18 第4章 第15讲 无机非金属材料（PPT课件）-【金版新学案】2024高考化学大一轮复习讲义·高三总复习（新教材，单选，人教版2019）

第1讲　物质的组成、性质和分类 第四章 第15讲　无机非金属材料 1 内容索引 考点一　硅和二氧化硅 考点二　无机非金属材料 真题演练　明确考向 课时精练 1.了解硅酸盐材料及新型无机非金属材料的性质和用途。 2.掌握硅和二氧化硅的性质及应用，了解高纯硅的制备。 课程标准 返回 3 硅和二氧化硅 返回 要点梳理 一、硅单质 1．存在：硅单质主要有____和_________两大类。 2．物理性质：带有金属光泽的灰黑色固体，熔点__，硬度__，有脆性。 3．化学性质 (1)常温下不活泼，一般不与其他物质反应，但可以与氟气、氢氟酸、碱反应，反应的化学方程式分别为： 与氟气：________________； 与氢氟酸：_______________________； 与碱：___________________________________。 (2)在加热或者点燃的条件下可以与氢气、氧气、氯气等反应，与氧气反应的化学方程式为________________。 晶体 无定形 高 大 Si＋2F2===SiF4 Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑ Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑ 返回 5 4．硅的工业制法及提纯 涉及的化学方程式： ①___________________________________； ②______________________________； ③____________________________。 5．用途 (1)良好的半导体材料； (2)太阳能电池； (3)计算机芯片。 返回 6 二、二氧化硅 1．存在 (1)自然界中，碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素仅有____态，主要以氧化物和______的形式存在。 (2)天然SiO2有____和______两种，统称硅石。 2．物理性质：熔点__，硬度__，难溶于水。 3．化学性质 (1)SiO2可以与碱反应，生成硅酸盐，如与氢氧化钠反应的化学方程式为_________________________________。 (2)在高温条件下可以与碳酸盐反应，如与碳酸钙反应的化学方程式为________________________________。 化合 硅酸盐 晶体 无定形 高 大 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O 返回 7 (3)在高温条件下，能够与碱性氧化物反应，如与氧化钙反应的化学方程式 为__________________________。 (4)常温下与氢氟酸反应的化学方程式为_______________________________。 4．用途：光导纤维、光学仪器等。 SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 返回 8 【正误辨析】　 (1)工业上用焦炭和二氧化硅制取粗硅时生成粗硅和CO2气体(　　) (2)Si是半导体材料，可用作太阳能电池(　　) (3)SiO2与NaOH溶液反应生成盐和水，也可以和氢氟酸反应，所以SiO2是两性氧化物 (　　) (4)因为热稳定性：CH4>SiH4，所以非金属性：C>Si(　　) (5)SiO2能与HF反应，因此可用HF刻蚀玻璃(　　) (6)NaOH溶液不能用玻璃瓶盛放(　　) (7)高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维，光导纤维遇强碱会“断路(　　) (8)SiO2是H2SiO3的酸酐，所以SiO2和水反应生成H2SiO3(　　) × √ × √ √ × √ × 返回 9 硅的制备与提纯 硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题： (1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下： 核心突破 ①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式： ____________________________。 返回 10 ②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出化学反应方程式： _________________________________； H2还原SiHCl3过程中若混有O2，可能引起的后果是______________________。 (2)化学研究性学习小组在探究硅的制取方法时，从资料查阅到下列信息： Ⅰ.Mg在高温条件下可与SiO2反应； Ⅱ.金属硅化物与稀H2SO4反应生成硫酸盐和SiH4； Ⅲ.SiH4在空气中自燃。 他们根据信息进行实验，当用足量稀H2SO4溶解第Ⅰ步实验获得的固体产物时，发现有爆鸣声和火花；然后过滤、洗涤、干燥；最后称量、计算，测得其产率只有预期值的63%左右。 SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋H2↑＋3HCl 高温下，H2遇O2发生爆炸 返回 11 ①第Ⅰ步