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

第14讲碳、硅及无机非金属材料,1.了解C、Si元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及应用。2了解C、Si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16,探究高考提升考能,考点一碳、硅单质及氧化物,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()(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,1,3,2,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,1,3,2,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)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。NH4ClNH3HCl,题号,1,3,2,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,1,4,3,2,返回,5,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,2COO22CO2,题号,1,4,3,2,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，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,1,4,3,2,返回,5,题组二硅和二氧化硅的特性,C,题号,1,4,3,2,返回,5,题号,1,4,3,2,返回,5,A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,C,D,B,E,A,题号,1,4,3,2,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：SiO22CSi2CO；非金属单质一般不跟非氧化性酸反应，但Si能与HF反应：Si4HF=SiF42H2；非金属单质大多为非导体，但Si为半导体。,题号,1,4,3,2,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SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2也能发生。,题号,1,4,3,2,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,1,4,3,2,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(1357K)，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。,题号,1,4,3,2,返回,5,提纯粗硅的两种方法,题号,1,4,3,2,返回,5,考点二硅酸、硅酸盐及无机非金属材料,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,1,3,2,2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,1,3,2,3探究由SiO2制取H2SiO3的最佳方案(用流程图表示)。,返回,题号,1,3,2,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(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：SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2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,1,5,4,3,2,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12,D,题号,1,5,4,3,2,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1300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)3SiCl42N26H2Si3N412HCl,ACD,题号,1,5,4,3,2,返回,无机非金属材料的分类,题号,1,5,4,3,2,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7000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2,D,题号,1,5,4,3,2,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,1,5,4,3,2,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NaOH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=Na2SiO3H2O,CaAl2Si2O8,题号,1,5,4,3,2,返回,硅酸盐改写成氧化物形式的方法,题号,1,5,4,3,2,返回,微课16CO2与碱溶液反应产物的判断与计算,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：.2NaOHCO2=Na2CO3H2O.Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3,转化示意图：,题号,1,2,返回,(2)反应后溶质成分的判断,(3)用数轴来表示,题号,1,2,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,1,2,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,题号,1,4,3,2,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,1,4,3,2,返回,3标准状况下，将3.36LCO2气体通入200mL1.00molL1NaOH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)()A11B12C21D13,B,题号,1,4,3,2,返回,题号,1,4,3,2,返回,4向300mLKOH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2.24L(标准状况)，得到11.9g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,1,4,3,2,返回,题号,1,4,3,2,返回,题号,1,4,3,2,返回,题号,1,4,3,2,返回,题号,1,4,3,2,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,1,4,3,2,返回,题号,1,4,3,2,返回,。,题号,1,4,3,2,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,1,4,3,2,返回,题号,1,4,3,2,返回,题号,1,4,3,2,返回,题号,1,4,3,2,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,1,4,3,2,返回,题号,1,4,3,2,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