知识梳理·题型构建3课件

第六单元非金属及其化合物（3）

授课人：董啸第六单元非金属及其化合物（3）授课人：董啸1一、碳族元素1、碳族元素：碳族元素位于元素周期表第ⅣA族，包括碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)五种元素。2、原子结构特点：最外层都有4个电子，随着核电荷数的递增，电子层数增多，原子半径逐渐增大。

一、碳族元素1、碳族元素：2在元素周期表中，碳族元素位于活泼金属(IA)族向活泼非金属(ⅦA族)过渡的中间位置，其最外层电子数为4，既不容易得到电子，又不容易失去电子；碳族元素的成键特征是易形成共价键，难形成离子键。碳元素形成的单质(金刚石)硬度最大；碳元素形成的化合物种类最多；在所有非金属形成的气态氢化物中，甲烷中氢元素的质量分数最大；12C是元素相对原子质量的标准原子。在元素周期表中，碳族元素位于活泼金属(IA)33、物理性质：单质的密度逐渐增大，单质的熔沸点逐渐降低。硅在地壳中的含量仅次于氧，其单质晶体是一种良好的半导体材料。铅的金属活动性比锡弱。单质铅的颜色为蓝白色，其熔点比锡高。3、物理性质：单质的密度逐渐增大，单质的44、化学性质及递变规律：主要化合价+2，+4价，氢化物化学式通式为RH4,氧化物的常见形式RO、RO2,最高价氧化物的水化物为H2RO3(或H4RO4)；从上到下元素非金属性逐渐减弱，元素的金属性逐渐增强。气态氢化物RH4稳定性逐渐减弱，最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱，H2RO3的酸性逐渐减弱，除Pb外+4价稳定，Pb+2价稳定。

4、化学性质及递变规律：主要化合价+5

锡、铅不同价态化合物稳定性的应用:锡的+4价化合物稳定，而铅的+2价化合物稳定，可以推出下列结论：

①单质与非金属反应生成物价态不同：Sn+2C12=SnCl4Pb+C12=PbCl2

②+4价铅的化合物具有强氧化性：PbO2+4HCl(浓)=PbCl2+Cl2+2H2O

③+2价锡的化合物具有强还原性:SnCl2+2FeCl3=SnCl4+2FeCl2锡、铅不同价态化合物稳定性的应用:6

二、碳和碳的化合物1、单质碳的性质(1)同素异形体：金刚石、石墨、C60、C70，另外炭黑、木炭、焦炭、活性炭等无定形碳也都是碳的同素异形体，它们的物理性质不同，如活性炭有吸附性等。二、碳和碳的化合物1、单质碳的性质7

(2)化学性质

①可燃性：C+O2=CO22C+O2(不足)=2CO2②还原性：C+2CuO=2Cu+CO2

C+H2O=CO+H2(水煤气)(3)用途：金刚石用于切割、钻头、制装饰品等；石墨用于制造电极、铅笔芯、坩埚、润滑剂等。(2)化学性质①可燃性：82、一氧化碳的性质

(1)物理性质：无色无味的气体，有毒，不溶于水。(2)化学性质：①可燃性：2CO+O2=2CO2(用点燃的方法除去CO)②还原性：Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2(炼铁)CuO+CO=Cu+CO2(除CO)CO+H2O=CO2+H2(工业上用于制H2)2、一氧化碳的性质(1)物理性质：9

(3)毒性：

CO有剧毒，与血液里的血红蛋白结合，使人体缺氧而死亡。CO是空气污染物之一，主要来自汽车尾气、煤和石油的朱充分燃烧及钢铁的冶炼等。(3)毒性：10

3．二氧化碳的性质(1)物理性质：无色无味、密度比空气大的气体，微溶于水，能引起“温室效应”，固体CO2叫做“干冰”。3．二氧化碳的性质(1)物理性质：11(2)化学性质：

①氧化性：CO2+C=2COCO2+2Mg=2MgO+C②酸性氧化物CO2+H2O===H2CO3

≒H++HCO3-(弱电离)CO2+Ca(OH)2==CaCO3+H2OCO2+CaCO3+H2O==Ca(HCO3)2

(2)化学性质：①氧化性：12常见弱酸的酸性强弱比较：

CH3COOH>H2CO3>HClO>H2SiO3>HAlO2ⅰ、过量的CO2通入到碳酸盐或某些弱酸盐中，生成碳酸的酸式盐，如:CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3CO2+H2O+CaCO3=Ca(HCO3)2CO2+NaClO+H2O=HClO+NaHCO3CO2+H2O+Na2CO3=2NaHCO3常见弱酸的酸性强弱比较：CH3COOH>H2CO3>13

HCO3-与H+、OH-都能发生反应，故不能大量共存:HCO3-+H+==CO2+H2OHCO3-+OH-=CO32-+H2Oⅱ、CO2通入硅酸钠溶液或偏铝酸钠溶液中，可生成沉淀，是生成碳酸的正盐还是碳酸的酸式盐，应根据通入的CO2的量而定。2CO2(足量)+Na2SiO3+2H2O=H2SiO3+2NaHCO3CO2(少量)+2NaAlO2+3H2O=2A1(OH)3+Na2CO3

HCO3-与H+、OH-都能发生反应，故不能大量共存14知识梳理·题型构建可用CO2制取的弱酸【小贴士】知识梳理·题型构建可用CO2制取的弱酸【小贴士】15知识梳理·题型构建知识梳理·题型构建16

(3)制法：

①工业制法(煅烧石灰石):CaCO3==CaO+CO2↑②实验室制法(石灰石和稀盐酸反应)：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑“固+液制气”型，启普发生器及其简易装置。(4)用途：灭火剂，制纯碱、汽水，致冷剂以及人工降雨。(3)制法：①工业制法(煅烧石灰石):CaCO174、碳酸盐性质规律---碳酸的正盐与酸式盐比较

(1)在水中溶解性：一般来说酸式盐溶解度比同温下正盐的大(Na2CO3和NaHCO3例外)。(2)热稳定性：难溶性的正盐及(NH4)2CO3及酸式盐受热易分解，可溶性正盐受热难分解。(3)与酸碱的反应：相同条件下与酸反应酸式盐比正盐反应剧烈，酸式盐与碱反应而正盐不能。4、碳酸盐性质规律---碳酸的正盐与酸式盐比较18

(4)酸式盐与碱反应时的产物要根据相对用量判断。如：在Ca(HCO3)2溶液中滴加NaOH溶液。

Ca(HCO3)2+NaOH(少量)=CaCO3+NaHCO3+H2OCa(HCO3)2+2NaOH(过量)=CaCO3+Na2CO3+2H2O(4)酸式盐与碱反应时的产物要根据相对用量判断。如：19

(5)CO32-和HCO3-的检验:待测液中加CaCl2溶液，生成白色沉淀，加盐酸产生无色无味并能使石灰水变浑浊的气体,证明溶液中有CO32-；若加CaCl2溶液，无白色沉淀生成，加盐酸产生无色无味并能使石灰水变浑浊的气体,证明溶液中有HCO3-。

(5)CO32-和HCO3-的检验:20

(6)除杂

①CO中混有CO2：通过盛有澄清石灰水的洗气瓶。②CO2中混有CO：通过硬质玻璃管中灼热的CuO。③CO2中混有SO2、HCl：通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶。(6)除杂①CO中混有CO2：通过盛有21【C60的结构】

C60是一个由20个六边形和12个五边形构成的32面体，具有空心的类似于足球状结构，在C60分子的球表面上存在共轭双键(类似1，3一丁二烯中的碳键)，因而被称为巴基球或足球烯或富勒烯，现以富勒烯为它的正式名。【C60的结构】C60是一个由20个六22深度思考深度思考知识梳理·题型构建1．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)：_________________________________________。(6)CO2(H2S)：_________________________________________。通过CuSO4溶液通过盛有浓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饱和NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液通过饱和NaHCO3溶液深度思考深度思考知识梳理·题型构建1．除去下列气体中混23深度思考深度思考知识梳理·题型构建2．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：①水洗；②加热；③高温灼烧；④过滤；⑤结晶。粉末状混合物选择的试剂选用的操作(1)CaCO3(SiO2)(2)NaCl(SiO2)(3)SiO2(Fe2O3)(4)SiO2(CaCO3)(5)SiO2(H2SiO3)(6)SiO2(NH4Cl)②B④D④⑤A④A④③解析可根据二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物；它可跟强碱反应，不跟酸(氢氟酸除外)反应；它受热不分解等性质。而三氧化二铁、碳酸钙跟盐酸反应；硅酸、氯化铵能受热分解。通过一定操作，除去杂质。反应方程式深度思考深度思考知识梳理·题型构建2．如何用所提供的试24

3．标准状况下，将3.36LCO2气体通入200mL1.00mol·L－1NaOH溶液中，充分反应后溶液中c(CO)与c(HCO)的比值为(不考虑水解)()A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．1∶3答案：B解析：n(CO2)＝0.150moln(NaOH)＝0.200L×1.00mol·L－1＝0.200mol反应产物为Na2CO3、NaHCO3。3．标准状况下，将3.36LCO2气体25三、硅及其化合物

1、硅(1)硅元素的含量与存在在地壳里，硅的含量在所有元素中居第二位，仅次于氧，全部以化合态形式存在，是构成矿物和岩石的主要元素。(2)硅晶体的结构与主要物理性质原子晶体，正四面体的空间网状结构；灰黑色，有金属光泽；硬度较大，熔点和沸点较高，但都低于金刚石。

三、硅及其化合物1、硅26

(3)硅的化学性质不活泼，在常温下，除F2、HF、强碱溶液外，与其他物质如O2、H2、C12、硫酸、硝酸等都不起反应。

Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2Si+2F2=SiF4

Si+4HF=SiF4+2H2

(3)硅的化学性质不活泼，在常温下，除27

(4)高纯硅的制法

①SiO2+2C=Si+2CO↑(制粗硅)②Si+2C12==SiCl4(提纯)③SiCl4+2H2==Si+4HCl(提纯)(4)高纯硅的制法①SiO2+2C=Si+2CO↑28(5)用途：①用来制造集成电路晶体管等半导体材料②硅合金用来制变压器铁芯③硅钢用来制耐酸设备(5)用途：①用来制造集成电路晶体管等半导体材料29知识梳理·题型构建1．下列关于硅的说法中，不正确的是()A．硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料B．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应D．加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应C解析硅在常温下能与F2、氢氟酸等发生反应。题组一新材料、新技术下C、Si的考查题组一题组二123知识梳理·题型构建1．下列关于硅的说法中，不正确的是()30知识梳理·题型构建B题组一新材料、新技术下C、Si的考查题组一题组二123知识梳理·题型构建B题组一新材料、新技术下C、Si的考查题31知识梳理·题型构建题组二工业制取高纯硅分馏(或蒸馏)题组一题组二123知识梳理·题型构建题组二工业制取高纯硅分馏(或蒸馏)题组32知识梳理·题型构建题组二工业制取高纯硅浓硫酸使滴入烧瓶中的SiHCl3气化在反应温度下，普通玻璃会软化有固体物质生成题组一题组二123知识梳理·题型构建题组二工业制取高纯硅浓硫酸使滴入烧瓶33知识梳理·题型构建题组二工业制取高纯硅排尽装置中的空气bd题组一题组二123知识梳理·题型构建题组二工业制取高纯硅排尽装置中的空气b34知识梳理·题型构建题组二工业制取高纯硅题组一题组二123(3)①因SiHCl3与水强烈反应，故A中产生的H2必须干燥，故B中的液体一定为浓H2SO4，且C中烧瓶需加热，其目的是使SiHCl3气化，加快与H2的反应。②根据题给信息石英管中产生的物质应为硅，故D中现象应有固体产生，由题给信息，制纯硅的反应条件为1000～1100℃，此温度下普通玻璃容易软化。③因高温下H2与O2容易反应而爆炸，故还应排尽装置中的空气。④铁与盐酸反应产生Fe2＋，其检验方法常常采用先将Fe2＋氧化为Fe3＋然后再加入KSCN溶液看是否变血红色来检验。知识梳理·题型构建题组二工业制取高纯硅题组一题组二123(352、氧化硅(SiO2)

(1)晶体结构：晶体二氧化硅是硅原子和氧原子以共价键形成的原子晶体，因此硬度大，熔、沸点高，不导电，难溶于水。(2)物理性质：天然SiO2分为晶体和无定形两大类。石英的主要成分是SiO2，自然界透明的六方柱状石英晶体，即水晶；天然产SiO2又叫硅石；无定形SiO2有硅藻土。

2、氧化硅(SiO2)(1)晶体结构：36(3)化学性质：

具有酸性氧化物的性质①与碱性氧化物、强碱等反应：SiO2+CaO=CaSiO3SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(盛放碱溶液的试剂瓶常用塑料瓶，不用玻璃塞)②与弱酸HF的反应：SiO2+4HF==SiF4+2H2O(HF腐蚀玻璃)③氧化性：SiO2+2C=Si+2CO↑

(3)化学性质：具有酸性氧化物的性质37【思考与交流】

①为什么不能用带玻璃塞的试剂瓶盛放碱液？②SiO2既能和NaOH溶液反应又能和HF溶液反应，一定是两性氧化物吗？③下列叙述正确的是()A．因为Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强B．碳和硅都是ⅣA族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似C．二氧化硅既溶于氢氧化钠溶液又溶于氢氟酸，所以二氧化硅是两性氧化物D．二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反应生成硅酸【思考与交流】①为什么不能用带玻璃塞的试剂瓶盛放碱液？38知识梳理·题型构建题组一二氧化硅的结构与性质√×√×题组一12题组二3456题组三知识梳理·题型构建题组一二氧化硅的结构与性质√×√×题39知识梳理·题型构建题组一二氧化硅的结构与性质ACDBE题组一12题组二3456题组三知识梳理·题型构建题组一二氧化硅的结构与性质ACDBE题组40知识梳理·题型构建题组一二氧化硅的结构与性质题组一12题组二3456题组三知识梳理·题型构建题组一二氧化硅的结构与性质题组一12题组413．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()知识梳理·题型构建题组二二氧化碳与弱酸盐溶液反应的规律选项操作及现象溶液A通入CO2，溶液变浑浊，再升温至65℃以上，溶液变澄清C6H5ONa溶液B通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失，再加入足量NaOH溶液，又变浑浊Ca(OH)2溶液题组一12题组二3456题组三3．用四种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关42知识梳理·题型构建题组二二氧化碳与弱酸盐溶液反应的规律题组一12题组二3456题组三答案B知识梳理·题型构建题组二二氧化碳与弱酸盐溶液反应的规律题组43知识梳理·题型构建题组二二氧化碳与弱酸盐溶液反应的规律4．下列实验过程中，始终无明显现象的是 ()A．NH3通入FeSO4溶液中B．CO2通入CaCl2溶液中C．AlCl3溶液中滴入NaHCO3溶液D．向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2B题组一12题组二3456题组三知识梳理·题型构建题组二二氧化碳与弱酸盐溶液反应的规律4．44知识梳理·题型构建题组三CO2与碱溶液反应产物的定量判断B题组一12题组二3456题组三知识梳理·题型构建题组三CO2与碱溶液反应产物的定量判断B45知识梳理·题型构建题组三CO2与碱溶液反应产物的定量判断6．向含有0.2molNaOH和0.1molBa(OH)2的溶液中持续稳定地通入CO2气体，当通入气体为8.96L(0℃，1.01×105Pa)时立即停止，则这一过程中，溶液中离子的物质的量与通入CO2气体的体积关系图像正确的是(气体的溶解和离子的水解忽略不计) ()题组一12题组二3456题组三知识梳理·题型构建题组三CO2与碱溶液反应产物的定量判断646知识梳理·题型构建题组三CO2与碱溶液反应产物的定量判断题组一12题组二3456题组三答案C知识梳理·题型构建题组三CO2与碱溶液反应产物的定量判断题47知识梳理·题型构建1．反应顺序的判断当有多种组分与一种物质反应时，判断反应顺序的方法：先假设与其中的一种组分反应，若产物还能与另一种组分反应，则假设错误。如将CO2通入KOH、Ba(OH)2混合溶液中，假设CO2先与KOH反应，则生成的K2CO3会与Ba(OH)2继续反应生成BaCO3，故假设错误，应该是CO2先与Ba(OH)2反应。2．CO2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。知识梳理·题型构建1．反应顺序的判断当有多种组分与一种物质反48知识梳理·题型构建知识梳理·题型构建493、硅酸、硅酸盐性质

(1)硅酸：①性质：不溶于水、弱酸，其酸性比碳酸还要弱。Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O②制法：Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO33、硅酸、硅酸盐性质(1)硅酸：50(2)硅酸盐：是指含有金属元素、Si元素、氧元素的一类物质。如Na2SiO3(水溶液俗称水玻璃)。硅酸盐组成的氧化物形式：硅酸钠：Na2SiO3

石棉：3MgO·CaO·4SiO2

正长石：K2O·、A12O3·6SiO2普通玻璃：Na2O·CaO·6SiO2

水泥主要成分：3CaO·SiO2，2CaO·SiO2，3CaO·A12O3

黏土的主要成分：A12O3·2SO2·2H2O(2)硅酸盐：是指含有金属元素、Si元素、氧元素的一类物质。51硅酸钠(Na2SiO3)：

①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。②它能与酸性较硅酸强的酸反应，化学方程式分别为与盐酸反应：Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓。与CO2水溶液反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3。③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。硅酸钠(Na2SiO3)：①白色、可溶于水的粉末状固52(3)硅酸盐工业Ⅰ、水泥：①原料：石灰石和黏土。②生产设备：水泥回转窑。③主要成分：3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·A12O3。水泥是一种混合物，它的水硬过程是一个复杂的物理化学过程。(3)硅酸盐工业Ⅰ、水泥：53Ⅱ、玻璃：

①原料：纯碱、石灰石和石英。②生产设备：玻璃融炉。③反应原理：Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑；CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑。【思考与交流】反应①Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓，说明H2CO3的酸性强于H2SiO3。反应②Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，能否说明H2SiO3的酸性强于H2CO3？④主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2。【说明】玻璃不是晶体，它没有固定的熔点。Ⅱ、玻璃：①原料：纯碱、石灰石和石英。54Ⅲ、陶瓷

①主要原料：黏土②主要生产过程：混合—成型—干燥—烧结—冷却③主要设备：陶瓷窑④主要性质：抗氧化，抗酸碱腐蚀，耐高温，绝缘，易成型等。Ⅲ、陶瓷①主要原料：黏土55Ⅳ、新型无机非金属材料(1)传统无机非金属材料：是指硅酸盐无机非金属材料。(2)新型无机非金属材料：新开发利用的如氮化硅(Si3N4)、刚玉(A12O3)等陶瓷，光导纤维等无机非金属材料。这些材料具有特殊结构、特殊功能，如半导体材料，超硬耐高温材料，发光材料等，都称为新型无机非金属材料。Ⅳ、新型无机非金属材料(1)传统无机非金属材56知识梳理·题型构建题组一无机非金属材料的组成和性质解析制普通玻璃的原料主要有石灰石、纯碱和石英，A项不正确；普通玻璃是混合物，没有固定的熔点，B正确。A题组一12题组二34知识梳理·题型构建题组一无机非金属材料的组成和性质解析制57知识梳理·题型构建题组一无机非金属材料的组成和性质B题组一12题组二34知识梳理·题型构建题组一无机非金属材料的组成和性质B题组一58知识梳理·题型构建题组一无机非金属材料的组成和性质A题组一12题组二34知识梳理·题型构建题组一无机非金属材料的组成和性质A题组59知识梳理·题型构建(1)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。(2)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；宝石的主要成分是Al2O3。知识梳理·题型构建(1)不要混淆二氧化硅和硅的用途用于制作光60知识梳理·题型构建题组二碳、硅及其化合物的综合推断SiO2CaSiO3Na2SiO3SiH2SiO31∶2题组一12题组二34知识梳理·题型构建题组二碳、硅及其化合物的综合推断SiO261知识梳理·题型构建题组二碳、硅及其化合物的综合推断题组一12题组二34知识梳理·题型构建题组二碳、硅及其化合物的综合推断题组一162知识梳理·题型构建(1)解答无机推断题的思维模型(2)解答硅及其化合物的推断题，高温反应条件、特征反应、单质与碱反应、盐溶液与过量盐酸反应产生白色沉淀等往往是推断题的“突破口”。知识梳理·题型构建(1)解答无机推断题的思维模型(2)解答硅63探究高考·明确考向解析SiO2不能导电。解析合成纤维不是无机非金属材料而是有机物。解析应用橡胶塞。√××××123(2012·广东理综，12B)(2012·新课标全国卷，8B)(2012·新课标全国卷，8D)(2011·浙江理综，8A)(2012·海南，4B)探究高考·明确考向解析SiO2不能导电。解析合成纤维不是64探究高考·明确考向(6)SiO2与酸、碱均不反应 ()(2012·天津理综，2B)

(7)向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体，出现白色沉淀，则H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强 ()(2012·江苏，13C)

(8)水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂 ()(2010·江苏，4B)解析SiO2与氢氟酸、NaOH均反应。解析酸性H2CO3>H2SiO3。√××123(2012·天津理综，2B)(2012·江苏，13C)(2010·江苏，4B)探究高考·明确考向(6)SiO2与酸、碱均不反应 65探究高考·明确考向123探究高考·明确考向12366探究高考·明确考向123答案D探究高考·明确考向123答案D67探究高考·明确考向123探究高考·明确考向12368探究高考·明确考向SiCl4沸点较低，用冷却液可得到液态SiCl4平衡气压浓H2SO4

Al、B、P123探究高考·明确考向SiCl4沸点较低，用冷却液可得到液态Si69探究高考·明确考向123探究高考·明确考向12370

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＊71知识梳理·题型构建3课件72第六单元非金属及其化合物（3）

授课人：董啸第六单元非金属及其化合物（3）授课人：董啸73一、碳族元素1、碳族元素：碳族元素位于元素周期表第ⅣA族，包括碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)五种元素。2、原子结构特点：最外层都有4个电子，随着核电荷数的递增，电子层数增多，原子半径逐渐增大。

一、碳族元素1、碳族元素：74在元素周期表中，碳族元素位于活泼金属(IA)族向活泼非金属(ⅦA族)过渡的中间位置，其最外层电子数为4，既不容易得到电子，又不容易失去电子；碳族元素的成键特征是易形成共价键，难形成离子键。碳元素形成的单质(金刚石)硬度最大；碳元素形成的化合物种类最多；在所有非金属形成的气态氢化物中，甲烷中氢元素的质量分数最大；12C是元素相对原子质量的标准原子。在元素周期表中，碳族元素位于活泼金属(IA)753、物理性质：单质的密度逐渐增大，单质的熔沸点逐渐降低。硅在地壳中的含量仅次于氧，其单质晶体是一种良好的半导体材料。铅的金属活动性比锡弱。单质铅的颜色为蓝白色，其熔点比锡高。3、物理性质：单质的密度逐渐增大，单质的764、化学性质及递变规律：主要化合价+2，+4价，氢化物化学式通式为RH4,氧化物的常见形式RO、RO2,最高价氧化物的水化物为H2RO3(或H4RO4)；从上到下元素非金属性逐渐减弱，元素的金属性逐渐增强。气态氢化物RH4稳定性逐渐减弱，最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱，H2RO3的酸性逐渐减弱，除Pb外+4价稳定，Pb+2价稳定。

4、化学性质及递变规律：主要化合价+77

锡、铅不同价态化合物稳定性的应用:锡的+4价化合物稳定，而铅的+2价化合物稳定，可以推出下列结论：

①单质与非金属反应生成物价态不同：Sn+2C12=SnCl4Pb+C12=PbCl2

②+4价铅的化合物具有强氧化性：PbO2+4HCl(浓)=PbCl2+Cl2+2H2O

③+2价锡的化合物具有强还原性:SnCl2+2FeCl3=SnCl4+2FeCl2锡、铅不同价态化合物稳定性的应用:78

二、碳和碳的化合物1、单质碳的性质(1)同素异形体：金刚石、石墨、C60、C70，另外炭黑、木炭、焦炭、活性炭等无定形碳也都是碳的同素异形体，它们的物理性质不同，如活性炭有吸附性等。二、碳和碳的化合物1、单质碳的性质79

(2)化学性质

①可燃性：C+O2=CO22C+O2(不足)=2CO2②还原性：C+2CuO=2Cu+CO2

C+H2O=CO+H2(水煤气)(3)用途：金刚石用于切割、钻头、制装饰品等；石墨用于制造电极、铅笔芯、坩埚、润滑剂等。(2)化学性质①可燃性：802、一氧化碳的性质

(1)物理性质：无色无味的气体，有毒，不溶于水。(2)化学性质：①可燃性：2CO+O2=2CO2(用点燃的方法除去CO)②还原性：Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2(炼铁)CuO+CO=Cu+CO2(除CO)CO+H2O=CO2+H2(工业上用于制H2)2、一氧化碳的性质(1)物理性质：81

(3)毒性：

CO有剧毒，与血液里的血红蛋白结合，使人体缺氧而死亡。CO是空气污染物之一，主要来自汽车尾气、煤和石油的朱充分燃烧及钢铁的冶炼等。(3)毒性：82

3．二氧化碳的性质(1)物理性质：无色无味、密度比空气大的气体，微溶于水，能引起“温室效应”，固体CO2叫做“干冰”。3．二氧化碳的性质(1)物理性质：83(2)化学性质：

①氧化性：CO2+C=2COCO2+2Mg=2MgO+C②酸性氧化物CO2+H2O===H2CO3

≒H++HCO3-(弱电离)CO2+Ca(OH)2==CaCO3+H2OCO2+CaCO3+H2O==Ca(HCO3)2

(2)化学性质：①氧化性：84常见弱酸的酸性强弱比较：

CH3COOH>H2CO3>HClO>H2SiO3>HAlO2ⅰ、过量的CO2通入到碳酸盐或某些弱酸盐中，生成碳酸的酸式盐，如:CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3CO2+H2O+CaCO3=Ca(HCO3)2CO2+NaClO+H2O=HClO+NaHCO3CO2+H2O+Na2CO3=2NaHCO3常见弱酸的酸性强弱比较：CH3COOH>H2CO3>85

HCO3-与H+、OH-都能发生反应，故不能大量共存:HCO3-+H+==CO2+H2OHCO3-+OH-=CO32-+H2Oⅱ、CO2通入硅酸钠溶液或偏铝酸钠溶液中，可生成沉淀，是生成碳酸的正盐还是碳酸的酸式盐，应根据通入的CO2的量而定。2CO2(足量)+Na2SiO3+2H2O=H2SiO3+2NaHCO3CO2(少量)+2NaAlO2+3H2O=2A1(OH)3+Na2CO3

HCO3-与H+、OH-都能发生反应，故不能大量共存86知识梳理·题型构建可用CO2制取的弱酸【小贴士】知识梳理·题型构建可用CO2制取的弱酸【小贴士】87知识梳理·题型构建知识梳理·题型构建88

(3)制法：

①工业制法(煅烧石灰石):CaCO3==CaO+CO2↑②实验室制法(石灰石和稀盐酸反应)：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑“固+液制气”型，启普发生器及其简易装置。(4)用途：灭火剂，制纯碱、汽水，致冷剂以及人工降雨。(3)制法：①工业制法(煅烧石灰石):CaCO894、碳酸盐性质规律---碳酸的正盐与酸式盐比较

(1)在水中溶解性：一般来说酸式盐溶解度比同温下正盐的大(Na2CO3和NaHCO3例外)。(2)热稳定性：难溶性的正盐及(NH4)2CO3及酸式盐受热易分解，可溶性正盐受热难分解。(3)与酸碱的反应：相同条件下与酸反应酸式盐比正盐反应剧烈，酸式盐与碱反应而正盐不能。4、碳酸盐性质规律---碳酸的正盐与酸式盐比较90

(4)酸式盐与碱反应时的产物要根据相对用量判断。如：在Ca(HCO3)2溶液中滴加NaOH溶液。

Ca(HCO3)2+NaOH(少量)=CaCO3+NaHCO3+H2OCa(HCO3)2+2NaOH(过量)=CaCO3+Na2CO3+2H2O(4)酸式盐与碱反应时的产物要根据相对用量判断。如：91

(5)CO32-和HCO3-的检验:待测液中加CaCl2溶液，生成白色沉淀，加盐酸产生无色无味并能使石灰水变浑浊的气体,证明溶液中有CO32-；若加CaCl2溶液，无白色沉淀生成，加盐酸产生无色无味并能使石灰水变浑浊的气体,证明溶液中有HCO3-。

(5)CO32-和HCO3-的检验:92

(6)除杂

①CO中混有CO2：通过盛有澄清石灰水的洗气瓶。②CO2中混有CO：通过硬质玻璃管中灼热的CuO。③CO2中混有SO2、HCl：通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶。(6)除杂①CO中混有CO2：通过盛有93【C60的结构】

C60是一个由20个六边形和12个五边形构成的32面体，具有空心的类似于足球状结构，在C60分子的球表面上存在共轭双键(类似1，3一丁二烯中的碳键)，因而被称为巴基球或足球烯或富勒烯，现以富勒烯为它的正式名。【C60的结构】C60是一个由20个六94深度思考深度思考知识梳理·题型构建1．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)：_________________________________________。(6)CO2(H2S)：_________________________________________。通过CuSO4溶液通过盛有浓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饱和NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液通过饱和NaHCO3溶液深度思考深度思考知识梳理·题型构建1．除去下列气体中混95深度思考深度思考知识梳理·题型构建2．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：①水洗；②加热；③高温灼烧；④过滤；⑤结晶。粉末状混合物选择的试剂选用的操作(1)CaCO3(SiO2)(2)NaCl(SiO2)(3)SiO2(Fe2O3)(4)SiO2(CaCO3)(5)SiO2(H2SiO3)(6)SiO2(NH4Cl)②B④D④⑤A④A④③解析可根据二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物；它可跟强碱反应，不跟酸(氢氟酸除外)反应；它受热不分解等性质。而三氧化二铁、碳酸钙跟盐酸反应；硅酸、氯化铵能受热分解。通过一定操作，除去杂质。反应方程式深度思考深度思考知识梳理·题型构建2．如何用所提供的试96

3．标准状况下，将3.36LCO2气体通入200mL1.00mol·L－1NaOH溶液中，充分反应后溶液中c(CO)与c(HCO)的比值为(不考虑水解)()A．1∶1 B．1∶2 C．2∶1 D．1∶3答案：B解析：n(CO2)＝0.150moln(NaOH)＝0.200L×1.00mol·L－1＝0.200mol反应产物为Na2CO3、NaHCO3。3．标准状况下，将3.36LCO2气体97三、硅及其化合物

1、硅(1)硅元素的含量与存在在地壳里，硅的含量在所有元素中居第二位，仅次于氧，全部以化合态形式存在，是构成矿物和岩石的主要元素。(2)硅晶体的结构与主要物理性质原子晶体，正四面体的空间网状结构；灰黑色，有金属光泽；硬度较大，熔点和沸点较高，但都低于金刚石。

三、硅及其化合物1、硅98

(3)硅的化学性质不活泼，在常温下，除F2、HF、强碱溶液外，与其他物质如O2、H2、C12、硫酸、硝酸等都不起反应。

Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2Si+2F2=SiF4

Si+4HF=SiF4+2H2

(3)硅的化学性质不活泼，在常温下，除99

(4)高纯硅的制法

①SiO2+2C=Si+2CO↑(制粗硅)②Si+2C12==SiCl4(提纯)③SiCl4+2H2==Si+4HCl(提纯)(4)高纯硅的制法①SiO2+2C=Si+2CO↑100(5)用途：①用来制造集成电路晶体管等半导体材料②硅合金用来制变压器铁芯③硅钢用来制耐酸设备(5)用途：①用来制造集成电路晶体管等半导体材料101知识梳理·题型构建1．下列关于硅的说法中，不正确的是()A．硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料B．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应D．加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应C解析硅在常温下能与F2、氢氟酸等发生反应。题组一新材料、新技术下C、Si的考查题组一题组二123知识梳理·题型构建1．下列关于硅的说法中，不正确的是()102知识梳理·题型构建B题组一新材料、新技术下C、Si的考查题组一题组二123知识梳理·题型构建B题组一新材料、新技术下C、Si的考查题103知识梳理·题型构建题组二工业制取高纯硅分馏(或蒸馏)题组一题组二123知识梳理·题型构建题组二工业制取高纯硅分馏(或蒸馏)题组104知识梳理·题型构建题组二工业制取高纯硅浓硫酸使滴入烧瓶中的SiHCl3气化在反应温度下，普通玻璃会软化有固体物质生成题组一题组二123知识梳理·题型构建题组二工业制取高纯硅浓硫酸使滴入烧瓶105知识梳理·题型构建题组二工业制取高纯硅排尽装置中的空气bd题组一题组二123知识梳理·题型构建题组二工业制取高纯硅排尽装置中的空气b106知识梳理·题型构建题组二工业制取高纯硅题组一题组二123(3)①因SiHCl3与水强烈反应，故A中产生的H2必须干燥，故B中的液体一定为浓H2SO4，且C中烧瓶需加热，其目的是使SiHCl3气化，加快与H2的反应。②根据题给信息石英管中产生的物质应为硅，故D中现象应有固体产生，由题给信息，制纯硅的反应条件为1000～1100℃，此温度下普通玻璃容易软化。③因高温下H2与O2容易反应而爆炸，故还应排尽装置中的空气。④铁与盐酸反应产生Fe2＋，其检验方法常常采用先将Fe2＋氧化为Fe3＋然后再加入KSCN溶液看是否变血红色来检验。知识梳理·题型构建题组二工业制取高纯硅题组一题组二123(1072、氧化硅(SiO2)

(1)晶体结构：晶体二氧化硅是硅原子和氧原子以共价键形成的原子晶体，因此硬度大，熔、沸点高，不导电，难溶于水。(2)物理性质：天然SiO2分为晶体和无定形两大类。石英的主要成分是SiO2，自然界透明的六方柱状石英晶体，即水晶；天然产SiO2又叫硅石；无定形SiO2有硅藻土。

2、氧化硅(SiO2)(1)晶体结构：108(3)化学性质：

具有酸性氧化物的性质①与碱性氧化物、强碱等反应：SiO2+CaO=CaSiO3SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(盛放碱溶液的试剂瓶常用塑料瓶，不用玻璃塞)②与弱酸HF的反应：SiO2+4HF==SiF4+2H2O(HF腐蚀玻璃)③氧化性：SiO2+2C=Si+2CO↑

(3)化学性质：具有酸性氧化物的性质109【思考与交流】

①为什么不能用带玻璃塞的试剂瓶盛放碱液？②SiO2既能和NaOH溶液反应又能和HF溶液反应，一定是两性氧化物吗？③下列叙述正确的是()A．因为Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比碳酸强B．碳和硅都是ⅣA族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理性质相似C．二氧化硅既溶于氢氧化钠溶液又溶于氢氟酸，所以二氧化硅是两性氧化物D．二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反应生成硅酸【思考与交流】①为什么不能用带玻璃塞的试剂瓶盛放碱液？110知识梳理·题型构建题组一二氧化硅的结构与性质√×√×题组一12题组二3456题组三知识梳理·题型构建题组一二氧化硅的结构与性质√×√×题111知识梳理·题型构建题组一二氧化硅的结构与性质ACDBE题组一12题组二3456题组三知识梳理·题型构建题组一二氧化硅的结构与性质ACDBE题组112知识梳理·题型构建题组一二氧化硅的结构与性质题组一12题组二3456题组三知识梳理·题型构建题组一二氧化硅的结构与性质题组一12题组1133．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()知识梳理·题型构建题组二二氧化碳与弱酸盐溶液反应的规律选项操作及现象溶液A通入CO2，溶液变浑浊，再升温至65℃以上，溶液变澄清C6H5ONa溶液B通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失，再加入足量NaOH溶液，又变浑浊Ca(OH)2溶液题组一12题组二3456题组三3．用四种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关114知识梳理·题型构建题组二二氧化碳与弱酸盐溶液反应的规律题组一12题组二3456题组三答案B知识梳理·题型构建题组二二氧化碳与弱酸盐溶液反应的规律题组115知识梳理·题型构建题组二二氧化碳与弱酸盐溶液反应的规律4．下列实验过程中，始终无明显现象的是 ()A．NH3通入FeSO4溶液中B．CO2通入CaCl2溶液中C．AlCl3溶液中滴入NaHCO3溶液D．向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2B题组一12题组二3456题组三知识梳理·题型构建题组二二氧化碳与弱酸盐溶液反应的规律4．116知识梳理·题型构建题组三CO2与碱溶液反应产物的定量判断B题组一12题组二3456题组三知识梳理·题型构建题组三CO2与碱溶液反应产物的定量判断B117知识梳理·题型构建题组三CO2与碱溶液反应产物的定量判断6．向含有0.2molNaOH和0.1molBa(OH)2的溶液中持续稳定地通入CO2气体，当通入气体为8.96L(0℃，1.01×105Pa)时立即停止，则这一过程中，溶液中离子的物质的量与通入CO2气体的体积关系图像正确的是(气体的溶解和离子的水解忽略不计) ()题组一12题组二3456题组三知识梳理·题型构建题组三CO2与碱溶液反应产物的定量判断6118知识梳理·题型构建题组三CO2与碱溶液反应产物的定量判断题组一12题组二3456题组三答案C知识梳理·题型构建题组三CO2与碱溶液反应产物的定量判断题119知识梳理·题型构建1．反应顺序的判断当有多种组分与一种物质反应时，判断反应顺序的方法：先假设与其中的一种组分反应，若产物还能与另一种组分反应，则假设错误。如将CO2通入KOH、Ba(OH)2混合溶液中，假设CO2先与KOH反应，则生成的K2CO3会与Ba(OH)2继续反应生成BaCO3，故假设错误，应该是CO2先与Ba(OH)2反应。2．CO2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。知识梳理·题型构建1．反应顺序的判断当有多种组分与一种物质反120知识梳理·题型构建知识梳理·题型构建1213、硅酸、硅酸盐性质

(1)硅酸：①性质：不溶于水、弱酸，其酸性比碳酸还要弱。Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O②制法：Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO33、硅酸、硅酸盐性质(1)硅酸：122(2)硅酸盐：是指含有金属元素、Si元素、氧元素的一类物质。如Na2SiO3(水溶液俗称水玻璃)。硅酸盐组成的氧化物形式：硅酸钠：Na2SiO3

石棉：3MgO·CaO·4SiO2

正长石：K2O·、A12O3·6SiO2普通玻璃：Na2O·CaO·6SiO2

水泥主要成分：3CaO·SiO2，2CaO·SiO2，3CaO·A12O3

黏土的主要成分：A12O3·2SO2·2H2O(2)硅酸盐：是指含有金属元素、Si元素、氧元素的一类物质。123硅酸钠(Na2SiO3)：

①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。②它能与酸性较硅酸强的酸反应，化学方程式分别为与盐酸反应：Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓。与CO2水溶液反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3。③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。硅酸钠(Na2SiO3)：①白色、可溶于水的粉末状固124(3)硅酸盐工业Ⅰ、水泥：①原料：石灰石和黏土。②生产设备：水泥