2019届全国统编教材高考化学一轮总复习【第21课时】碳族元素、硅及其化合物ppt精编课件.ppt

第课时 21 碳族元素无机非金属材料 第七章 碳族元素硅及其化合物 根据 稳定岛假说 元素周期表的最终界限可能是175号左右 科学家预测114号元素为 类铅 下列有关它的性质的预测中 错误的是 A 它的硬度比铅小 熔点比铅低B 它的 4价氯化物具有氧化性 体验 D C 它的金属性比铅强D 电解它的硝酸盐和硝酸铜的混合溶液时 它在阴极首先析出类铅比铅的金属性强 熔点比铅小 化学性质类似铅 所以有 4价氯化物且具有氧化性 所以在电解时 铜离子先得到电子首先析出 D错 解析 对于 A族元素 下列叙述中不正确的是 A SiO2和CO2中 Si和O C和O之间都是共价键B C Si和Ge的最外层电子数都是4 次外层电子数都是8C CO2和SiO2都是酸性氧化物 在一定条件下都能和氧化钙反应D 该族元素的主要化合价为 4和 2 B 体验 门捷列夫在描述元素周期表时 许多元素尚未发现 但他为第四周期的三种元素留下了空位 并对它们的一些性质做了预测 X是其中的一种 类硅 元素 后来被德国化学家文克勒发现 并证实门捷列夫当时的预测相当准确 根据元素周期律 下列有关X性质的描述中错误的是 体验 D A X单质不易与水反应B XO2可被碳或氢还原为XC XCl4的沸点比SiCl4的高D XH4的稳定性比SiH4的高 下列各晶体的化学式既能表示物质的组成 又能表示物质分子式的是 A CO2B SiO2C NH4ClD C A 体验 固体熔化时必须破坏非极性键的是 A 冰B 晶体硅C 溴D 二氧化硅 体验 B 下列说法正确的是 A 硅材料广泛用于光纤通讯B 工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品C 水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品D 粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应 体验 A 下列物质中 不含有硅酸盐的是 A 水玻璃B 硅芯片C 黏土D 普通水泥 体验 B 已知某硅酸盐可表示为Mga Si4O10 OH b 其中a b为正整数 1 a与b应满足的关系式为 填表达式 2 a能否等于2 填 能 不能 或 无法确定 3 当a 4时的硅酸盐的表达式为 体验 2a b 4 不能 4MgO 4SiO2 2H2O 本题主要考查根据化合价书写化学式的能力 1 根据化合物中正负化合价代数和为零的原则 2 a 4 4 2 10 1 b 0 即2a b 4 2 由于a b为正整数 故a不能等于2 3 a 4时 b 4 然后根据各元素的化合价写成氧化物4MgO 4SiO2 2H2O形式 解析 碳 硅及其化合物的性质1 C CO2 CO 碳酸盐等的性质 CO2的制备碳的同素异形体除金刚石 石墨外 还有活性炭 C60 C70等 其中金刚石是原子晶体 石墨是混合型晶体 C60 C70等是分子晶体 其物理性质差异较大 碳能与O2 CO2 CuO H2O SiO2 浓HNO3 浓H2SO4等多种物质反应 表现还原性 考点一 CO为无色 无味的气体 有剧毒 不溶于水 空气中的CO主要来自汽车尾气 含碳化合物的不完全燃烧 CO具有可燃性和还原性 可用作燃料和金属的冶炼 CO2是无色 无味的温室气体 可溶于水 CO2具有酸性氧化物的通性 与水 碱 碱性氧化物 某些盐反应 弱氧化性 与Mg C等反应 与Na2O2反应等化学性质 CO2可用作灭火剂 制纯碱 汽水 干冰用作制冷剂或人工降雨 碳酸盐能与酸反应 可溶性碳酸盐能与某些盐反应 不溶性碳酸盐受热可分解 实验室可用石灰石和盐酸反应制得CO2 2 硅 二氧化硅 硅酸和硅酸盐硅在自然界分布很广 以化合态的形式存在 晶体硅呈灰黑色 有金属光泽 是良好的半导体材料 结构与金刚石类似 熔 沸点很高 硬而脆 硅的化学性质不活泼 常温下只能与F2 HF和NaOH等反应 加热时 可与O2反应 工业上 用碳和二氧化硅在高温下可制得粗硅 天然SiO2也叫硅石 自然界中的石英 玛瑙等主要成分都是SiO2 SiO2是无色透明的原子晶体 熔 沸点很高 硬度大 SiO2除能与HF反应外 还具有酸性氧化物的通性 能与CaO NaOH等反应 SiO2还具有弱氧化性 高温下可与C反应 H2SiO3是不溶于水的白色固体 酸性比H2CO3弱 能与碱溶液反应 受热易分解 硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分 也是黏土的主要成分 硅酸盐种类繁多 结构复杂 其组成可用二氧化硅和金属氧化物的形式表示 考点示例1 下列有关实验的说法正确的是 A 除去铁粉中混有的少量铝粉 可加入过量的氢氧化钠溶液 完全反应后过滤B 为测定熔融氢氧化钠的导电性 可在瓷坩埚中熔化氢氧化钠固体后进行测量C 制备Fe OH 3胶体 通常是将Fe OH 3固体溶于热水中D 某溶液中加入盐酸能产生使澄清石灰水变浑浊的气体 则该溶液中一定含有C 本题主要考查简单的实验操作 铁粉不与NaOH溶液反应 而铝粉可溶于NaOH溶液 故A正确 陶瓷中含SiO2 硅酸盐等 SiO2可与NaOH作用 故B不正确 Fe OH 3胶体的制备通常将饱和FeCl3滴入到沸腾的水中 将Fe OH 3固体加入到热水中只能得到沉淀 C不正确 可能使澄清石灰水变浑浊的气体为SO2或CO2 而与酸作用能产生CO2的可能是C 也可能是HC D不正确 答案 A 解析 变式演练1 硅单质及其化合物应用范围很广 请回答下列问题 1 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 石英砂 焦炭 高温 粗硅 HCl 573K以上 SiHCl3 粗 精馏 SiHCl3 纯 H2 1357K 高纯硅 写出由纯SiHCl3制备高纯硅和化学反应方程式 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 写出配平的化学反应方程式 H2还原SiHCl3过程中若混入O2 可能引起的后果是 氧气与氢气混合 可能引起爆炸 2 下列关于硅材料的说法正确的是 填字母 A 碳化硅化学性质稳定 可用于生产耐高温水泥B 氮化硅硬度大 熔点高 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 光导纤维D 普通玻璃是由纯碱 石灰石和石英砂制成的 其熔点很高E 盐酸可以与硅反应 故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅 BC 3 硅酸钠水溶液俗称水玻璃 取少量硅酸钠溶液于试管中 逐滴加入饱和氯化铵溶液 振荡 写出实验现象 试管中有白色胶状沉淀生成 并且有刺激性气体生成 多元弱酸及其盐的相互转化规律1 转化规律H2CO3HCC2 应用 1 多元弱酸与碱反应生成的产物由它们的物质的量之比决定 2 多元弱酸的正盐与酸反应的生成物由它们的物质的量之比决定 OH H 考点二 OH H 3 转化关系中相间的物质不能大量共存 如 H2CO3 或CO2 H2O 与C不能大量共存 4 碱性 正盐 酸式盐 酸 3 比碳酸酸性弱的酸常见的有 HClO H2SiO3 H3AlO3 C6H5OH等 哪些反应可以说明 4 碳酸的酸式盐和正盐的比较 1 在水中的溶解性 含K Na N的正盐易溶于水 其余一般不溶于水 酸式盐均易溶于水 一般的 在相同温度下 难溶性正盐溶解度小于其酸式盐溶解度 如溶解度Ca HCO3 2 CaCO3 可溶性正盐溶解度大于其酸式盐溶解度 如溶解度Na2CO3 NaHCO3 2 热稳定性 一般的热稳定性顺序 正盐 酸式盐 碳酸 如Na2CO3 NaHCO3 H2CO3 可溶性正盐 难溶性正盐 如CaCO3高温分解 而K2CO3不易分解 3 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 NaOHCaCO3 NaHCO3 H2O NaOH少量 Ca HCO3 2 2NaOHCaCO3 Na2CO3 2H2O NaOH过量 例2 向2 5mL0 2mol L 1的Na2CO3溶液中徐徐滴入0 1mol L 1稀盐酸7 5mL 在标准状况下产生CO2的体积是 A 8 4mLB 5 6mLC 2 8mLD 4 2mLNa2CO3溶液中滴入盐酸的反应过程是 Na2CO3NaHCO3CO2 只有当反应 全部完成后 才能发生反应 放出CO2 解析 HCl HCl Na2CO3 HClNaHCO3 NaCl1115 10 4mol7 5 10 4molxx 5 10 4mol 余下HCl2 5 10 4molNaHCO3 HClNaCl CO2 H2O1115 10 4mol2 5 10 4molyy 2 5 10 4molV CO2 2 5 10 4mol 22 4L mol 1 5 6 10 3L 5 6mL 答案 B 变式2 把CO2通入NaOH溶液中 当CO2和NaOH完全反应时 其质量比为33 40 则下列说法正确的是 A 反应后CO2有剩余B 溶液中除OH 外 只存在一种阴离子C 溶液还可吸收CO2D 溶液中溶质的物质的量之比为1 1 C 1 硅及其化合物常见的 反常 的性质 1 Si的还原性大于C 但C却能在高温下还原出Si SiO2 2C高温Si 2CO 2 非金属单质跟碱液作用一般无H2放出 但Si却放出H2 3 非金属单质一般不跟非氧化性酸作用 但Si能与HF作用 4 非金属单质一般为非导体 但Si为半导体 石墨为良导体 5 SiO2既是H2SiO3的酸酐 又是H4SiO4的酸酐 但它不溶于水 不能直接将它与水作用制备H2SiO3和H4SiO4 6 非金属氧化物一般为分子晶体 但SiO2晶体为原子晶体 7 酸性氧化物一般不与酸作用 但SiO2能跟HF作用 8 无机酸一般易溶于水 但H2SiO3和H4SiO4均难溶于水 9 因H2CO3的酸性大于H2SiO3和H4SiO4 所以在Na2SiO3溶液中通入CO2能发生下列反应 Na2SiO3 CO2 2H2OH4SiO4 Na2CO3 但在高温下Na2CO3 SiO2高温Na2SiO3 CO2 也能发生 10 Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃 但它与玻璃的成分大不相同 硅酸钠另一俗称泡花碱 但它却是盐 并不是碱 2 常见气态氧化物的除杂方法 括号内为杂质 1 CO CO2 通过盛有澄清石灰水的洗气瓶 2 CO2 CO 通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管 3 CO2 O2 通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管 4 CO2 SO2 通过饱和NaHCO3溶液或KMnO4酸性溶液 5 CO2 HCl 通过饱和NaHCO3溶液 6 CO2 H2S 通过CuSO4溶液 7 SO2 HCl 通过饱和NaHSO3溶液 8 SO2 SO3 通入饱和的NaHSO3溶液洗气或通过浓H2SO4洗气或冷凝 9 H2S HCl 通过饱和NaHS溶液 10 NO NO2 通过水洗气或冷凝 例3 用下图组装实验可以研究CO的还原性 试回答下列问题 1 从装置A中的长颈漏斗加入的试剂应是 填编号 A 稀硫酸B 浓硫酸C 稀盐酸D 浓硝酸 2 装置B中最适宜的试剂是溶液 3 装置D中发生反应的化学方程式是 4 装置E中产生的现象是 C 饱和NaHCO3 黑色粉末变红 5 必须用装置C吸收除去气体中水蒸气的理由是防止发生反应 6 若根据装置F中石灰水变浑浊现象确认CO具有还原性 应在上图中装置与之间连接下图中的装置 填编号 本题主要考查碳及其化合物的化学性质及学生综合分析实验的能力 根据实验流程及装置中所盛药品的特征 本实验的设计原理为 制取CO2纯CO2COCO2CaCO3 解析 净化 干燥 C CuO Ca OH 2 D E 1 因为H2SO4与CaCO3反应生成微溶物CaSO4阻碍反应进行 浓硝酸易挥发 易分解使制得的CO2不纯 所以选择稀盐酸制取CO2 2 制取的CO2气体中混有杂质HCl 因此选用饱和NaHCO3溶液除去HCl 3 纯净 干燥的CO2与黑色固体炭发生反应的化学方程式为 C CO2高温2CO 4 E中发生反应的方程式为CO CuO高温Cu CO2 因此固体由黑色变为红色 5 从装置B导出的CO2气体中含有