高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 4.1碳和硅 無(wú)機(jī)非金屬材料課件.ppt

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第四章 非金屬及其化合物,第一節(jié) 碳和硅 無(wú)機(jī)非金屬材料,考綱要求 1.了解碳、硅元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。2.了解碳、硅元素單質(zhì)及其重要化合物對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響。3.了解常見(jiàn)無(wú)機(jī)非金屬材料的性質(zhì)和用途。,一、碳、硅單質(zhì)的主要性質(zhì)與用途 1．碳、硅元素在自然界中的存在形態(tài) (1)碳：既有游離態(tài)又有化合態(tài)。 (2)硅：只有 。硅在地殼中的含量占第二位。,考點(diǎn)一 碳、硅的單質(zhì)及其氧化物,化合態(tài),2．碳、硅單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途,,CO,CO2,4．硅的化學(xué)性質(zhì)——還原性,二、碳、硅的氧化物 1．一氧化碳 (1)物理性質(zhì)： 色氣體， 毒， 溶于水。 (2)化學(xué)性質(zhì)：,無(wú),劇,難,淡藍(lán),2．二氧化碳和二氧化硅 (1)結(jié)構(gòu)：CO2由分子組成；SiO2是空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不存在單個(gè)分子。 (2)物理性質(zhì)： ①熔、沸點(diǎn)： 的熔、沸點(diǎn)高。 ②溶解性：CO2可溶于水，SiO2________溶于水。 (3)化學(xué)性質(zhì)：,SiO2,不,(4)主要用途： CO2：制飲料、碳酸鹽、干冰用作制冷劑。 SiO2：光導(dǎo)纖維、制光學(xué)儀器、電子部件、水晶可制作飾品。,1．SiO2既能與NaOH反應(yīng)，又能與氫氟酸反應(yīng)，它是否是兩性氧化物？ 提示：SiO2是酸性氧化物，與HF反應(yīng)是它的特性，與其他酸均不反應(yīng)。,答案：(1)√ (2)√ (3)√ (4)√ (5),碳、硅的性質(zhì),答案：C,答案：C,3．下列關(guān)于SiO2和CO2的說(shuō)法中正確的是( ) A．CO2、SiO2分別是碳酸和硅酸的酸酐 B．CO2和SiO2與水反應(yīng)分別生成相應(yīng)的酸 C．CO2是酸性氧化性，SiO2是兩性氧化物 D．CO2和SiO2都是由相應(yīng)的分子組成的 答案：A,CO2、SiO2的性質(zhì),4．(2014年銅州四校聯(lián)考)將過(guò)量的CO2分別通入①CaCl2溶液、②Na2SiO3溶液、③Ca(OH)2溶液、④飽和Na2CO3溶液、⑤NaAlO2溶液，最終溶液中有白色沉淀析出的是( ) A．①②③④ B．②④⑤ C．①②③ D．②③ 答案：B,5．玻璃的主要成分是SiO2，以下物質(zhì)必須貯存在帶有橡膠塞的玻璃試劑瓶中的是____________________________________________。 ①KOH溶液 ②飽和Na2CO3溶液(堿性溶液) ③鹽酸 ④水玻璃(Na2SiO3的水溶液) ⑤氫氟酸 ⑥HNO3 答案：①②④,6．長(zhǎng)距離聯(lián)網(wǎng)所使用的傳輸速度快、信息量大的線路，其材料的主要化學(xué)成分為_(kāi)_______，該材料的名稱(chēng)是________________。這種材料被埋在地下時(shí)，如果裸露在堿性土壤中，會(huì)導(dǎo)致斷路，用離子方程式說(shuō)明原因：_____________________________________________ ______________________________________________________。,7．用四種溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下表中“操作及現(xiàn)象”與“溶液”對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是( ),CO2與鹽或堿溶液反應(yīng)的規(guī)律,解析：CO2通入飽和Na2CO3溶液生成NaHCO3晶體析出，正確；B項(xiàng)，CO2＋Na2SiO3＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓，H2SiO3與CO2不反應(yīng)，渾濁不會(huì)消失；C項(xiàng)，CO2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，溶液變渾濁后加入品紅溶液，品紅溶液被HClO氧化褪色；D項(xiàng)，通入CO2少量時(shí)發(fā)生反應(yīng)：CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，繼續(xù)通CO2，生成可溶于水的Ca(HCO3)2，再加入足量的NaOH溶液，則：2NaOH＋Ca(HCO3)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，溶液又變渾濁。 答案：B,答案：B,CO2與堿反應(yīng)產(chǎn)物的定量判斷 CO2通入NaOH、Ca(OH)2等強(qiáng)堿溶液的反應(yīng)與CO2氣體的通入量有關(guān)，當(dāng)CO2通入少量時(shí)生成碳酸鹽，當(dāng)CO2通入過(guò)量時(shí)生成碳酸氫鹽；當(dāng)CO2的通入量介于兩者之間時(shí)，既有正鹽又有酸式鹽生成，因此推斷時(shí)一定要注意CO2與堿之間量的關(guān)系。 以CO2與NaOH溶液反應(yīng)為例： CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O CO2＋NaOH===NaHCO3 當(dāng)n(OH－)∶n(CO2)的值不同時(shí)產(chǎn)物如下：,,一、硅酸、硅酸鹽 1．硅酸 (1)溶解性：溶解度很小。 (2)化學(xué)性質(zhì)：,考點(diǎn)二 硅酸及硅酸鹽,,(3)制備：可用硅酸鈉與鹽酸反應(yīng)制得： Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl。 (4)用途：硅酸用于制硅膠，硅膠可用作 的載體和干燥劑。,催化劑,2．硅酸鹽 (1)硅酸鹽：是由 和 組成的化合物的總稱(chēng)，是構(gòu)成地殼巖石的重要成分。 (2)硅酸鈉：硅酸鈉的水溶液俗稱(chēng) 是制備硅膠和木材_____劑等的原料。 (3)硅酸鹽組成的表示： 通常用金屬氧化物和二氧化硅的組合形式表示硅酸鹽的組成，表示的順序是：活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水，化合價(jià)低的金屬氧化物放在前面。例如，硅酸鈉(Na2SiO3)可表示為Na2OSiO2，長(zhǎng)石(KAlSi3O8)可表示為_(kāi)____________________。,硅、氧,金屬,水玻璃,防火,K2OAl2O36SiO2,二、無(wú)機(jī)非金屬材料 1．硅酸鹽材料 2.特殊功能的含硅物質(zhì) (1)碳化硅具有金剛石結(jié)構(gòu)，可用作磨料。 (2)含硅元素4%的硅鋼具有 性。 (3)硅橡膠具有既耐高溫又耐低溫的性質(zhì)。 3．新型無(wú)機(jī)非金屬材料，如高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、光導(dǎo)纖維、生物陶瓷、壓電陶瓷、C60等。,導(dǎo)磁,2．判斷正誤，正確的畫(huà)“√”，錯(cuò)誤的畫(huà)“” (1)水晶、玻璃、陶瓷、水泥都屬于硅酸鹽。( ) (2)水晶可制太陽(yáng)能電池。( ) (3)陶瓷、水泥、金剛砂及所有的玻璃都是硅酸鹽產(chǎn)品。( ) (4)合成纖維和光導(dǎo)纖維都是有機(jī)高分子材料。( ) (5)氮化硅陶瓷是新型無(wú)機(jī)非金屬材料。( ) 答案：(1) (2) (3) (4) (5)√,硅酸鹽的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),答案：D,2．青石棉是一種致癌物質(zhì)，是《鹿特丹公約》中受限制的46種化學(xué)品之一，其化學(xué)式為Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸溶液處理時(shí)，還原產(chǎn)物只有NO，下列說(shuō)法不正確的是( ) A．青石棉是一種硅酸鹽材料 B．青石棉中含有一定量的石英晶體 C．青石棉的化學(xué)組成可表示為： Na2O3FeOFe2O38SiO2H2O D．1 mol青石棉能使1 mol HNO3被還原 答案：B,3．(2013年高考上海卷)硅與鋁同周期。SiO2是硅酸鹽玻璃(Na2CaSi6O14)的主要成分，Na2CaSi6O14也可寫(xiě)成Na2OCaO6SiO2。盛放NaOH溶液的試劑瓶若用玻璃瓶塞容易形成黏性的硅酸鹽而無(wú)法打開(kāi)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________。 長(zhǎng)石是鋁硅酸鹽，不同類(lèi)長(zhǎng)石其氧原子的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相同。由鈉長(zhǎng)石化學(xué)式NaAlSi3O8可推知鈣長(zhǎng)石的化學(xué)式為_(kāi)_________________________________________________________。 解析：由鈉長(zhǎng)石的化學(xué)式NaAlSi3O8可知鈣長(zhǎng)石的化學(xué)式符合CaAlxSiyO8，由“氧原子物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相同”可知x＋y＝4，依據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0，可知2＋3x＋4y＝16，求解即可。 答案：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O CaAl2Si2O8,4．下列哪些材料是新型無(wú)機(jī)非金屬材料( ) ①氧化鋁陶瓷 ②氮化硅陶瓷 ③碳化硅陶瓷 ④氮化鋁陶瓷 ⑤氮化鈦陶瓷 ⑥硅化硼陶瓷 ⑦二硅化銅陶瓷 A．僅①②③ B．僅①③④⑤ C．僅①⑤⑥ D．全部都是 答案：D,無(wú)機(jī)非金屬材料,5．下列有關(guān)玻璃的說(shuō)法不正確的是( ) A．制普通玻璃的原料主要是純堿、石灰石和石英 B．玻璃在加熱熔化時(shí)有固定的熔點(diǎn) C．普通玻璃的主要成分是硅酸鈉、硅酸鈣 D．盛放燒堿溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，是為了防止燒堿跟二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈉而使瓶塞與瓶口粘在一起 答案：B,6．(2014年皖南八校一聯(lián))用無(wú)機(jī)礦物資源生產(chǎn)部分材料，其產(chǎn)品流程示意圖如下：,,下列有關(guān)說(shuō)法中不正確的是( ) A．制取粗硅時(shí)生成的氣體產(chǎn)物為CO B．生產(chǎn)鋁、銅、高純硅及玻璃的過(guò)程中都涉及氧化還原反應(yīng) C．黃銅礦冶煉銅時(shí)，SO2可用于生產(chǎn)硫酸，F(xiàn)eO可用作冶煉鐵的原料 D．粗硅制高純硅時(shí)，提純四氯化硅可用多次分餾的方法 解析：生產(chǎn)玻璃不涉及氧化還原反應(yīng)。 答案：B,酸性和非金屬性強(qiáng)弱的探究 已知酸性：,根據(jù)“強(qiáng)酸制弱酸”原理知： (2)Na2SiO3溶液： CO2不足：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓； CO2過(guò)量： Na2SiO3＋2H2O＋2CO2===2NaHCO3＋H2SiO3↓。 兩種情況均生成白色膠狀沉淀。,(3)NaAlO2溶液： CO2不足： 2NaAlO2＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋Na2CO3 CO2過(guò)量：NaAlO2＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋NaHCO3 兩種情況均生成白色膠狀沉淀。 (4)ONa溶液： 無(wú)論CO2多少只發(fā)生： ONa＋H2O＋CO2―→OH＋NaHCO3。 (5)漂白粉溶液： CO2少量：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO； CO2過(guò)量：Ca(ClO)2＋2CO2＋2H2O===Ca(HCO3)2＋2HClO。,典例 (1)將鹽酸滴入Na2CO3固體中劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體通入Na2SiO3溶液中，產(chǎn)生________，證明酸性強(qiáng)弱順序?yàn)?______________________________________________________， 反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________________ ______________________________________________________。,,答案 (1)白色膠狀沉淀 HClH2CO3H2SiO3 Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3 (2)不能。非金屬性越強(qiáng)，最高價(jià)含氧酸的酸性越強(qiáng)，因HCl不是最高價(jià)含氧酸，故不能證明非金屬性ClC，但可以證明非金屬性CSi (3)不能。 因碳在此反應(yīng)失電子化合價(jià)升高，不表現(xiàn)非金屬性,即時(shí)訓(xùn)練 (2014年三門(mén)峽質(zhì)檢)將足量的CO2不斷通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量與通入CO2的體積的關(guān)系可表示為( ),,解析：將CO2通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，依次發(fā)生如下反應(yīng)： ①Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O ②2KOH＋CO2===K2CO3＋H2O ③2KAlO2＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋K2CO3 ④K2CO3＋CO2＋H2O===2KHCO3 ⑤BaCO3＋H2O＋CO2===Ba(HCO3)2 根據(jù)沉淀生成和溶解的情況對(duì)照?qǐng)D像可知C正確。 答案：C,