ可用 pH 试纸检测来判断 Cl－是否洗净，其理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析：(1)由图中仪器构造可知，a 的仪器名称为滴液漏斗，c 的仪器名称为三颈烧瓶；仪器 b 为球形冷凝管，起冷凝回流作用，为了使冷凝效果更好，冷却水要从 d 口进，e 口出。(2)反应为放热反应，为控制反应速率，避免反应过于剧烈，需分批缓慢加入 KMnO4 粉末并使用冰水浴。(3)该装置需控制反应体系温度为 98 ℃，该温度接近水的沸点，为了使反应物受热均匀，且便于控制反应温度，故不采用热水浴，而采用油浴。(4)由滴加 H2O2 后发生的现象可知，加入 H2O2 的目的是除去过
===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O。(5)该实验中为判断洗涤是否完成，
可通过检测洗出液中是否存在SO4　来判断，检测方法是取最后
一次洗涤液，滴加 BaCl2 溶液，若没有沉淀说明洗涤完成。(6)步骤Ⅳ用稀盐酸洗涤沉淀，步骤Ⅴ用蒸馏水洗涤沉淀，洗出液中存在 c(H＋)＝c(OH－)＋c(CI－)，洗出液呈中性时，c(CI－)接近于 0，可认为 CI－已经洗净。
(2)反应放热，防止反应过快(3)反应温度接近水的沸点，油浴更易控温(5)取少量洗出液，滴加 BaCl2，没有白色沉淀生成(6)步骤Ⅳ用稀盐酸洗涤沉淀，步骤Ⅴ用蒸馏水洗涤沉淀，洗出液中存在 c(H＋)＝c(OH－)＋c(CI－)，洗出液呈中性时，c(CI－)接近于 0，可认为 CI－已经洗净
3.(2021年浙江选考节选)已知3种共价晶体的熔点数据如
金刚石熔点比晶体硅熔点高的原因是__________________
__________________________________________________。
解析：原子半径的大小决定键长大小，键长越短键能越大，此时物质的熔、沸点越高，在 C 和 Si 组成的物质中原子半径 C＜Si(或键长 C—C＜Si—Si)，则键能 C—C＞Si—Si，故金刚石的熔点高于晶体硅的熔点。
答案：原子半径 C＜Si(或键长 C—C＜Si—Si)，则键能 C—
4.(2021年浙江选考)铝硅酸盐型分子筛中有许多笼状空穴和通道(如图)，其骨架的基本结构单元是硅氧四面体和铝氧四面体，化学组成可表示为 Ma[(AlO2)x·(SiO2)y]·zH2O(M 代表金属离子)。
A.常采用水玻璃、偏铝酸钠在强酸溶液中反应后结晶制得分子筛D.分子筛中的笼状空穴和通道，可用于筛分分子