第九讲高三第一轮复习含硅矿物与信息材料ppt课件.ppt

高三化学第一轮复习,1.存在：,2.状态：两种同素异形体：晶体硅和无定形硅。,硅矿山,硅石,自然界没有游离态，只有化合态；主要以硅酸盐和二氧化硅的形式存在，在地壳中含量居第二位。,一、硅 Si,硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。硅的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度大。导电性介于导体和绝缘体之间，具有良好的半导性。(良好的半导体材料),4、硅的物理性质,3、晶体硅的结构,原子晶体，键长比金刚石大,4、硅的化学性质,常温下，化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，硅不跟其他物质（如氧气、氯气、硫酸、硝酸等）起反应。,Si2NaOH H2O Na2SiO3 2H2,在加热条件下，能跟一些非金属反应。,Si4HF SiF4 2H2,Si2F2 SiF4,5、硅的工业制法,工业制粗硅：,粗硅提纯：,6、硅的用途,合金：,变压器铁芯（含硅4%的钢有导磁性）,高纯硅：半导体材料。（集成电路、晶体管、硅整流器、太阳能电池等）,耐酸设备（含硅15%左右的钢有耐酸性）,硅的用途,半导体光电池（将光能转化为电能）硅芯片（用于计算机）,集成电路 晶体管,半导体晶体管及芯片的出现，促进了信息技术革命,二、二氧化硅 SiO2,2.物理性质,二氧化硅是一种熔沸点_、硬度_的氧化物。耐高温，耐腐蚀，不溶于水。,1.晶体结构,原子晶体：每个O原子与两个Si原子结合；每个Si原子与4个O原子结合,很大,很高,3.化学性质（很不活泼）,SiO2具有弱氧化性和酸性氧化物的通性，能与碱性氧化物及强碱反应，但不能与水、酸（氢氟酸除外）反应,（2）与HF的反应（SiO2的特性）,（1）与还原剂反应,SiO24HF=SiF42H2O*用途：雕刻玻璃,（2）与碱性氧化物反应生成盐,（3）与强碱反应生成盐和水,SiO2 2NaOH=Na2SiO3 H2O,硅酸钠,盛放NaOH 溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞,SiO2 不溶于水，但仍是H2SiO3 的酸酐,（4）与某些盐反应,SiO2 CaCO3=CaSiO3 CO2,SiO2 Na2CO3=Na2SiO3 CO2,高温,高温,SiO2是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应,SiO2+4HF=SiF4+2H2O,不反应,不反应,CO2+H2O=H2CO3,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,CO2+Na2O=Na2CO3,SiO2与CO2的比较,4.二氧化硅的用途,光学纤维胃镜,硅酸凝胶经干燥脱水就形成干胶，称为“硅胶”。,硅胶多孔，吸附水份能力强，常用作实验室和袋装食品，瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。,三、硅酸,1.制取,Na2SiO3H2O+2CO2=H2SiO3+2NaHCO3,2.性质 粘结作用,3.硅胶,四、硅酸盐,硅酸盐是一类结构复杂的化合物，一般都不溶于水，化学性质很稳定。,硅酸钠：Na2SiO3:（Na2OSiO2）高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4：(Al2O32SiO22H2O),2.用氧化物表示硅酸盐的组成,1.组成特点,最简单又常用的硅酸盐是硅酸钠（Na2SiO3），其水溶液称为水玻璃，可以作肥皂填料、木材防火剂及黏胶剂等。,3.硅酸钠及应用,硅酸盐材料是以含硅物质为原料经加热制成的，这一制造工业叫做硅酸盐工业，如制造水泥、玻璃、陶瓷、砖瓦等产品的工业,1、主要原料：,五、水泥,2、生产过程：,生料（原料磨细）,水泥回转窑，高温煅烧,熔化状态,熟料,磨成细粉,水泥,冷却,加适量石膏,粘土和石灰石,（磨、烧、磨）,3、主要设备：,4、普通水泥的主要成分：,5、主要性质：,水泥具有水硬性,水泥的硬化过程是一个复杂的物理、化学过程,6、水泥的主要用途,水泥回转窑,石膏的作用：调节水泥的硬化速度,硅酸三钙 3CaO.SiO2硅酸二钙 2CaO.SiO2铝酸三钙 3CaO.Al2O3,七玻璃,1、主要原料：,2、生产过程：,原料粉碎,玻璃窑（复杂的物理、化学变化）,玻璃,3、反应原理：,Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2,高温,高温,纯碱、石灰石、石英,5、普通玻璃的主要成分：,Na2SiO3，CaSiO3，SiO2,6、特性：不是晶体，称作玻璃态物质，无固定熔点，受热软化,4、主要设备：玻璃窑(玻璃熔炉）,光学玻璃型材,普通玻璃,钢化玻璃,成分相同,八陶瓷,1、主要原料：粘土,2、制造陶瓷器的一般过程：,混合 成型 干燥 烧结 冷却,3、陶瓷器的种类：土器、陶器、瓷器等,4、陶瓷的优缺点：,土器,瓷器,陶器,炻器,用含杂质的粘土在适当温度下烧制。如砖、瓦等,陶器一般是用陶土作胎。烧制陶器的温度大体在9001050之间。陶器的胎体质地比较疏松，有不少孔隙，因而有较强的吸水性。一般的陶器表面无釉，即使有釉也是低温釉。,炻器是介于陶器和瓷器之间的陶瓷制品，如水缸、砂锅等,瓷器只能用瓷土即高岭土作胎；胎的表面必须施用玻璃质釉；瓷器烧成温度至少要在左右。烧成的器皿质地坚硬，敲之能发出金石声，成品的吸水率很低。,分子筛是人造沸石或硅酸铝，即人工合成的硅酸盐晶体。具有严密而整齐的孔径网状晶体结构，它的网状多孔结构使得其具有较高的吸附吸量，而且具有分子选择吸附的性能。,使液体和气体保留在固体表面的过程叫吸附作用，其吸附固体物质叫吸附剂。,吸附原理：依据晶体内部孔穴的大小，而吸附或排斥不同物质的分子，分子直径小于分子筛晶体孔穴直径的物质分子进入分子筛晶体被吸附，否则被排斥。,九 分子筛,沸石分子筛结构,1.下列说法正确的是A、硅材料广泛用于光纤通讯B、工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品C、水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品D、粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应,A,2.能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是ACO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水BCO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀C高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2D氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀,B,试题精选,3.门捷列夫在19世纪中，曾根据他所发现的周期律，预言过第七周期IVA族元素X(当时他称为类硅)。下列有关类硅元素的性质叙述不正确的是：A、XH4不稳定B、可用焦碳在高温下从XO2中冶炼XC、X单质的熔点比硅高D、X最高价氧化物对应水化物化学式为X(OH)4，其酸性比H2SiO3强,CD,4.下列各物质中，不属于同素异形体的是A金刚石和石墨B晶体硅和水晶C氧气和臭氧 D正交硫和单斜硫,B,5.下列各组物质的溶液中分别通入CO2，看不到明显现象的是 A、Na2SiO3和饱和Na2CO3 B、CaCl2和NaOH C、Ba(NO3)2和CaCl2 D、NaAlO2和Ca(ClO)2,BC,6.下列说法正确的是 A、二氧化硅溶于水显酸性 B、1mol二氧化硅中含有阿伏加德罗常数个二氧化硅分子 C、H2SiO3和H4SiO4对应的酸酐都是SiO2 D、因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸强,C,10.氮化硅Si3N4是一种非氧化物高温陶瓷结构材料。粉末状的Si3N4可以由SiCl4的蒸气和NH3气的混合物反应制取。粉末状Si3N4对空气和水都不稳定。但是，将粉末状Si3N4和适量MgO在2301.01105Pa和185的密闭容器中热处理，可以得到结构十分紧密、对空气和水都相当稳定的固体材料。（1）写出由SiCl4和NH3制备Si3N4的反应方程式：。（2）分别写出粉末状Si3N4 和H2O及O2反应的方程式：。（3）为什么结构紧密的固体Si3N4不再受H2O和O2的侵蚀？,（1）3SiCl4+4NH3=Si3N4+12HCl（2）Si3N4+9H2O=3H2SiO3+4NH3;Si3N4+6O2=3SiO2+2N2（3）因为在加压和加热条件下Si3N4颗粒表面生成了SiO2,与MgO一起形成致密的氧化物保护膜,7.A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转换关系如下图所示。A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似。请填空：（1）形成单质A的原子的结构示意图为，它的最高化合价为。（2）B的化学式（分子式）为，B的晶体类型为。B和碳反应生成A和E的化学方程式是。（3）C的化学式（分子式）为，D的化学式（分子式）为。,+4（2）SiO2、原子晶体、SiO2+2C Si+2CO（3）CaSiO3、Na2SiO3,8.位于短周期的原子序数依次增大的D、A、B、C四种元素(其中一种是金属)，它们的单质在通常情况下，A、B是固体，C2、D2是常见的双原子气体单质，另有X溶液和Y溶液。这些物质相互转化的关系如下图所示，图中G、I均为白色胶状沉淀，F是含B元素的盐。电解H的水溶液生成C2、D2和X溶液，这是一种重要的化工生产原理。(1)X、Y的化学式分别为、。(2)I在固态时属 晶体。,NaOH；HCl(2)分子,(3)写出反应的化学方程式：。(4)写出反应、的离子方程式：反应：，反应：。,(3)2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl24)AlO2+H+H2O=Al(OH)3；SiO32+2H+=H2SiO3,9.氯碱工业中，通过电解饱和食盐水获得重要的化工原料。其中氯气途十分广泛，除用于净水、环境消毒外，还用于生产盐酸、聚氯乙烯、氯苯等。(1)该反应的化学方程_。氯气用于生产半导体材料硅的流程如下:石英砂的主要成分是_，在制备粗硅时，焦炭的作用是_。粗硅与氯气反应后得到的液态四氯化硅中常混有一些杂质，必做进行分离提纯。其提纯方法为_。由四氯化硅得到高纯硅的化学方程式_。,通电(1)2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2(2分)SiO2 还原剂 分馏 SiCl4+2H2=Si+4HCl,