《高考化学一轮复习_第4章 常见非金属及其化合物 第12讲 碳、硅及无机非金属材料课件 鲁科版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学一轮复习_第4章 常见非金属及其化合物 第12讲 碳、硅及无机非金属材料课件 鲁科版（94页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,第12讲 碳、硅及无机非金属材料,考纲要求,1.了解C、Si元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。 2.了解C、Si元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。 3.以新材料、新技术为背景考查C、Si元素及其重要化合物的性质及应用。,考点一,考点二,探究高考 明确考向,练出高分,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 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 和 两大类。,化合,晶体硅,无定形硅,知识梳理,1,答案,(2)单质的结构、物理性质与用途比较,空间网状,空
2、间网状,软,高,石墨,半导体,答案,2.碳、硅单质的化学性质还原性 碳、硅的最外层都是 个电子，位于元素周期表的第 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)。,4,A,答案,(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。,碳的还原性还表现为可将强氧化性浓硫酸、浓硝酸分别还原为 和 ，本身被氧化为 。,SO2,NO2,CO2,答案,(2)硅的化学性质不活泼，在常温下只能与氟气(F2)、 、 反应，不能与氢气、氧气、氯气、 、
3、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。,氢氟酸(HF),强碱,硫酸,硝酸,Si2F2=SiF4,Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2,答案,3.二氧化硅和二氧化碳的比较,立体网状,高,答案,SiO24HF= SiF42H2O,SiO22NaOH= Na2SiO3H2O,橡胶,CO22NaOH=,Na2CO3H2O,CO2NaOH=,NaHCO3,答案,Na2SiO3H2O CO2(不足)=H2SiO3Na2CO3,Na2OCO2=,Na2CO3,答案,深度思考,1.从元素周期表的位置看，碳和硅均为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
4、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。,答案,2.从元素周期表的位置看，硅的还原性比碳强，但碳能与SiO2反应制取Si，试从化学平衡的角度认识该反应发生的原因。,答案,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(O2)：_。 (4)CO2(SO2)：_。 (5)CO2(HCl)：_。,通过盛有浓NaOH溶液的洗气瓶,通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管,通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管,通过盛有饱和NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶
5、液的洗气瓶,通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶,答案,4.如何用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)。将所选答案的编号填入下表内相应的空格内(如果不需要外加试剂，则对应答案栏可空着)。 可供选择的试剂：A.盐酸 B.氢氧化钠溶液 C.氧气 D.水 E.二氧化碳 可选用的操作：水洗 加热 高温灼烧 过滤 结晶,解析答案,解析 可根据二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物，可与强碱反应，不与酸(氢氟酸除外)反应；受热不分解等性质选择。而三氧化二铁、碳酸钙与盐酸反应；硅酸、氯化铵能受热分解。通过一定操作，除去杂质。除杂过程中所发生反应的化学方程式如下： (1)SiO22NaOH=N
6、a2SiO3H2O； (3)Fe2O36HCl=2FeCl33H2O； (4)CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O；,答案 (1)B (2)D (3)A (4)A (5),题组一 对比掌握碳、硅单质、氧化物的性质和用途 1.下列对于碳和硅的叙述中，正确的是( ) A.其氧化物都能与NaOH溶液反应 B.其单质在加热时都能跟O2反应 C.其氧化物都能溶于水生成相应的酸 D.碳和硅两种元素共有两种单质 解析 CO不溶于水不能生成相应的酸，也不能与NaOH溶液反应； SiO2不溶于水，也不能生成相应的酸； 碳有金刚石、石墨、C60等同素异形体，硅有晶体硅和无定形硅等，所以两种元素共有多种单质。
7、,B,解题探究,2,1,2,3,4,5,解析答案,2.下列叙述正确的是( ) A.利用高纯硅可以制成光电池，将光能直接转化为电能 B.CO、CO2均易与血红蛋白结合而中毒 C.SiO2可用于制造光导纤维和半导体 D.SiO2和H2O反应可直接制备H2SiO3,A,1,2,3,4,5,答案,3.二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判断，其中正确的是( ) SiO22NaOH=Na2SiO3H2O SiO22C Si2CO SiO24HF=SiF42H2O Na2CO3SiO2 Na2SiO3CO2 Si
8、O23C SiC2CO,1,2,3,4,5,a.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,1,2,3,4,5,解析答案,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，硅的化合价和
9、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。 答案 B,1,2,3,4,5,题组二 CO2与盐或碱溶液反应的规律 4.用四种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是( ),1,2,3,4,5,解析答案,解析 由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度，Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3，因而会析出NaHCO3晶体，A项正确； B项，CO2Na2SiO3H2O=Na2CO3H2SiO3，CO2Na2CO3H2O=2NaHCO3，H2SiO3与CO2不反应，浑浊不会消失； C项，CO2Ca(ClO)2H2O=CaCO32HClO，溶液变浑浊
10、后加入品红溶液，被HClO氧化退色； D项，首先CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O，继续通CO2，生成可溶于水的Ca(HCO3)2，再加入足量的NaOH，则：2NaOHCa(HCO3)2= CaCO3Na2CO32H2O，溶液又变浑浊。 答案 B,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,解析答案,n(NaOH)0.200 L1.00 molL10.200 mol，,1,2,3,4,5,反应产物为Na2CO3、NaHCO3，设其物质的量分别为x、y，则,答案 B,1.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：SiO22C Si2CO；,
11、非金属单质一般不跟非氧化性酸反应，但Si能与HF反应：Si4HF=SiF42H2； 非金属单质大多为非导体，但Si为半导体。 (2)含硅化合物的特殊性 SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接与水作用制备H2SiO3； 酸性氧化物一般不与酸反应，但SiO2能跟HF反应：SiO24HF=SiF42H2O；,归纳总结 思维建模,无机酸一般易溶于水，但H2SiO3难溶于水； 因H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以在Na2SiO3溶液中通入少量CO2能发生下列反应：Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3，但在高温下SiO2Na2CO Na2SiO3CO2也能发生。 2.CO
12、2与碱反应产物的定量判断 CO2通入NaOH、Ca(OH)2等强碱溶液的反应与CO2气体的通入量有关，当CO2通入少量时生成碳酸盐，当CO2通入过量时生成碳酸氢盐；当CO2的通入量介于两者之间时，既有正盐又有酸式盐生成，因此推断时一定要注意CO2与碱之间量的关系。,以CO2与NaOH溶液反应为例： CO22NaOH=Na2CO3H2O CO2NaOH=NaHCO3 当n(OH)n(CO2)的值不同时产物如下：,返回,考点二 硅酸盐及无机非金属材料,1.硅酸和硅酸钠 (1)硅酸 硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱，硅酸 (填“能”或“不能”)使紫色石蕊溶液变红色。 硅酸不稳定，受热易分解： 。 硅酸能
13、与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为 。 硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能力强，常用作干燥剂。,不能,H2SiO3 SiO2H2O,H2SiO3,2NaOH=Na2SiO32H2O,知识梳理,1,答案,(2)硅酸钠(Na2SiO3) 白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称 ，有黏性，水溶液显碱性。 它能与酸性比硅酸强的酸反应，分别写出以下化学方程式： 与盐酸反应： 。 与CO2水溶液反应： 。 用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。,水玻璃,Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3,Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3,答案,2.无机非金属材料 (1
14、)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。 常见硅酸盐材料比较,玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3SiO2 ；CaCO3SiO2 。,Na2SiO3CO2,CaSiO3CO2,答案,(2)新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。,题组一 无机非金属材料成分的辨别 1.下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是( ) 水玻璃是一种矿物胶，既不易燃烧也不易腐蚀 水泥、玻璃、沙子都是硅酸盐制品 高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料 A. B. C. D.,解题探究,2,1,2,3,4,5,6,解析答案,解析 水玻璃是Na2SiO3的水溶液，可用作防火剂和防腐剂，正确； 沙子不是硅酸盐制品，不正确； 光导纤维的主要成分是SiO2，不正确。 答案 C,1,2,3,4,5,6,2.硅是构成无机非金属材料的一种主要元素，下列有关硅的化合物的叙述错误的是( ) A.氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为Si3N4 B.碳化硅(SiC)的硬度大，熔点高，可用于制作高温结构陶瓷和轴承 C.光导纤维是一种新型无机非金属材料，其主要成分为SiO2 D.二氧化硅为立体
