2019高考化学大一轮复习-第四章-非金属及其化合物-第14讲-碳、硅及无机非金属材料课件-鲁科版.ppt

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1、 第14 讲 碳、硅及无机非金属材料1.了解了解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。性质及应用。2了解了解C、Si元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。考点一考点二微课1616探究高考提升考能考点一碳、硅单质及氧化物 题组训练解题探究 基础小练多维思考返回1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)12C、13C、14C是碳的三种同素异形体()(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()

2、(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()同位素（3）晶体硅熔点高硬度大，与制作半导体材料没关系(4)Si不能用于制造光导纤维(6)SiO2是酸性氧化物,但可溶于氢氟酸题号132返回2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)：_。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有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶题号132返回3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

3、)CaCO3(SiO2)_ _。(2)SiO2(CaCO3)_ _。(3)SiO2(NH4Cl)_ _。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 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 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。NH4Cl NH3HCl题号132返回题组一碳及其氧化物1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

4、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D题号1432返回52(2017信阳模拟)为检验二氧化碳气体中是否混有一氧化碳，某课外兴趣小组的同学设计了如下图所示的实验装置：根据装置回答问题：(1)A装置的作用是_。(2)实验后怎样处理尾气_，(3)若实验时观察到_，则证明原气体中一定含有一氧化碳。发生反应的化学方程式为_。吸收CO2点燃 B中无明显现象，装置C中黑色粉末变成光亮的 红色，D中澄清石灰水变浑浊2COO2 2CO2题号1432返回5解析：(1)除去混合气体的CO2时，可先将混合气体通入盛有浓NaOH溶液的洗气瓶中，故A装置的作用是吸收CO2，

5、以排除对下面实验的干扰。(2)CO有毒，故将CO点燃生成CO2才能排放到空气中。(3)CO还原CuO的实验现象是黑色粉末变成红色，故利用这一现象来证明原气体中一定含有CO。题号1432返回5题组二硅和二氧化硅的特性C题号1432返回5题号1432返回5A作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀 B氧化性 C酸性氧化物的通性 D将挥发性的酸酐从其盐中置换出来 E未参加氧化还原反应CDBEA题号1432返回5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；非金属单质一般不跟非氧化性酸反应，但Si能与HF反应：Si4HF=SiF42H

6、2；非金属单质大多为非导体，但Si为半导体。题号1432返回5(2)含硅化合物的特殊性SiO2是H2SiO3的酸酐，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；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SiO2Na2CO3 Na2SiO3CO2也能发生。题号1432返回5题组三硅的工业制法5制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原

7、法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：(1)写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学方程式为_。(2)整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出该反应的化学方程式_；H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是_。题号1432返回5解析：(1)H2还原SiHCl3得到Si和HCl。(2)SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，依据原子守恒，判断另一物质是H2。因H2还原SiHCl3的反应条件是高温(1 357 K)，若混入O2，则H2与O2混合加热可能发生爆炸，同时，O2也可能氧化SiHCl3。题

8、号1432返回5提纯粗硅的两种方法题号1432返回5考点二硅酸、硅酸盐及无机非金属材料 题组训练解题探究 基础小练多维思考返回1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)玻璃是一种晶体，有较高的熔点()(2)水玻璃是一种特殊的玻璃，泡花碱属于碱 ()(3)向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2出现白色沉淀，证明H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强()(4)传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料()(5)新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的许多缺点()(6)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 ()(7)传统无机非金属材料和新型无机非金

9、属材料的主要成分都是硅酸盐()玻璃态物质，没有固定的熔点（2）Na2SiO3溶液俗称水玻璃，Na2SiO3泡花碱弱（7）传统无机非金属材料主要成分都是硅酸盐,新型无机非金属材料的主要成分不一定是硅酸盐返回题号1322实验室中要熔化烧碱固体，现有三种坩埚：石英坩埚、陶瓷坩埚、铁坩埚。你认为选哪一种？简述选择的依据。答案：选择铁坩埚。依据：铁不与烧碱反应，而石英坩埚、陶瓷坩埚中都含有SiO2，能与NaOH反应使得坩埚受损返回题号1323探究由SiO2制取H2SiO3的最佳方案(用流程图表示)。返回题号132题组一无机非金属材料1下列叙述正确的是()A高温下二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，说明硅酸

10、(H2SiO3)的酸性比碳酸强B陶瓷、玻璃、水泥容器都能贮存氢氟酸C石灰抹墙、水泥砌墙的硬化过程原理相同D玻璃窑中出来的气体的主要成分是二氧化碳解析：SiO2Na2CO3 Na2SiO3CO2反应发生的原因是CO2易挥发，A错误；陶瓷、玻璃、水泥都属于硅酸盐材料，不能用于贮存氢氟酸，B错误；石灰硬化是Ca(OH)2与CO2反应，水泥硬化是水泥与H2O反应，C错误。D题号15432返回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Si3N4B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

11、种新型无机非金属材料，其主要成分为SiO2D二氧化硅为立体网状结构，其晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为12D题号15432返回3氮化硅(Si3N4)是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮气在1 300 时反应获得。(1)根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是_(填序号)。A制汽轮机叶片 B制有色玻璃 C制永久性模具 D制陶瓷发动机(2)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式：_。(3)现用SiCl4和N2(在H2气氛下)，加强热发生反应，可获得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为_。解析：由Si3N4的硬度

12、大、熔点高、化学性质稳定，可知Si3N4的用途符合A项、C项、D项。答案：(2)Si3N412HF=3SiF44NH3(或Si3N416HF=3SiF44NH4F)(3)3SiCl42N26H2 Si3N412HClACD题号15432返回无机非金属材料的分类题号15432返回题组二硅酸盐的成分及表示方法4和田玉在我国至少有7 000年的历史，也称为软玉，是我国玉文化的主体。和田玉是一种具有链状结构的含水钙镁硅酸盐，某种和田玉的化学成分为Ca2Mg3Fe2(Si4O11)2(OH)2，下列有关叙述正确的是 ()A其化学式改写为氧化物的形式为2CaO3MgOFe2O38SiO2H2OB它能够抵抗

13、任何酸碱的腐蚀C其中铁元素的化合价为3D其中铁元素的化合价为2D题号15432返回解析：假设和田玉中铁元素的化合价为x，根据化合物中各元素的化合价代数和为零，可得：(2)2(2)3(x)2(4)8(2)22(1)20，即x2，所以其化学式改写为氧化物的形式为2CaO3MgO2FeO8SiO2H2O；硅酸盐一般耐酸碱的腐蚀，但不是所有的酸碱都不能腐蚀它，如氢氟酸可以和其中的硅元素反应生成SiF4气体，浓硝酸可以将其中所含的Fe2氧化成Fe3。题号15432返回5硅与铝同周期。SiO2是硅酸盐玻璃(Na2CaSi6O14)的主要成分，Na2CaSi6O14也可写成Na2OCaO6SiO2。盛放Na

14、OH溶液的试剂瓶若用玻璃瓶塞容易形成黏性的硅酸盐而无法打开，发生反应的化学方程式为_。长石是铝硅酸盐的，不同类长石其氧原子的物质的量分数相同。由钠长石的化学式NaAlSi3O8可推知钙长石的化学式为_。解析：根据不同类长石其氧原子的物质的量分数相同，结合化合价代数和是0可写出钙长石的化学式。SiO22NaOH=Na2SiO3H2OCaAl2Si2O8题号15432返回硅酸盐改写成氧化物形式的方法题号15432返回微课16CO2与碱溶液反应产物的判断与计算 微课集训微课归纳返回1CO2与NaOH溶液反应产物的判断(1)将CO2通入一定量的NaOH溶液中至过量的反应原理：有关化学方程式：.2NaO

15、HCO2=Na2CO3H2O.Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3转化示意图：题号12返回x溶质成分x11NaHCO311x21NaOH、Na2CO3(2)反应后溶质成分的判断(3)用数轴来表示题号12返回2CO2与多组分反应的顺序如CO2通入NaOH、Ca(OH)2的混合溶液Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O2NaOHCO2=Na2CO3H2ONa2CO3CO2H2O=2NaHCO3CaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2题号12返回1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()B选项操作及现象溶液A通入CO2，溶液变浑浊饱和Na2CO3溶液B通入CO2，

16、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，又变浑浊澄清石灰水题号1432返回2将足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量(n)和通入CO2体积(V)的关系正确的是()D题号1432返回3标准状况下，将3.36 L CO2气体通入200 mL 1.00 molL1 NaOH溶液中，充分反应后溶液中c(CO32-)与c(HCO3-)的比值为(不考虑CO32-、HCO3-的水解)()A11B12 C21 D

17、13B题号1432返回：=0.05:0.1=1:2题号1432返回4向300 mL KOH溶液中缓慢通入一定量的CO2气体，充分反应后，在减压低温下蒸发溶液得到白色固体，请回答下列问题：(1)由于CO2通入量不同，所得到的白色固体的量及组成也不同，试推断有几种可能的组成，并分别列出。(2)若通入CO2气体2.24 L(标准状况)，得到11.9 g白色固体，请通过计算确定：此白色固体是由哪些物质组成的？其质量分别为多少？KOH的物质的量浓度为多少？题号1432返回 n（CO2）/n（KOH)）固体组成0比值1/2KOH、K2CO31/2K2CO31/2比值1K2CO3和KHCO31KHCO3题号

18、1432返回题号1432返回题号1432返回题号1432返回返回1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)因SiO2硬度大，可用于制造光导纤维(2017江苏，3C)()(2)硅胶可用作食品干燥剂 (2015全国卷，7A)()(3)Si和SiO2都用于制造光导纤维(2014海南，10D)()(4)SiO2既能和NaOH溶液反应又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物(2015安徽理综，9D)()题号1432返回题号1432返回。题号1432返回32015北京理综，27(1)(2)(3)研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。(1)溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在，其中

19、HCO3-占95%。写出CO2溶于水产生HCO3-的方程式：_。(2)在海洋碳循环中，通过如下图所示的途径固碳。写出钙化作用的离子方程式：_。题号1432返回题号1432返回题号1432返回题号1432返回4(2017全国卷，26)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：题号1432返回(1)在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是_，还可使用_代替硝酸。(2)沉淀A的主要成分是_，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为_。(3)加氨

20、水过程中加热的目的是_。沉淀B的主要成分为_、_(写化学式)。(4)草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后，用KMnO4标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量，滴定反应为MnOHH2C2O4Mn2CO2H2O。实验中称取0.400 g水泥样品，滴定时消耗了0.050 0 molL1 的KMnO4溶液36.00 mL，求该水泥样品中钙的质量分数。题号1432返回解析：(1)由题意知，水泥样品中含有铁、铝和镁等金属的氧化物，后面操作有加入氨水调节pH45，目的是除去Al元素和Fe元素，而在此pH范围内，Fe元素只有转化为Fe3才能完全生成沉淀，因此加入硝酸的目的是将样品中可能存在的Fe2氧化为F

21、e3；还可以使用双氧水等其他氧化剂代替硝酸。(2)水泥样品中的SiO2、CaO及铁、铝、镁等金属的氧化物，只有SiO2(或反应生成的H2SiO3)不溶于盐酸，所以沉淀A的主要成分是SiO2(或H2SiO3)。SiO2(或H2SiO3)不与强酸反应，但可溶于氢氟酸中，反应的化学方程式为SiO24HF=SiF42H2O(或H2SiO34HF=SiF43H2O)。题号1432返回(3)盐类水解是吸热反应，升高温度，可防止生成胶体，同时促进溶液中的Al3、Fe3水解程度增大而生成沉淀易于除去，加热的同时还可以加快反应速率；生成的沉淀主要为Al(OH)3、Fe(OH)3。(4)KMnO4与H2C2O4反应时，Mn由7价变为2价，每个Mn得到5个电子，即每个KMnO4得到5个电子，C由3价变为4价，每个C失去1个电子，即每个H2C2O4失去2个电子，由电子守恒可知，KMnO4与H2C2O4反应的物质的量关系式为2KMnO45H2C2O4。由题意知，消耗KMnO4的物质的量为0.050 0 mol/L0.036 L0.001 8 mol。题号1432返回n(H2C2O4)=题号1432返回返回本讲结束谢谢！