高考化学一轮复习 第12讲 碳、硅及其化合物课件.ppt

第四章非金属及其化合物第12讲碳 硅及其化合物 考纲要求 1 了解碳 硅元素单质及其重要化合物的制备方法 掌握其主要性质及其应用 2 了解碳元素和硅元素的重要化合物对环境的影响 考点1碳 硅单质及其氧化物的性质 知识梳理 1 单质存在形态 结构 物理性质与用途 空间网状 化合态 高 大 高 大 高 金刚石 石墨 半导体 2 碳 硅单质的化学性质 写化学方程式 3 硅的工业制取原料 石英砂和焦炭制备 提纯 4 co2和sio2的比较 空间立体网状 能 大 高 固 不 橡胶 多维思考 1 判断下列说法是否正确 正确的打 错误的打 1 硅在自然界中只以化合态的形式存在 2 si sio2 h2sio3均能一步转化 3 常温下硅既不能与强酸反应也不能与强碱反应 4 加热到一定温度 硅能与氧气 氯气等非金属反应 5 sio2不与任何酸反应 可用石英制造耐酸容器 6 不能用sio2与水反应的方法来制取硅酸 不能用瓷坩埚来加热烧碱或纯碱使其熔化 7 将气体通入澄清石灰水 溶液变浑浊 证明原气体是co2 8 sio2可与hf反应 因而氢氟酸不能保存在玻璃瓶中 提示 1 2 3 4 5 6 7 8 2 碳 硅单质的物理性质和用途 用短线连接起来 提示 c a e b d 3 sio2既能与naoh反应又能与hf反应 sio2是两性氧化物吗 为什么 提示 不是 因为sio2与氢氟酸反应生成的不是盐 考点演练 考向一碳 硅的性质及用途1 常温下 下列不发生反应的一组物质是 硅与naoh溶液 硅与盐酸 硅与氢氟酸 二氧化硅与碳酸钠 二氧化硅与naoh溶液a b c d d 解析 硅不与除氢氟酸外的其他酸反应 不反应 二氧化硅与碳酸钠反应需要高温 常温下不反应 2 下列有关硅的叙述中 正确的是 a 工业上通常以sio2为原料 用氧化剂与其反应制备单质硅b 硅是构成矿物和岩石的主要元素 硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位c 硅的化学性质不活泼 在自然界中可以以游离态存在d 硅在电子工业中 是重要的半导体材料 d 解析 a项 工业上制单质si的反应为sio2 2csi 2co c为还原剂 错误 b项 硅在地壳中的含量在所有的元素中居第二位 错误 c项 硅在自然界中都以化合态存在 错误 归纳总结 碳 硅单质的特殊性1 一般情况下 非金属元素的单质熔 沸点低 硬度小 但晶体硅 金刚石熔沸点高 硬度大 其中金刚石为自然界中硬度最大的物质 2 非金属单质大多为绝缘体 但硅为半导体 石墨为电的良导体 3 si的还原性大于c 但c却能在高温下还原出si sio2 2csi 2co 考向二硅的制备3 2017 福建厦门开学质检 由二氧化硅制高纯硅的流程如下 下列判断中错误的是 a 均属于氧化还原反应b h2和hcl均可循环利用c sio2是一种坚硬难熔的固体d sihcl3摩尔质量为135 5g d d 考向三碳 硅氧化物的性质和应用5 2017 广东宝安区校级期中 下列说法正确的是 a 因sio2不溶于水 故h2sio3不是sio2对应的酸 或者说sio2不是h2sio3的酸酐b co2通入na2sio3溶液中可以得到硅酸c 因为高温时sio2与na2co3反应生成co2 故硅酸的酸性比碳酸强d 硅的性质稳定 所以在自然界中可以以游离态存在 b 6 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 a e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 b 解析 通常用氢氟酸来刻蚀玻璃 与之对应的反应是 a c判断错误 反应 是一个置换反应 sio2表现出氧化性 b正确 反应 是一个复分解反应 符合用难挥发的二氧化硅制取易挥发的二氧化碳 d正确 反应 中硅的化合价和氧的化合价都没有改变 e正确 归纳总结 含硅化合物的特殊性1 sio2是h2sio3的酸酐 但它不溶于水 不能直接与水作用制备h2sio3 3 不要混淆二氧化硅和硅的用途用于制作光导纤维的是sio2 用于制作半导体材料 计算机芯片的是晶体硅 4 水晶 石英 玛瑙的主要成分是sio2 珍珠的主要成分是caco3 钻石是金刚石 红 蓝宝石的主要成分是al2o3 考点2硅酸 硅酸盐和无机非金属材料 知识梳理 1 硅酸 难 弱 2 硅酸盐 1 硅酸钠 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 与酸性较硅酸强的酸反应 a 与盐酸反应的化学方程式 na2sio3 2hcl2nacl h2sio3 b 与co2水溶液反应的化学方程式 na2sio3 h2o co2na2co3 h2sio3 用途 黏合剂 矿物胶 耐火阻燃材料 2 硅酸盐组成的表示方法 通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成 如硅酸钠 na2sio3 可表示为na2o sio2 长石 kalsi3o8 可表示为 水玻璃 k2o al2o3 6sio2 3 无机非金属材料 1 传统无机非金属材料 2 新型无机非金属材料 高温结构陶瓷 如氮化硅陶瓷具有较高的硬度和耐磨性 较强的抗化学侵蚀性和电绝缘性等 生物陶瓷 对机体无排异反应 不会引起代谢作用异常 压电陶瓷 具有压电效应 石灰石 黏土 纯碱 石灰石 石英砂 多维思考 1 判断下列说法是否正确 正确的打 错误的打 1 合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料 2 水玻璃是一种特殊的玻璃 泡花碱属于碱 3 na2casi6o14可以写成na2o cao 6sio2 4 玻璃是一种晶体 有较高的熔点 5 高温结构材料具有耐高温 耐酸碱腐蚀 硬度大 耐磨损 密度小等优点 提示 1 2 3 4 5 6 水泥 玻璃 青花瓷 水晶 玛瑙都属于硅酸盐产品 7 硅胶可用作食品干燥剂 8 2mgo sio2中的酸根阴离子为si 提示 6 7 8 2 如何由sio2制备h2sio3 用化学方程式表示 考点演练 考向一硅酸盐及无机非金属材料的结构与性质1 2017 山东潍坊期中 世界著名的科技史专家李约瑟博士考证说 中国至少在距今3000年以前 就已经使用玻璃了 下列有关玻璃的说法错误的是 a 制造普通玻璃的主要原料是纯碱 石灰石和石英砂b 盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞c 玻璃在加热熔化时有固定的熔点d 普通玻璃的主要成分是硅酸钠 硅酸钙和二氧化硅 c 解析 工业上生产玻璃的原料有 纯碱 石灰石和石英砂 故a正确 二氧化硅属于酸性氧化物 可以和强碱氢氧化钠反应 生成硅酸钠 具有黏性 能将瓶口和瓶塞粘在一起 所以盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞 故b正确 玻璃的成分是硅酸钠 硅酸钙和二氧化硅 属于混合物 在加热熔化时没有固定的熔沸点 故c错误 制造普通玻璃的原料是石英砂 石灰石和纯碱 制出的普通玻璃的成分主要是硅酸钠 硅酸钙和二氧化硅 故d正确 2 青石棉是一种致癌物质 是 鹿特丹公约 中受限制的46种化学品之一 其化学式为na2fe5si8o22 oh 2 青石棉用稀硝酸处理时 还原产物只有no 下列说法不正确的是 a 青石棉是一种硅酸盐产品b 青石棉中含有一定量的石英晶体c 青石棉的化学组成可表示为na2o 3feo fe2o3 8sio2 h2od 1mol青石棉能使1molhno3被还原 解析 硅酸盐指的是硅 氧与其他化学元素 主要是铝 铁 钙 镁 钾 钠等 结合而成的化合物的总称 故青石棉是一种硅酸盐产品 青石棉是一种纯净物 不可能含有一定量的石英晶体 1molna2o 3feo fe2o3 8sio2 h2o跟足量硝酸反应时 失去3mol电子 而还原产物只有no 故能使1molhno3被还原 b 归纳总结 硅酸盐改写成氧化物形式的方法 2 氧化物前计量数的配置原则 除氧元素外 其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置计量数 且不同氧化物间以 隔开 考向二化工生产中碳 硅及其化合物的转化3 导学号96656075蛇纹石由mgo al2o3 sio2 fe2o3组成 现取一份蛇纹石试样进行实验 首先将其溶于过量的盐酸 过滤后 在所得的沉淀x和溶液y中分别加入naoh溶液至过量 下列叙述不正确的是 a 沉淀x的成分是sio2b 将蛇纹石试样直接溶于过量的naoh溶液后过滤 可得到红色颜料fe2o3c 在溶液y中加入过量的naoh溶液 过滤得到的沉淀的主要成分是fe oh 3和mg oh 2d 溶液y中的阳离子主要是mg2 al3 fe3 h b 4 导学号16972092氮化硅可用作高温陶瓷复合材料 在航空航天 汽车发动机 机械等领域有着广泛的应用 由石英砂合成氮化硅粉末的路线如图所示 其中 nh2中各元素的化合价与nh3相同 请回答下列问题 1 石英砂不能与碱性物质共同存放 以naoh为例 用化学方程式表示其原因 2 图示 的变化中 属于氧化还原反应的是 3 sicl4在潮湿的空气中剧烈水解 产生白雾 军事工业中用于制造烟雾剂 sicl4水解的化学方程式为 4 在反应 中 3molsi nh2 4在高温下加热可得1mol氮化硅粉末和8mola气体 则氮化硅的化学式为 5 在高温下将sicl4在b和c两种气体的气氛中 也能反应生成氮化硅 b和c两种气体在一定条件下化合生成a 写出sicl4与b和c两种气体反应的化学方程式 解析 石英砂不能与碱性物质共同存放的原因是sio2与碱性物质可以发生反应 反应 是石英砂与焦炭发生氧化还原反应 反应 是硅单质与cl2反应 也是氧化还原反应 sicl4水解可以看作si结合四个oh 生成h4sio4 h4sio4不稳定失水生成h2sio3 cl 结合h 生成hcl 氮化硅的化学式可通过题目信息运用质量守恒求得 结合题给信息 sicl4与n2 h2反应可得到si3n4和hcl 2 4 si3n4 微点突破11二氧化碳与碱或盐溶液反应产物的判断 1 co2与碱反应产物的判断 1 co2与单一组分反应 如co2通入naoh溶液 具体分析过程用数轴表示如下 2 co2与盐溶液反应产物或现象的判断一般从强酸制弱酸的角度去分析 由于碳酸比硅酸 次氯酸 苯酚 al oh 3 偏铝酸 的酸性强 能用co2制取上述弱酸 常涉及的变化如下 题组巩固 1 导学号16972091在1 00l1mol l氢氧化钠溶液中通入16 8l标准状况下的co2气体 所得的溶液中含有的溶质是 a na2co3b nahco3c na2co3和nahco3d naoh na2co3和nahco3 c 2 用四种溶液进行实验 表中 操作及现象 与 溶液 对应关系错误的是 b 3 导学号96656076将足量的co2不断通入koh ba oh 2 kalo2的混合溶液中 生成沉淀的物质的量与所通入co2的体积关系如图所示 下列关于整个反应过程中的叙述不正确的是 b 解析 co2优先与ba oh 2反应 图像中oa段 然后与koh反应 图像中ab段 接着与kalo2反应 图像中bc段 再与k2co3反应 图像中cd段 最后与baco3反应 图像中de段 真题体验感悟考法 明确考向 考向一碳及其化合物的性质 答案 1 2 3 4 答案 5 6 7 8 2 2016 江苏卷 1 大气中co2含量的增加会加剧 温室效应 下列活动会导致大气中co2含量增加的是 a 燃烧煤炭供热b 利用风力发电c 增加植被面积d 节约用水用电 a 解析 燃烧煤炭供热会产生co2 a正确 利用风力发电不会产生co2 b错误 增加植被面积 会增加植物的光合作用 减少大气中co2的含量 c错误 节水节电不会增加co2的排放 d错误 考向二硅及其氧化物的性质及制备3 判断下列描述的正误 正确的打 错误的打 1 2017 江苏卷 sio2硬度大 可用于制造光导纤维 2 2016 全国 卷 因为hf与sio2反应 故用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记 4 2016 海南卷 石英砂可用于生产单晶硅 答案 1 2 3 4 5 2016 上海