高三人教版化学一轮复习课件4.11无机非金属材料的主角.

1、学案学案11 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅硅轻松学教材轻松学教材qing song xue jiao cai一一 二氧化硅二氧化硅SiO2存在形式存在形式:(1)石英石英 (2)水晶水晶 (3)玛瑙玛瑙等等物理性质物理性质:熔点熔点(4)高高,硬度硬度(5)大大,(6)难难溶于水溶于水化学性质化学稳定性好化学性质化学稳定性好酸性氧化物的性质酸性氧化物的性质:SiO2+CaO ( 7)CaSiO3SiO2+2NaOH=(8)Na2SiO3+H2O特性特性:(9)SiO2+4H=FSiF4+2H2O用途用途(10)光导纤维光导纤维 化学仪器化学仪器 光学仪器光学仪器 钟表等钟表等高温

2、二二 硅酸硅酸H2SiO3物理性质物理性质:1(1)不不溶于水溶于水,透明透明,(12)胶胶状状(硅胶硅胶)化学性质化学性质:弱酸性弱酸性,H2SiO3+2NaOH=(13)Na2SiO3+2H2O比碳酸酸性弱比碳酸酸性弱:Na2SiO3+14CO2+H2O=Na2CO3+(15) H2SiO3制备方法制备方法:(可溶性硅酸盐可溶性硅酸盐+酸酸)Na2SiO3+2HCl=(16) 2NaCl+H2SiO3三三 硅酸盐硅酸盐硅酸盐组成硅酸盐组成:硅硅 氧氧 金属金属性质性质:大都大都(17)不不溶于水溶于水,化学性质化学性质(18)稳定稳定硅酸钠硅酸钠19)可可溶于水溶于水,其水溶液俗称其水溶液

3、俗称(20)水玻璃水玻璃,可用做可用做(21)木材防火剂木材防火剂用氧化物表示硅酸盐的组成用氧化物表示硅酸盐的组成四四 无机非金属材料无机非金属材料无机非金属材料无机非金属材料传统无机非金属材料陶瓷传统无机非金属材料陶瓷玻璃玻璃水泥水泥新型无机非金属材料新型无机非金属材料高温结构陶瓷高温结构陶瓷压电陶瓷压电陶瓷透明陶瓷透明陶瓷超导陶瓷超导陶瓷体验热身体验热身ti yan re shen1.北京北京2008奥运会金牌奥运会金牌“金镶玉金镶玉”环形玉璧由昆仑玉制成环形玉璧由昆仑玉制成,昆仑玉的成分可昆仑玉的成分可简单看成是简单看成是Ca2Mg5Si8O22(OH)2,则其用二氧化硅和金属化物的形式

4、可表示为则其用二氧化硅和金属化物的形式可表示为( )A.CaOMgOSiO2H2OB.2CaO5MgO8SiO2H2OC.2CaOMgOSiO22H2OD.5CaO2MgO8SiO2H2O答案答案:B解析解析:把硅酸盐改写为氧化物的格式为把硅酸盐改写为氧化物的格式为a金属氧化物金属氧化物bSiO2cH2O,含有多含有多种金属元素时种金属元素时,较活泼金属的氧化物在前较活泼金属的氧化物在前 书写时注意各元素的个数比要保书写时注意各元素的个数比要保护不变护不变 2.下列试剂可用带玻璃塞的玻璃瓶存放的是下列试剂可用带玻璃塞的玻璃瓶存放的是( )A.NaOH溶液溶液B.Na2SiO3溶液溶液C.盐酸盐

5、酸D.氢氟酸氢氟酸答案答案:C解析解析:本题主要考查化学试剂的贮存方法本题主要考查化学试剂的贮存方法 NaOH溶液溶液 氢氟酸均能和玻璃中氢氟酸均能和玻璃中的的SiO2发生反应而腐蚀玻璃发生反应而腐蚀玻璃;Na2SiO3溶液具有很强的黏性溶液具有很强的黏性,用带玻璃塞的玻用带玻璃塞的玻璃瓶盛放璃瓶盛放,Na2SiO3溶液能将瓶塞粘住溶液能将瓶塞粘住 3.下列关于碳和硅的叙述中下列关于碳和硅的叙述中,不正确的是不正确的是( )A.+4价氧化物都与氢氧化钠溶液反应价氧化物都与氢氧化钠溶液反应B.单质在加热时都能与氧气反应单质在加热时都能与氧气反应C.氧化物都能溶于水生成相应的酸氧化物都能溶于水生成

6、相应的酸D.碳和硅两种元素都有能导电的单质碳和硅两种元素都有能导电的单质答案答案:C解析解析:A项项,碳和硅的碳和硅的+4价氧化物都是酸性氧化物价氧化物都是酸性氧化物,都能与氢氧化钠溶液反应都能与氢氧化钠溶液反应;B项项,碳和硅的单质在加热时都能与碳和硅的单质在加热时都能与O2反应反应,生成氧化物生成氧化物;C项项,SiO2不溶于水不溶于水,不不能生成硅酸能生成硅酸;D项项,石墨是导体石墨是导体,晶体硅是半导体晶体硅是半导体,都能导电都能导电 4.(2009南京模拟南京模拟)硅在无机非金属材料中一直扮演着重要角色硅在无机非金属材料中一直扮演着重要角色,被誉为无机被誉为无机非金属材料的主角非金属

7、材料的主角 下列物品用到硅单质的是下列物品用到硅单质的是( )A.玻璃制品玻璃制品B.石英钟表石英钟表C.计算机芯片计算机芯片D.光导纤维光导纤维答案答案:C解析解析:制玻璃制玻璃 石英钟表以及光导纤维的含硅原料为石英钟表以及光导纤维的含硅原料为SiO2,故故A B D三项不三项不合题意合题意;计算机芯片的含硅原料为单质硅计算机芯片的含硅原料为单质硅 5.某科研小组用高岭土某科研小组用高岭土(主要成分是主要成分是Al2O32SiO22H2O并含少量并含少量CaO Fe2O3)研制新型净水剂研制新型净水剂(铝的化合物铝的化合物),其实验步骤如下其实验步骤如下:将土样和纯碱混匀将土样和纯碱混匀,加

8、热熔融加热熔融,冷却后用水浸取熔块冷却后用水浸取熔块,过滤过滤,弃去残渣弃去残渣,滤液用盐滤液用盐酸酸化酸酸化,经过滤分别得到沉淀和溶液经过滤分别得到沉淀和溶液,溶液即为净水剂溶液即为净水剂 (1)写出熔融时高岭土的主要成分与纯碱反应的化学方程式写出熔融时高岭土的主要成分与纯碱反应的化学方程式(Al2O3与纯碱的反与纯碱的反应和应和SiO2与纯碱的反应相似与纯碱的反应相似)_ ,232232Na COSiONa SiOCO232322Na COAl O2NaAlOCO(2)最后的沉淀物是最后的沉淀物是_,生成该沉淀的离子方程式是生成该沉淀的离子方程式是_ (3)实验室中常用瓷坩埚实验室中常用瓷

9、坩埚 氧化铝坩埚和铁坩埚氧化铝坩埚和铁坩埚,本实验在熔融高岭土时应选本实验在熔融高岭土时应选用的坩埚是用的坩埚是_ H2SiO3 2323SiO2HH SiO铁坩埚铁坩埚解析解析:(1)由题意可知由题意可知Al2O3与纯碱反应和与纯碱反应和SiO2与纯碱反应类似与纯碱反应类似,均是生成盐和均是生成盐和CO2,Al2O3与与Na2CO3反应生成反应生成NaAlO2;SiO2与与Na2CO3反应生成反应生成Na2SiO3 (2)滤液中含有滤液中含有Na2SiO3和和NaAlO2,向其中加入盐酸二者均可与盐酸反向其中加入盐酸二者均可与盐酸反应应,Na2SiO3与盐酸反应生成与盐酸反应生成H2SiO3

10、沉淀沉淀,而而NaAlO2与盐酸反应先生成与盐酸反应先生成Al(OH)3沉淀沉淀,后又溶解后又溶解,所以最后的沉淀是所以最后的沉淀是H2SiO3 (3)由于高温下由于高温下SiO2和和Al2O3均可和均可和Na2CO3反应反应,所以应选择所以应选择铁坩埚铁坩埚 6.A B C D E代表单质或化合物代表单质或化合物,它们之间的相互转换关系如图所示它们之间的相互转换关系如图所示,A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质,其晶体结构与金刚石相似其晶体结构与金刚石相似 请填空请填空:(1)形成单质形成单质A的原子结构示意图为的原子结构示意图为_,它的最高化合价为

11、它的最高化合价为_ (2)B的化学式的化学式(分子式分子式)为为_,B和碳反应生成和碳反应生成A和和E的化学方的化学方程式为程式为_ 价价SiO22S iO2 CS i2 C O高 温(3)C的化学式为的化学式为_,D的化学式为的化学式为_ CaSiO3Na2SiO3解析解析:根据题意根据题意A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质,可确定可确定A为硅为硅,分析框图分析框图,并结合中学化学知识并结合中学化学知识,高温下与碳反应生成单质硅的只有二氧化硅高温下与碳反应生成单质硅的只有二氧化硅,因此可确定因此可确定B为为SiO2,依据框图可确定依据框图可确定C为

12、为CaSiO3,D为为Na2SiO3,E为为CO 重点探究重点探究zhong dian tan jiu一一 碳碳 硅硅元素的存在元素的存在 单质的物理性质及用途单质的物理性质及用途(1)存在形式存在形式碳元素既有游离态碳元素既有游离态,又有化合态又有化合态,而硅元素仅有化合态而硅元素仅有化合态 碳单质主要有金刚石碳单质主要有金刚石 石墨等同素异形体石墨等同素异形体,硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类 (2)单质的物理性质单质的物理性质晶体硅与金刚石结构类似晶体硅与金刚石结构类似,二者熔点高二者熔点高,硬度大硬度大,石墨是层状结构晶体石墨是层状结构晶体,熔点高熔

13、点高,硬度较小硬度较小,是电的良导体是电的良导体,有腻感有腻感 (3)单质主要用途单质主要用途金刚石可用于切割刀具金刚石可用于切割刀具 装饰品等装饰品等;石墨可做电极石墨可做电极 润滑剂润滑剂 铅笔芯等铅笔芯等;硅可硅可用做半导体材料和合金材料用做半导体材料和合金材料 2.化学性质化学性质碳碳 硅在参与化学反应时硅在参与化学反应时,一般表现还原性一般表现还原性 【例【例1】晶体硅是一种重要的非金属材料】晶体硅是一种重要的非金属材料,制备纯硅的主要步骤如下制备纯硅的主要步骤如下:高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅;粗硅与干燥粗硅与干燥HCl气体反应制得气体反应制得SiH

14、Cl3:Si+3HCl SiHCl3+H2;SiHCl3与过量与过量H2在在1 0001 100 反反应制得纯硅应制得纯硅 已知已知SiHCl3能与能与H2O剧烈反应剧烈反应,在空气中易自燃在空气中易自燃 300请回答下列问题请回答下列问题 (1)第第步制备粗硅的化学方程式为步制备粗硅的化学方程式为_ (2)粗硅与粗硅与HCl反应完全后反应完全后,经冷凝得到的经冷凝得到的SiHCl3(沸点为沸点为33.0 )中含有少量中含有少量SiCl4(沸点为沸点为57.6 )和和HCl(沸点为沸点为-84.7 ),提纯提纯SiHCl3采用的方法为采用的方法为_ 2SiO2CSi2CO高温分馏分馏(或蒸馏或

15、蒸馏)(3)用用SiHCl3与过量与过量H2反应制备纯硅的装置如下反应制备纯硅的装置如下(热源及夹持热源及夹持装置略去装置略去):装置装置B中的试剂是中的试剂是,装置装置C中的烧瓶需要加热中的烧瓶需要加热,其目的是其目的是_ 浓硫酸浓硫酸 使滴入烧瓶中的使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化汽化反应一段时间后反应一段时间后,装置装置D中观察到的现象是中观察到的现象是_,装置装置D不能采不能采用普通玻璃管的原因是用普通玻璃管的原因是_,装置装置D中发生反中发生反应的化学方程式为应的化学方程式为_ 有固体物质生成有固体物质生成在此反应温度下在此反应温度下,普通玻璃会软化普通玻璃会软化 32SiHClH 1

16、 0001 100Si3HCl为保证制备纯硅实验的成功为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检查实验装置的气密性操作的关键是检查实验装置的气密性,控制好控制好反应温度以及反应温度以及_ 为鉴定产品硅中是否含微量铁单质为鉴定产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后再取上层清液后再加入的试剂加入的试剂(填写字母代号填写字母代号)是是_ a.碘水碘水 b.氯水氯水 c.NaOH溶液溶液 d.KSCN溶液溶液e.Na2SO3溶液溶液排尽装置中的空气排尽装置中的空气bd解析解析:(1)高温下用高温下用C还原还原SiO2生成生成CO而不是而不是CO2 (2)分离分离 提

17、纯不同沸点的提纯不同沸点的液体可以采用分馏或蒸馏的方法液体可以采用分馏或蒸馏的方法 (3)用用Zn 稀稀H2SO4制得的制得的H2中混有少量中混有少量H2O,而而SiHCl3能与能与H2O剧烈反应剧烈反应,所以要进行干燥所以要进行干燥,根据装置应选择液态干燥根据装置应选择液态干燥剂浓硫酸剂浓硫酸 C装置用水浴加热装置用水浴加热SiHCl3使其挥发成气体使其挥发成气体,和和H2进入进入D装置反应装置反应 因为因为的反应温度很高的反应温度很高,不能使不能使 32SiHClH 1 0001 100Si3HCl用普通玻璃管用普通玻璃管 因为因为SiHCl3容易在空气中自燃容易在空气中自燃,实验中还要注

18、意先通一段时实验中还要注意先通一段时间间H2排尽装置中的空气排尽装置中的空气 【方法归纳】【方法归纳】 读懂信息读懂信息 找突破口是解题的关键找突破口是解题的关键 类比迁移类比迁移lei bi qian yi1.(2008广东广东)硅单质及其化合物应用范围很广硅单质及其化合物应用范围很广 请回答下列问题请回答下列问题:(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅制备硅半导体材料必须先得到高纯硅,三氯甲硅烷三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如下生产过程示意图如下:写出由纯写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式制备高纯硅的化

19、学反应方程式_- 整个制备过程必须严格控制无水无氧整个制备过程必须严格控制无水无氧 SiHCl3遇水剧烈反应生成遇水剧烈反应生成H2SiO3 HCl和另一种物质和另一种物质,写出配平的化学反应方程式写出配平的化学反应方程式_;H2还原还原SiHCl3过程中若混入过程中若混入O2,可能引起的后果是可能引起的后果是_ 32SiHClH 1 357 KSi3HCl 32232SiHCl3H OH SiO3HClH高温下高温下H2与与O2反应发生爆炸反应发生爆炸(2)下列有关硅材料的说法正确的是下列有关硅材料的说法正确的是_(填字母填字母) A.碳化硅化学性质稳定碳化硅化学性质稳定,可用于生产耐高温水

20、泥可用于生产耐高温水泥B.氮化硅硬度大氮化硅硬度大 熔点高熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承可用于制作高温陶瓷和轴承C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料光导纤维光导纤维D.普通玻璃是由纯碱普通玻璃是由纯碱 石灰石和石英砂制成的石灰石和石英砂制成的,其熔点很高其熔点很高E.盐酸可以与硅反应盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅ABC(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃硅酸钠水溶液俗称水玻璃 取少量硅酸钠溶液于试管中取少量硅酸钠溶液于试管中,逐滴加入逐滴加入饱和氯化铵溶液饱和氯化铵溶液,振荡振荡 写出实验现象并给予解释写出实

21、验现象并给予解释_ , 2234342333 SiONHSiO2NHH SiO2NH答案：与发生水解相互促进反应产生白色絮状沉淀 同时产生有刺激性气味的气体解析解析:本题通过硅及其化合物的制备本题通过硅及其化合物的制备 性质及应用综合考查了氧化还原反应性质及应用综合考查了氧化还原反应 盐类的水解盐类的水解 物质的性质决定用途等知识物质的性质决定用途等知识,考查学生从信息中准确提取实考查学生从信息中准确提取实质性内容并与已有知识整合质性内容并与已有知识整合,重新组合重新组合 迁移迁移 归纳解决新问题的能力归纳解决新问题的能力,并有并有力体现了化学用语的正确表达能力力体现了化学用语的正确表达能力

22、( ),23321HSiHClSiSiHClH 1 357 KSi3HCl还原可制备化学方程式为SiHCl3与与H2O反应生成反应生成H2SiO3 HCl和和H2;用用H2还原还原SiHCl3过程中过程中若混入若混入O2,则高温下则高温下H2与与O2反应发生爆炸反应发生爆炸 (2)A项项,碳化硅为原子晶体碳化硅为原子晶体,熔点高熔点高 性质稳定性质稳定,可用于生产高温水泥可用于生产高温水泥,B项项,氮化硅为原子晶体氮化硅为原子晶体,熔点高熔点高,硬度大硬度大,可用于制作高温陶瓷和轴承可用于制作高温陶瓷和轴承 D项项,普通玻璃的主要成分是普通玻璃的主要成分是Na2SiO3 CaSiO3,是由石英

23、砂是由石英砂(SiO2) 石灰石石灰石 纯碱高温下反应产生的纯碱高温下反应产生的,化学方程式为化学方程式为Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2,CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2,E项项,Si与与HCl在常温下不反应在常温下不反应,发生反应时所需温度较高发生反应时所需温度较高,不便操作不便操作 (3)Na2SiO3与与NH4Cl水解相互促进生成水解相互促进生成H2SiO3沉淀和沉淀和NH3气体气体,离子方程式为离子方程式为高温高温 234233SiO2NHH SiO2NH重点探究重点探究zhong dian tan jiu二二 一氧化碳一氧化碳CO是无色无味的有毒气体是无色无

24、味的有毒气体,不溶于水不溶于水,可用做气体燃料和冶金工业的还原剂可用做气体燃料和冶金工业的还原剂 2222COO2COCuOCuOCO CuCO燃烧的化学方程式为点燃还原的化学方程式为2.CO2和和SiO2CO2和和SiO2都属于酸性氧化物都属于酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性具有酸性氧化物的通性 (1)与碱反应与碱反应与与NaOH溶液反应的化学方程式分别为溶液反应的化学方程式分别为:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 与与Na2O反应的化学方程反应的化学方程(2)与盐反应与盐反应与与Na2CO3反应的化学方程式分别为反应的化学方程式分别为:

25、SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2,Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 (3)与碱性氧化物反应与碱性氧化物反应式分别为式分别为:CO2+Na2O=Na2CO3,SiO2+Na2O=Na2SiO3 高温【例【例2】以下一些氧化物和单质之间可发生如下图所示的反】以下一些氧化物和单质之间可发生如下图所示的反应应:其中其中,氧化物氧化物()是红棕色固体是红棕色固体,氧化物氧化物()()()在反应条件下都是气体在反应条件下都是气体 (1)氧化物氧化物()的化学式是的化学式是_ 氧化物氧化物()的化学式是的化学式是_ Fe2O3CO(2)反应反应的化学方程式是的化学方程式是_ 反应反

26、应的化学方程式是的化学方程式是_ 反应反应的化学方程式是的化学方程式是_ 232Fe O3CO2Fe3CO高温( )222COH O gCOH高温 22H O gCHCO高温解析解析:氧化物氧化物()是红棕色固体是红棕色固体,则为则为Fe2O3;据氧化物据氧化物()为气体为气体,又具有还原又具有还原性性,知氧化物知氧化物()为为CO;单质单质()为为Fe,氧化物氧化物()为为CO2;氧化物氧化物()与氧化物与氧化物()反应生成单质反应生成单质()和和CO2,结合氧化物结合氧化物()与单质与单质反应生成反应生成CO和单质和单质(),后者应为有关水煤气的反应后者应为有关水煤气的反应,故推测氧化物故

27、推测氧化物()为为H2O,经检验合理经检验合理 【方法归纳】【方法归纳】 在框图推断中置换反应出现的频率较高在框图推断中置换反应出现的频率较高 比如本题反应比如本题反应就就是一个置换反应是一个置换反应 常考的置换反应有常考的置换反应有:Mg与与CO2反应反应 C与与H2O反应反应 C与与SiO2反应等反应等 类比迁移类比迁移lei bi qian yi2.指出下列反应中指出下列反应中SiO2所表现的化学性质或作用所表现的化学性质或作用,在在AD选项中选择正确答选项中选择正确答案填入括号内案填入括号内 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O( )SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO

28、2( )SiO2+2C Si+2CO( )SiO2+3C SiC+2CO( )SiO2+4HF=SiF4+2H2O( )高温高温高温A.作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀B.强氧化性强氧化性C.酸性氧化物的通性酸性氧化物的通性D.将挥发性的酸酐从其盐中置换出来将挥发性的酸酐从其盐中置换出来答案答案:C D B B A难点探究难点探究nan dian tan jiu碳碳 硅元素单质及其化合物的特性硅元素单质及其化合物的特性1.一般情况一般情况,非金属元素单质非金属元素单质,熔沸点低熔沸点低,硬度小硬度小,但硅但硅 金刚石熔沸点高金刚石熔沸点高,硬度硬度大大,其中

29、金刚石为硬度最大的物质其中金刚石为硬度最大的物质 2.一般情况一般情况,非金属元素单质为绝缘体非金属元素单质为绝缘体,但硅为半导体但硅为半导体,石墨为电的良导体石墨为电的良导体 3.一般情况一般情况,较强氧化剂较强氧化剂+较强还原剂较弱氧化剂较强还原剂较弱氧化剂+较弱还原剂较弱还原剂,而碳却还原出而碳却还原出比它更强的还原剂比它更强的还原剂:SiO2+2C Si+2CO,FeO+C Fe+CO 高温高温4.硅为非金属硅为非金属,却可以和强碱反应却可以和强碱反应,放出氢放出氢气气:Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 5.一般情况一般情况,较活泼金属较活泼金属+酸酸 盐盐+氢气氢气,

30、然而然而Si是非金属是非金属,却能与氢氟酸发生却能与氢氟酸发生反应反应:Si+4HF=SiF4+2H2 6.一般情况一般情况,碱性氧化物碱性氧化物+酸酸 盐盐+水水,SiO2是酸性氧化物是酸性氧化物,却能与氢氟酸发生却能与氢氟酸发生反应反应:SiO2+4HF=SiF4+2H2O 7.一般情况一般情况,较强酸较强酸+较弱酸盐较弱酸盐 较弱酸较弱酸+较强酸盐较强酸盐 虽然酸虽然酸性性:H2CO3H2SiO3,却能发生如下反应却能发生如下反应:Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2 8.一般情况一般情况,非常活泼金属非常活泼金属(Na K等等)才能够置换出水中的氢才能够置换出水中的氢,但却能

31、发生反应但却能发生反应C+H2O(g) CO+H2 9.一般情况一般情况,非金属氧化物与水反应生成相应的酸非金属氧化物与水反应生成相应的酸,如如CO2+H2O=H2CO3,但但SiO2不溶于水不溶于水,不与水反应不与水反应 高温高温【例【例3】1 mol SiO2晶体中含有晶体中含有SiO共价键的物质的量是共价键的物质的量是( )A.1 molB.2 molC.3 molD.4 mol答案答案:D解析解析: 1 mol SiO2中含有中含有4 mol 共价键共价键 在在SiO2晶体中晶体中,是由许多个四面体组是由许多个四面体组成的成的 每个每个Si原子周围结合着原子周围结合着4个个O原子原子,

32、同时每个同时每个O原子又与两个原子又与两个Si原子结原子结合合,如如:每个四面体均以每个四面体均以Si原子为中心原子为中心,包括包括4个个SiO分键分键 类比迁移类比迁移lei bi qian yi3.1 mol 晶体硅中含有晶体硅中含有SiSi键的数目是键的数目是(设阿伏加德罗常数的值为设阿伏加德罗常数的值为NA)( )A.0.5NAB.NAC.2NAD.4NA答案答案:C解析解析:晶体硅结构与金刚石相似晶体硅结构与金刚石相似,每个硅原子与另外每个硅原子与另外4个硅原子相连个硅原子相连,SiSi键键夹角为夹角为10928 其中在计数时其中在计数时,每个每个SiSi键数过键数过2次次,总数应减

33、半总数应减半 实验探究实验探究shi yan tan jiu 实验实验 CO和和CO2的性质实验的性质实验1.高考对实验题的设计往往以气体的制备实验和性质实验为主高考对实验题的设计往往以气体的制备实验和性质实验为主 CO和和CO2的的制备实验又各有其典型性制备实验又各有其典型性 而二者的性质也有代表性而二者的性质也有代表性,如如CO以还原性为以还原性为主主,CO2为典型酸性氧化物为典型酸性氧化物 因此平时在学习过程中应加以积累和总结因此平时在学习过程中应加以积累和总结 2.熟练掌握它们的典型性质熟练掌握它们的典型性质CO:可燃性可燃性 还原性还原性 毒性毒性,难溶于水等难溶于水等;CO2:酸性

34、氧化物性质酸性氧化物性质 弱氧化性弱氧化性,不支持燃烧不支持燃烧 3.与与CO和和CO2有关的除杂规律有关的除杂规律(括号内为杂质括号内为杂质)(1)CO(CO2):通过盛有澄清石灰水的洗气瓶通过盛有澄清石灰水的洗气瓶 (2)CO2(CO):通过盛放灼热通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管的硬质玻璃管 (3)CO2(O2):通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管 (4)CO2(SO2):通过饱和通过饱和NaHCO3溶液或酸性溶液或酸性KMnO4溶液溶液 (5)CO2(HCl):通过饱和通过饱和NaHCO3溶液溶液 (6)CO2(H2S):通过通过CuSO4溶液溶液 【实验设计】【实

35、验设计】课题式课堂教学是研究性学习的一种方式课题式课堂教学是研究性学习的一种方式,其基本教学模式为其基本教学模式为:下面是关于下面是关于“一氧化碳的化学性质一氧化碳的化学性质”的课题式课堂教学中在解决问题阶段的课题式课堂教学中在解决问题阶段,甲同学设计的证明甲同学设计的证明CO具有还原性的实验装置具有还原性的实验装置,如下图所示如下图所示 (1)点燃酒精灯点燃酒精灯A B的先后顺序为的先后顺序为:先点燃先点燃_,后点燃后点燃_ (2)硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为_ BA2CuOCO CuCO(3)洗气瓶中的实验现象为洗气瓶中的实验现象为_ (4)酒精灯酒

36、精灯B的作用为的作用为_ 澄清石灰水变浑浊澄清石灰水变浑浊点燃未反应的点燃未反应的CO,防止防止CO污染环境污染环境(5)乙同学认为甲同学装置太复杂乙同学认为甲同学装置太复杂,提出可将酒精灯合二为一提出可将酒精灯合二为一,去掉去掉B,而将尾气而将尾气导气管出口旋转到导气管出口旋转到A火焰上即可火焰上即可 乙同学的设计是否合理乙同学的设计是否合理?简述理由简述理由(从从A B使用的一致性的角度考虑使用的一致性的角度考虑) _ (6)丙同学质疑丙同学质疑:CO能否使澄清石灰水变浑浊能否使澄清石灰水变浑浊?因此因此,他设计在他设计在CO通入通入CuO之之前前,应先通入澄清石灰水应先通入澄清石灰水,以

37、比较排除以比较排除CO与澄清石灰水反应与澄清石灰水反应,试对此作出评价试对此作出评价,你认为丙的设计你认为丙的设计_(填填“必要必要”或或“不必要不必要”) 不合理不合理,因为因为CO点燃在先点燃在先,CuO加热在后加热在后,不能同时进行不能同时进行不必要不必要走出误区走出误区zou chu wu qu有的同学会误认为有的同学会误认为SiO2与与Na2CO3高温下反应高温下反应,放出放出CO2,那么硅酸酸性比碳那么硅酸酸性比碳酸强酸强 这是因为没有注意到通过化学反应比较酸性的强弱时这是因为没有注意到通过化学反应比较酸性的强弱时,条件应是在水条件应是在水溶液中发生的复分解反应溶液中发生的复分解反

38、应,因为碳酸的酸性比硅酸强因为碳酸的酸性比硅酸强,在硅酸钠的水溶液中通在硅酸钠的水溶液中通入入二氧化碳可发生如下反应二氧化碳可发生如下反应:Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3,符合符合“强酸制弱酸强酸制弱酸”的规律的规律 与此类似的金属活动性顺序表中金属活动性相对强与此类似的金属活动性顺序表中金属活动性相对强弱也是由水溶液中进行的反应得出的结论弱也是由水溶液中进行的反应得出的结论,由此我们应认识到由此我们应认识到,我们在利用某我们在利用某些规律去解决现实问题时些规律去解决现实问题时,应注意规律的使用条件应注意规律的使用条件,而不能盲目利用规律而不能盲目利用规律,否则否则

39、可能会得出错误结论可能会得出错误结论 通入少量通入少量CO2气体出现浑浊现象的溶液不一定是气体出现浑浊现象的溶液不一定是Ca(OH)2溶液或溶液或Ba(OH)2 溶液中通入少量溶液中通入少量CO2气体会产生浑浊现象的有气体会产生浑浊现象的有:饱和碳酸钠溶液饱和碳酸钠溶液(碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度);硅酸钠溶液硅酸钠溶液;苯酚钠溶液苯酚钠溶液;次氯酸钙溶液次氯酸钙溶液;澄清石灰水澄清石灰水;氢氧化钡溶氢氧化钡溶液液 因材施教因材施教yin cai shi jiao一题多解思路宽一题多解思路宽,赢得高考不困难赢得高考不困难在高三复习时在高三复习时,要注重

40、一题多解要注重一题多解,并对各种解题方法进行类比和联想并对各种解题方法进行类比和联想,从而找得从而找得解决问题的最佳方案解决问题的最佳方案,提高分析问题和解决问题的能力提高分析问题和解决问题的能力,使解题能力得到加强使解题能力得到加强和巩固和巩固 例向例向100 mL 0.3 mol/L的的Ca(OH)2溶液中通入溶液中通入CO2气体气体,当得到当得到1 g沉淀时沉淀时,通通入入CO2的物质的量是的物质的量是( )A.0.015 molB.0.01 molC.0.025 molD.0.05 mol解析解析:从过量与不过量两方面去进行分析从过量与不过量两方面去进行分析 此题有多种解法此题有多种解

41、法 解法一解法一:CO2通入石灰水中发生如下反应通入石灰水中发生如下反应:Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O,过过量的量的CO2与生成物与生成物CaCO3继续反应继续反应:CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2,使沉淀使沉淀溶解溶解 在在100 mL 0.3 mol/L的石灰水中的石灰水中,通入通入CO2产生产生CaCO3的质量与的质量与CO2的的物质的量关系如图所示物质的量关系如图所示 Ca(OH)2溶液中含溶液中含Ca(OH)2的物质的量为的物质的量为:()0.30.03 mol2100nCa OH1 000(1)CO2不足不足,生成的沉淀没有溶解生成的沉淀没有溶解CaCO

42、3CO2100 g 1 mol1 g x x=0.01 mol 故选故选B (2)CO2过量过量,生成的沉淀部分溶解生成的沉淀部分溶解,最后剩余最后剩余 1 g 沉淀沉淀Ca(OH)2 CO2 CaCO31 mol 1 mol 1 mol0.03 mol 0.03 mol 0.03 mol沉淀溶解沉淀溶解:0.03-0.01=0.02 (mol)CaCO3+ CO2+H2O=Ca(HCO3)20.02 mol 0.02 mol 0.02 mol故通入故通入CO2的物质的量为的物质的量为:0.03+0.02=0.05 (mol)故选故选D 解法二解法二:设通入设通入CO2 x mol,产生产生C

43、a(HCO3)2 y mol H2O z mol,若若y0,则有则有0.03Ca(OH)2+xCO2=0.01CaCO3+yCa(HCO3)2+zH2O:.().()x0.05y0.02,.0 030 01y Cax0 012y Cy0 x0 01B D根据原子个数守恒得关系式原子守恒原子守恒解得若时 则有由此得答案为 备用选题备用选题bei yong xuan ti1.(2009聊城模拟聊城模拟)下列各项操作中下列各项操作中,没有没有“先产生沉淀先产生沉淀,然后沉淀又溶解然后沉淀又溶解”现象的是现象的是( )向饱和碳酸钠溶液中通入过量的向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2向向Fe(OH)3胶体

44、中逐滴加入过量的稀盐酸胶体中逐滴加入过量的稀盐酸向向AgNO3溶液中逐滴加入过量的氨水溶液中逐滴加入过量的氨水向硅酸钠溶液中逐滴加入过量的盐酸向硅酸钠溶液中逐滴加入过量的盐酸A.B.C.D.答案答案:B解析解析:向饱和碳酸钠溶液中通入过量的向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2生成碳酸氢钠生成碳酸氢钠,碳酸氢钠的溶解度碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠小于碳酸钠,所以可析出碳酸氢钠晶体所以可析出碳酸氢钠晶体(沉淀沉淀),再通入再通入CO2沉淀不溶解沉淀不溶解;向向Fe(OH)3胶体中逐滴加入过量的稀盐酸胶体中逐滴加入过量的稀盐酸,胶体发生聚沉生成胶体发生聚沉生成Fe(OH)3沉淀沉淀,然后然后Fe(OH)

45、3与盐酸反应而溶解与盐酸反应而溶解;向向AgNO3溶液中逐滴加入过量的氨水溶液中逐滴加入过量的氨水,先生成先生成AgOH沉淀沉淀,然后然后AgOH溶解于氨水中溶解于氨水中;向硅酸钠溶液中逐滴加入盐酸生成向硅酸钠溶液中逐滴加入盐酸生成H2SiO3沉沉淀淀,H2SiO3不溶解于过量的盐酸中不溶解于过量的盐酸中 2.(2009开封一模开封一模)用用20 mL 2 mol/L的的H2SO4溶液与溶液与20 L 3 mol/L的的Na2CO3溶液反应来制取溶液反应来制取CO2,欲制得最多的欲制得最多的CO2,则下列操作正确的是则下列操作正确的是( )A.把把 20 mL Na2CO3溶液缓缓滴加到溶液缓

46、缓滴加到20 mL H2SO4溶液中溶液中B.把把20 mL H2SO4溶液缓缓滴加到溶液缓缓滴加到20 mL Na2CO3C.把两种溶液快速混合并不断搅拌把两种溶液快速混合并不断搅拌D.把两种溶液缓慢混合并不断搅拌把两种溶液缓慢混合并不断搅拌答案答案:A解析解析:硫酸与碳酸钠反应中硫酸与碳酸钠反应中,若碳酸钠过量若碳酸钠过量,则生成则生成HCO-3,若硫酸过量若硫酸过量,则生成则生成二氧化碳气体二氧化碳气体,因此为了制得最多的因此为了制得最多的CO2,应把碳酸钠溶液缓缓加到硫酸中应把碳酸钠溶液缓缓加到硫酸中 3.(2009衡水中学模拟衡水中学模拟)世界著名的科技史专家世界著名的科技史专家 英

47、国剑桥大学的李约瑟博英国剑桥大学的李约瑟博士考证说士考证说:“中国至少在距今中国至少在距今3 000年以前年以前,就已经使用玻璃了就已经使用玻璃了 ”下列有关玻璃的说法不正确的是下列有关玻璃的说法不正确的是( )A.制普通玻璃的原料主要是纯碱制普通玻璃的原料主要是纯碱 石灰石和石英石灰石和石英B.玻璃属于晶体玻璃属于晶体C.普通玻璃的成分主要是硅酸钠普通玻璃的成分主要是硅酸钠 硅酸钙和二氧化硅硅酸钙和二氧化硅D.盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口黏在一起成硅酸钠而使瓶塞与瓶口黏在一

48、起答案答案:B解析解析:玻璃是非晶态物质玻璃是非晶态物质,没有固定的熔点没有固定的熔点 4.(2009扬州调研扬州调研)下列叙述正确的是下列叙述正确的是( )A.合成氨工业合成氨工业 硫酸工业中均用到吸收塔这一设备硫酸工业中均用到吸收塔这一设备B.玻璃玻璃 水泥的工业生产中均用到纯碱和石灰石作为原料水泥的工业生产中均用到纯碱和石灰石作为原料C.光缆在信息产业中有广泛应用光缆在信息产业中有广泛应用,制造光缆的主要材料是二氧化硅制造光缆的主要材料是二氧化硅D.绿色化学的核心思想是利用绿色植物治理环境污染绿色化学的核心思想是利用绿色植物治理环境污染答案答案:C解析解析:合成氨工业没有用到吸收塔这一设

49、备合成氨工业没有用到吸收塔这一设备;制玻璃用到纯碱和石灰石制玻璃用到纯碱和石灰石,但制水但制水泥不用纯碱泥不用纯碱;绿色化学的核心思想是生产过程中零排放绿色化学的核心思想是生产过程中零排放 减少使用有毒物质减少使用有毒物质 降低能源的消耗降低能源的消耗 5.(2009兴化调研兴化调研)下列有关物质用途的说法中正确的是下列有关物质用途的说法中正确的是( )A.二氧化硅可用来制造半导体材料二氧化硅可用来制造半导体材料B.硅可用于制造光导纤维硅可用于制造光导纤维C.氢氧化铝可用于治疗胃酸过多氢氧化铝可用于治疗胃酸过多D.硫酸铁净水主要利用了硫酸铁净水主要利用了Fe3+的氧化性的氧化性答案答案:C解析

50、解析:硅可以用来制造半导体材料硅可以用来制造半导体材料;二氧化硅可用来制造光导纤维二氧化硅可用来制造光导纤维;硫酸铁净水硫酸铁净水主要利用了主要利用了Fe3+水解生成氢氧化铁胶体水解生成氢氧化铁胶体,氢氧化铁胶体能吸附水中的杂质氢氧化铁胶体能吸附水中的杂质;氢氢氧化铝可与酸反应氧化铝可与酸反应,可用于治疗胃酸过多可用于治疗胃酸过多 6.(2009浙江五校联考浙江五校联考)将足量的将足量的CO2不断通入不断通入KOH Ba(OH)2 KAlO2的混合溶液中的混合溶液中,生成沉淀与通入生成沉淀与通入CO2的量的关系可表示为的量的关系可表示为( )答案答案:C解析解析:随着二氧化碳的通入首先生成碳酸

51、钡沉淀随着二氧化碳的通入首先生成碳酸钡沉淀(相当于与氢氧化钾反应相当于与氢氧化钾反应),再再通入一定量二氧化碳无沉淀生成通入一定量二氧化碳无沉淀生成(相当于与氢氧化钾反应相当于与氢氧化钾反应),然后随着二氧化碳然后随着二氧化碳的通入又生成氢氧化铝沉淀的通入又生成氢氧化铝沉淀(相当于和相当于和KAlO2反应反应);当当KAlO2完全反应后完全反应后,再通再通入二氧化碳入二氧化碳,则原先生成的碳酸钡沉淀溶解则原先生成的碳酸钡沉淀溶解,当完全溶解后再通入二氧化碳当完全溶解后再通入二氧化碳,沉沉淀的量不再发生变化淀的量不再发生变化 7.(2009巢湖一中月考巢湖一中月考)下图所示转化关系中涉及的物质均

52、由短周期元素组下图所示转化关系中涉及的物质均由短周期元素组成成(部分产物已略去部分产物已略去),其中其中M由由X Y两种同周期元素组成两种同周期元素组成,X原子的最外层电子原子的最外层电子数是最内层电子数的数是最内层电子数的1/2,Y元素最高正价与它的负价代数和为元素最高正价与它的负价代数和为6 请填写下列请填写下列空白空白:(1)若若A是第是第3周期某一元素的氧化物周期某一元素的氧化物,当当F的水溶液过量时的水溶液过量时,G为可溶性盐为可溶性盐,当当F的水溶液不足时的水溶液不足时,G为沉淀为沉淀,则则E与过量与过量F反应的离子方程式为反应的离子方程式为_ (2)若若A是一种常见酸性氧化物是一

53、种常见酸性氧化物,且可用于制造玻璃且可用于制造玻璃,则则A与与B反应的化学方程式反应的化学方程式为为_ O322AlO4HAl2H2232SiO2NaOHNa SiOH O(3)若若A是一种常见化肥是一种常见化肥,相对分子质量为相对分子质量为79,且且E与与F反应生成反应生成G时时,有白烟产生有白烟产生,则则A与足量的与足量的C加热时反应的离子方程式为加热时反应的离子方程式为_ 243332NHHCO2OHCONH2H O解析解析:由由X原子的最外层电子数是最内层电子数的原子的最外层电子数是最内层电子数的1/2知知,X原子最外层电子数原子最外层电子数为为1,X为第为第A族元素族元素;由由Y元素

54、最高正价与它的负价代数和为元素最高正价与它的负价代数和为6且其为短周期且其为短周期元素知元素知Y元素为氯元素元素为氯元素 又根据又根据X Y为同周期元素且为同周期元素且M溶液电解产物为三种溶液电解产物为三种,可断定可断定X为为Na,则则M为为NaCl,M溶液电解产物为溶液电解产物为H2 Cl2 NaOH (1)A是是氧化物氧化物,与与B能发生反应能发生反应,则则B为为NaOH,C D反应生成的反应生成的F为为HCl,A与与NaOH反反应生成盐应生成盐,该盐与过量盐酸反应生成可溶性盐该盐与过量盐酸反应生成可溶性盐,与少量盐酸反应则生成沉淀与少量盐酸反应则生成沉淀,可可知知E为为NaAlO2 (2

55、)A为酸性氧化物为酸性氧化物,且可用于制造玻璃且可用于制造玻璃,则可判定则可判定A为为SiO2,与与NaOH反应生成反应生成Na2SiO3和和H2O (3)由由E与与F反应生成反应生成G时时,有白烟产生有白烟产生,可判定可判定E为氨气为氨气,再由再由A是一种常见化肥是一种常见化肥,相对分子质量为相对分子质量为79,可判定可判定A为为NH4HCO3;NH4HCO3与足量与足量NaOH反应生成氨气反应生成氨气 碳酸钠和水碳酸钠和水 高效作业高效作业gao xiao zuo ye一一 选择题选择题1.(2009威海威海)炭雕炭雕(如下图如下图)是一种集观赏与空气净化为一体的产品是一种集观赏与空气净化

56、为一体的产品,这种产这种产品可对车内及室内空气中的一氧化碳品可对车内及室内空气中的一氧化碳 苯苯 甲醛甲醛 烟雾等有害气体进行有效烟雾等有害气体进行有效吸附吸附 取一块制作炭雕的下脚料取一块制作炭雕的下脚料,进行下面的实验进行下面的实验 下列有关叙还不正确的是下列有关叙还不正确的是( )A.将炭雕下脚料在空气中加热将炭雕下脚料在空气中加热,可以得到使澄清石灰水变浑浊的气体可以得到使澄清石灰水变浑浊的气体B.将炭雕下脚料研成粉末将炭雕下脚料研成粉末,加入到稀的红墨水中加入到稀的红墨水中,红墨水褪色红墨水褪色C.将炭雕下脚料研成粉末将炭雕下脚料研成粉末,与氧化铜粉末混合加热与氧化铜粉末混合加热,可

57、以得到红色固体可以得到红色固体D.将炭雕下脚料加入到盛有氯气的集气瓶中将炭雕下脚料加入到盛有氯气的集气瓶中,静置一段时间静置一段时间,黄绿色变浅黄绿色变浅,其原其原因是炭雕下脚料中的物质与氯气发生氧化还原反应因是炭雕下脚料中的物质与氯气发生氧化还原反应 答案答案:D解析解析:含有活性炭的炭雕具有活性炭的性质含有活性炭的炭雕具有活性炭的性质,在空气中能够燃烧产生二氧化碳在空气中能够燃烧产生二氧化碳;具有吸附性具有吸附性,既能吸附气体既能吸附气体,也能吸附有色液体也能吸附有色液体;加热条件下还具有碳的还原性加热条件下还具有碳的还原性,故选项故选项A B C正确正确,选项选项D错误错误 2.(200

58、9安徽理综安徽理综)石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(结构示结构示意图如右图所示意图如右图所示),可由石墨剥离而成可由石墨剥离而成,具有极好的应用前景具有极好的应用前景 下列说法正确的下列说法正确的是是( )A.石墨烯与石墨互为同位素石墨烯与石墨互为同位素B.0.12 g 石墨烯中含石墨烯中含6.021022个碳原子个碳原子C.石墨烯是一种有机物石墨烯是一种有机物D.石墨烯中碳原子间以共价键结合石墨烯中碳原子间以共价键结合答案答案:D解析解析:A项项,石墨烯和石墨是同素异形体石墨烯和石墨是同素异形体;B项项,0.12 g石墨烯物质的量为石墨烯

59、物质的量为 0.01 mol,含含 6.021021个原子个原子,C项错误项错误 3.(2009重庆理综重庆理综)材料与化学密切相关材料与化学密切相关,下表中对应关系错误的是下表中对应关系错误的是( )材料材料主要化学成分主要化学成分A.刚玉刚玉 金刚石金刚石三氧化二铝三氧化二铝B.大理石大理石 石灰石石灰石碳酸钙碳酸钙C.普通水泥普通水泥 普通玻璃普通玻璃硅酸盐硅酸盐D.沙子沙子 石英石英二氧化硅二氧化硅答案答案:A解析解析:A项项,刚玉的主要化学成分为三氧化二铝刚玉的主要化学成分为三氧化二铝,而金刚石的主要化学成分为碳而金刚石的主要化学成分为碳 4.(2009四川理综四川理综)开发新材料是

60、现代科技发展的方向之一开发新材料是现代科技发展的方向之一 下列有关材料下列有关材料的说法正确的是的说法正确的是( )A.氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料B.C60属于原子晶体属于原子晶体,用于制造纳米材料用于制造纳米材料C.纤维素乙酸酯属于天然高分子材料纤维素乙酸酯属于天然高分子材料D.单晶硅常用于制造光导纤维单晶硅常用于制造光导纤维答案答案:A解析解析:B项项,C60属于分子晶体属于分子晶体;C项项,纤维素乙酸酯不是天然高分子材料纤维素乙酸酯不是天然高分子材料;D项项,二二氧化硅常用于制造光导纤维氧化硅常用于制造光导纤维 5.下列气体分别与空气混合下列气体分别与空