2019高考化学高分突破二轮复习专题十五无机非金属材料的主角——硅课件（20张PPT） 20页

专题十五　无机非金属材料的主角 —— 硅 [ 考试标准 ] 考点 知识条目 必考要求 加试要求 考情分析 硅及其 化合物 硅在自然界的存在形式 a a 2015.10T6 硅及其化合物 ( 以 SiO 2 和 Na 2 SiO 3 为例 ) 的重要性质 a b 2015.10T15 、 2016.4T14 、 2017.11T20 、 2018.6T8 、 10 工业制备高纯硅的方法 a b 2018.6T6 无机非 金属材料 三大硅酸盐产品：水泥、陶瓷、玻璃 a a 2016.10T10 硅、二氧化硅在信息技术、材料科学等领域中的应用 a a 2016.4T13 、 2016.10T6 、 20 光导纤维的组成和作用   a 2016.10T6 、 20 、 2018.6T21 考点一：碳族元素性质变化规律 1. (2017· 浙江省东阳中学期中 ) 下列事实与碳、硅的非金属性强弱无关的是 ( 　　 ) A.CH 4 的热稳定性强于 SiH 4 B.H 2 CO 3 的酸性强于 H 2 SiO 3 C.CO 2 能溶于水生成碳酸，而 SiO 2 却不溶于水 D. 碳、硅同主族，原子半径碳小于硅 解析　 本题考查元素周期律和 C 、 Si 的有关知识，考查考生应用知识分析问题的能力。同主族元素原子半径越小，非金属性越强；非金属元素气态氢化物的稳定性、最高价氧化物对应的水化物酸性的强弱都是由元素非金属性强弱决定的，而元素最高价氧化物的溶解性与元素非金属性的强弱无关。 答案　 C 考点二：硅的存在和用途 2. 下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是 ( 　　 ) ① 硅酸盐 Na 2 Fe 2 Si 3 O 10 用氧化物的形式表示为 Na 2 O·2FeO·3SiO 2 ② 水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品 ③ 高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 ④ 单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料 A. ②③ B. ①③ C. ①④ D. ④ 解析　 ① 硅酸盐 Na 2 Fe 2 Si 3 O 10 中 Fe 的化合价是＋ 3 价，所以用氧化物的形式表示为 Na 2 O·Fe 2 O 3 ·3SiO 2 ，错误； ② 水晶的主要成分是二氧化硅，不属于硅酸盐制品，错误； ③ 用于制作光导纤维的材料是二氧化硅，不是硅单质，错误； ④ 单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料，正确，所以答案为 D 。 答案　 D 考点三：硅及其化合物的性质 3. (2018· 浙江桐乡一中高一 ) 用湿法制磷酸的副产品氟硅酸 (H 2 SiF 6 ) 生成无水氟化氢的工艺如图所示： 已知氟硅酸钾 (K 2 SiF 6 ) 微酸性，有吸湿性，微溶于水，不溶于酒精。 (1) 写出反应器中的化学方程式： __________________________ 。 (2) 在实验室过滤操作中所用的玻璃仪器有 ________ ，在洗涤氟硅酸钾 (K 2 SiF 6 ) 时常用酒精洗涤，其目的是： ___________________________________ ___________________________________________________________ 。 (3) 该流程中哪些物质可以循环使用： _________________________ 。 ( 用化学式表达 ) (4) 氟化氢可以腐蚀刻画玻璃，在刻蚀玻璃过程中也会生成 H 2 SiF 6 ，试写出该反应的化学方程式： __________________________________________ 。 解析　 氟硅酸加入硫酸钾发生反应生成氟硅酸钾 (K 2 SiF 6 ) 微酸性，有吸湿性，微溶于水，过滤得到硫酸和氟硅酸钾，干燥后在热水中水解成氟化钾、氟化氢及硅酸，加入浓硫酸反应得到硫酸钾、氟化氢、和四氟化硅等，净化冷凝，通过精馏得到纯净的氟化氢； (1) 氟硅酸加入硫酸钾发生反应生成氟硅酸钾和硫酸，反应器中的化学方程式为： H 2 SiF 6 ＋ K 2 SO 4 ===H 2 SO 4 ＋ K 2 SiF 6 ↓ ； (2) 依据过滤装置和过程选择需要的玻璃仪器为漏斗、烧杯、玻璃棒，在洗涤氟硅酸钾 (K 2 SiF 6 ) 时常用酒精洗涤而不是用水，其目的是氟硅酸钾不溶于酒精，减少用水洗涤溶解氟硅酸钾损失； (3) 反应过程中参与反应，在反应过程中又重新生成的物质可以循环使用，分析流程判断流程中硫酸和硫酸钾在循环过程中先参加反应，随后又生成，可以循环使用，故答案为： H 2 SO 4 、 K 2 SO 4 ； (4) 氟化氢可以腐蚀刻画玻璃，在刻蚀玻璃过程中也会生成 H 2 SiF 6 和水，依据原子守恒配平书写化学方程式为： 6HF ＋ SiO 2 ===H 2 SiF 6 ＋ 2H 2 O 。 答案　 (1)H 2 SiF 6 ＋ K 2 SO 4 ===H 2 SO 4 ＋ K 2 SiF 6 ↓ (2) 烧杯、漏斗、玻璃棒　氟硅酸钾不溶于酒精，减少用水洗涤溶解氟硅酸钾损失 (3)H 2 SO 4 、 K 2 SO 4 (4)6HF ＋ SiO 2 ===H 2 SiF 6 ＋ 2H 2 O 考点四：无机非金属材料 4. (2018· 浙江宁波高三适应性测试 ) 为探究固体 X( 仅含两种常见短周期元素 ) 的组成和性质，设计并完成如下实验： 已知：气体 A 是一种纯净物，在标准状况下的密度为 1.429 g/L ；固体 B 是光导纤维的主要成分。请回答： (1) 气体 A 分子的电子式 ________ ，白色沉淀 D 的化学式 ________ 。 (2) 固体 X 与稀硫酸反应的离子方程式是 ____________________________ ___________________________________________________________ 。 (3) 已知 NH 3 与气体 A 在一定条件下反应后可得到一种耐高温陶瓷材料 ( 仅含两种元素，摩尔质量为 140 g/mol) 和 H 2 ，写出该反应的化学方程式 ___________________________________________________________ 。 [ 易错训练 1] 　二氧化硅 (SiO 2 ) 又称硅石，是制备硅及其化合物的重要原料 ( 如图所示 ) 。下列说法正确的是 ( 　　 ) A.SiO 2 既能与 HF 反应，又能与 NaOH 反应，属于两性氧化物 B. 盛放 Na 2 CO 3 溶液的试剂瓶不能用玻璃塞 C. 硅胶吸水后不能重复使用 D. 图中所示转化反应都是氧化还原反应 解析　 二氧化硅与 NaOH 反应： SiO 2 ＋ 2NaOH===Na 2 SiO 3 ＋ H 2 O ，生成了盐和水， SiO 2 只能与 HF 反应且产物不是盐，即只是能和特殊酸反应，和其他酸不反应，和酸的反应没有普遍性，所以二氧化硅不是两性氧化物，故 A 错误； Na 2 CO 3 溶液呈碱性，二氧化硅能与碱反应生成具有黏合性的硅酸钠，使玻璃塞无法打开，故 B 正确；硅胶吸附水分后，可通过热脱附方式将水分除去重复使用，故 C 错误；图中二氧化硅与氢氟酸、氢氧化钠、碳酸钠的反应，硅酸钠与盐酸的反应，硅酸的分解，硅酸的生成，元素的化合价都没有发生变化，是非氧化还原反应，故 D 错误。 答案　 B [ 易错训练 2] 　工业上利用无机矿物资源生产部分材料的流程示意图如下。下列说法不正确的是 ( 　　 ) A. 在铝土矿制备较高纯度 Al 的过程中常用到 NaOH 溶液、 CO 2 气体、冰晶石 B. 石灰石、纯碱、石英、玻璃都属于盐，都能与盐酸反应 C. 在制粗硅时，被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为 2 ∶ 1 D. 黄铜矿 (CuFeS 2 ) 与 O 2 反应产生的 Cu 2 S 、 FeO 均是还原产物 答案　 B