《四川省宜宾市一中2017-2018学年高中化学下学期第14周《碳、硅单质及无机金属材料》教学设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《四川省宜宾市一中2017-2018学年高中化学下学期第14周《碳、硅单质及无机金属材料》教学设计（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、碳、硅单质及无机金属材料课题元碳、硅单质及无机金属材料总课时班级（类型）学习目标 1.了解C、Si元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及应用。2.了解C、Si元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。重、难点学习环节和内容学生活动教师反思考点一碳、硅单质及氧化物1.C、Si单质的存在形态、物理性质及用途(1)自然界中的碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素因有亲氧性，所以仅有化合态。碳单质主要有金刚石、石墨、C60等同素异形体，硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类。(2)单质的结构、物理性质与用途比较碳硅结构金刚石：空间网状结构，石墨：层状结构晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构物理性质
2、金刚石熔点高、硬度大石墨熔点高、质软，有滑腻感晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、硬度大、熔点高用途金刚石用作切割刀具，石墨用作电极、铅笔芯晶体硅用作半导体材料、硅芯片和硅太阳能电池2.碳、硅单质的化学性质还原性碳、硅的最外层都是4个电子，位于元素周期表的第A族，不容易失也不容易得电子，通常化学性质稳定，但在一定条件下也能与许多物质发生化学反应，一般表现为还原性(如图)。(1)碳的还原性碳有重要的用途，除了在氧气中燃烧利用其热能外，还能用于金属冶炼(如铜)、制取粗硅、生产水煤气等，完成上图转化关系中的化学方程式。CO2C2CO；SiO22CSi2CO；CH2O(g)COH2；2CuOC2CuCO2
3、。碳的还原性还表现为可将强氧化性的浓硫酸、浓硝酸分别还原为SO2和NO2，本身被氧化为CO2。(2)硅的化学性质不活泼，在常温下只能与氟气(F2)、氢氟酸(HF)、强碱反应，不能与氢气、氧气、氯气、硫酸、硝酸反应，加热时能与氧气、氯气反应。完成上图转化关系中的化学方程式。Si2Cl2SiCl4；Si2F2=SiF4；Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。3.二氧化硅和二氧化碳的比较物质二氧化硅二氧化碳结构立体网状结构，不存在单个分子存在单个CO2分子主要物理性质硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水化 学 性 质与水反应不反应CO2H2OH2CO3与
4、酸反应只与氢氟酸反应：SiO24HF=SiF42H2O不反应与碱(NaOH)反应SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)CO2少量：CO22NaOH=Na2CO3H2O；CO2过量：CO2NaOH=NaHCO3与盐反应如与Na2CO3反应：SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2如与Na2SiO3反应：Na2SiO3H2OCO2(不足)=H2SiO3Na2CO3或Na2SiO32H2O2CO2(足量)=H2SiO32NaHCO3与碱性氧化物反应如与CaO反应：SiO2CaOCaSiO3如与Na2O反应：Na2OCO2=Na2CO3用途光导纤维、光学仪器、电子部件制饮料
5、、制碳酸盐深度思考1.正误判断，正确的打“”，错误的打“”(1)12C、13C、14C是碳的三种同素异形体()解析12C、13C、14C互称同位素，碳元素的三种常见的同素异形体为金刚石、石墨和C60。(2)硅在自然界中只以化合态的形式存在()(3)晶体硅熔点高硬度大，故可用于制作半导体材料()(4)Si和SiO2都可用于制造光导纤维()解析Si可用于制造半导体，SiO2用于制造光导纤维。(5)非金属性：CSi，则热稳定性：CH4SiH4()(6)SiO2是酸性氧化物，可溶于强碱(NaOH)，不溶于任何酸()解析SiO2可溶于氢氟酸：SiO24HF=SiF42H2O。2.从元素周期表的位置看，碳
6、和硅均为A族元素，自然界中有碳的多种单质存在，自然界中有硅的单质吗？为什么？答案没有，因为硅有很强的亲氧性，在地壳形成时硅与氧易结合，难分离，因而硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。3.写出除去下列气体中混有的杂质(括号内为杂质)可采取的方法：(1)CO(CO2)：_。(2)CO2(CO)：_。(3)CO2(HCl)：_。答案(1)通过盛有浓NaOH溶液的洗气瓶(2)通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管(3)通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶4.写出除去下列固体粉末中混有杂质(括号内为杂质)可采取的方法，写出有关反应的方程式。(1)CaCO3(SiO2)_。(2)SiO2(CaCO3)_。
7、(3)SiO2(NH4Cl)_。答案(1)在固体混合物中加入足量氢氧化钠溶液，充分反应后，过滤、洗涤。SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(2)在固体混合物中加入足量稀盐酸，充分反应后，过滤、洗涤。CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O(3)方法一：在固体中加入适量水溶解、过滤。方法二：将固体混合物在坩埚中充分灼烧，除去NH4Cl。NH4ClNH3HCl解析(1)可根据SiO2可溶于NaOH溶液除去。(2)可根据CaCO3可溶于盐酸除去。(3)可根据NH4Cl的热稳定性，或NH4Cl易溶于水的性质除去。题组一碳及氧化物的性质及应用1.近年来科学家制造出大量的新物质，对下列三种物质的相关
8、说法错误的是()石墨烯：从石墨中分离出来，是最薄、最坚硬的纳米材料石墨炔：平面网状结构的全碳分子，具有优良的化学稳定性纳米碳管：具有优良的场发射性能，制作阴极显像管、储氢材料A.石墨烯具有良好的导电性B.上述三种物质与金刚石互为同素异形体C.石墨炔孔径略大于H2分子的直径，可作H2的提纯薄膜D.上述三种物质与浓硫酸都能发生反应，但反应产物不同答案D解析A项，石墨烯是一种新发现的材料，它的物理性质是拉力好、导电性和导热性好、硬度大、熔点高等；B项，同种元素的不同单质互称同素异形体；C项，碳原子半径大于氢原子，则石墨炔孔径大于H2分子的直径，可以容纳H2分子；D项，碳与浓硫酸反应产物均为二氧化碳和
9、二氧化硫。2.(2016石家庄质检)下列关于碳和碳的化合物的说法不正确的是()A.过多CO2排放会导致“温室效应”，应提倡“低碳生活”B.一氧化碳易与血液中的血红蛋白结合C.金刚石和石墨都是碳单质，但原子排列方式不同，物理性质差别很大D.石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应答案D解析A项，二氧化碳是一种温室气体；B项，一氧化碳有毒，容易与血红蛋白结合；C项，金刚石是空间立体网状结构，硬度大熔点高，石墨是层状结构，每一层是平面网状结构，质软，可导电，物理性质差别较大；D项，二者的转化属于化学反应，但反应中没有元素化合价的改变，不属于氧化还原反应。题组二硅和二氧化硅的特性3.(2016广州模拟)
10、硅及其化合物的应用范围很广。下列说法正确的是()A.硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料B.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应C.反应Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2中，Si为还原剂，NaOH和H2O为氧化剂D.硅能与氢氟酸反应，则硅可以与盐酸反应答案A解析由粗硅制备单晶硅的过程一般为SiSiCl4SiHCl，都是氧化还原反应，B项错误；Si与烧碱溶液反应时，H2O是氧化剂，C项错误；硅不能与盐酸反应，D项错误。4.(2016樟树一模)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SiO22CSi2CO，可知碳的
11、非金属性大于硅C.CO2通入Na2SiO3溶液产生白色沉淀，可知酸性H2CO3H2SiO3D.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解析二氧化硅难溶于水，硅酸分解生成二氧化硅，二氧化硅是硅酸的酸酐，故A错误；该反应中C的还原性大于Si的还原性，无法比较C、Si的非金属性，非金属性应根据氢化物稳定性、最高价含氧酸的酸性、单质氧化性等比较，故B错误；碳酸酸性大于硅酸，可以强酸制备弱酸，CO2通入Na2SiO3溶液产生白色沉淀，可知酸性H2CO3H2SiO3，故C正确；两性氧化物是指和酸、碱反应生成盐和水的氧化物，二氧化硅和氢氟酸反应是因其特殊性，不能和其他酸
12、发生反应，二氧化硅和碱溶液反应生成盐和水，是酸性氧化物，故D错误。5.二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用途。ae是对反应中SiO2所表现的化学性质或作用进行的判断，其中正确的是()SiO22NaOH=Na2SiO3H2OSiO22CSi2COSiO24HF=SiF42H2ONa2CO3SiO2Na2SiO3CO2SiO23CSiC2COa.反应中SiO2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃b.反应中SiO2表现出氧化性c.反应中SiO2表现了酸性氧化物的通性d.反应符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性的酸酐的道理e.反应中SiO2未参加氧化还原反应A.ace B.bde C.cde D.ab答案B解析通常用氢氟酸来刻蚀玻璃，与之对应的反应是，因此a、c判断错误；反应是一个置换反应，其中二氧化硅被还原，表现出氧化性，b判断正确；反应是一个复分解反应，用难挥发的二氧化硅制取易挥发的二氧化碳，d判断正确；反应中碳的化合价由0价变为4和2价，硅的化合价和氧的化合价都没有改变，因此二氧化硅没有参加氧化还原反应，e判断也正确。熟记硅及其化合物的特殊性质(1)硅单质的特殊性Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO22CSi2CO；非金属单质一般不跟非氧化性酸反应，但Si能与HF反应：Si4
