碳硅复习学案.doc

2013届沙洲中学高三化学第一轮复习学案 编写：金信高 2012、10、20 碳硅及其化合物 班级 姓名 【考纲要求】：1、了解碳硅单质及其重要化合物的主要性质及应用。2、了解常见无机非金属材料的性质和用途。【考题再现】 例1、判断对误CO2、NO2、SO2都会导致酸雨的形成（2012海南）。向NaAlO2溶液中通入过量CO2反应：2AlO2+CO2 +3H2O = 2Al(OH)3+ CO32（2011江苏）。向苯酚钠溶液中通入少量的CO2反应：2C6H5O +CO2 + H2O2C6H5OH + CO32。向CaCl2溶液中通入CO2气体会看到有白色沉淀生成。晶体硅具有金属光泽，可以导电，属于金属材料。常温下硅的化学性质稳定，所以自然界中的硅大部分以游离态存在。硅与任何酸都不反应。硅是构成矿物岩石的主要原料，地壳几乎全部是硅石和硅酸盐。硅是构成一些岩石和矿物的基本元素。 高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维。【知识梳理】一、碳1、碳在自然界中既有游离态又有化合态，是形成化合物种类最多的元素。碳的同素异形体有： 、 、 、 2、CO2：（不是形成酸雨的气体）电子式 ；结构式： ；杂化方式： 向NaAlO2溶液中通入少量CO2反应： 向NaAlO2溶液中通入过量CO2反应： 向苯酚钠溶液中通入少量的CO2反应： 向澄清石灰水中通入过量的CO2反应： 3、CO（有毒）：电子式 ；结构式： ；杂化方式： 用途：工业上用于冶炼铁： 二、硅1、硅的存在、含量、物理性质等：在自然界中， 游离态的硅，只有以 态存在的硅。在地壳中(二氧化硅和硅酸盐)，它的含量仅次于 ，居第二位。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，晶体硅的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度也很大。晶体硅是良好的半导体材料。1 mol Si有 mol SiSi键。2、硅的化学性质：（性质不活泼）(1) 在常温下，硅的化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，硅不跟其他物质，如氧气、氯气、硫酸、硝酸等起反应。Si与强碱溶液反应： (2) 在加热条件下，硅能跟一些非金属反应。如：Si + O2 3、硅的工业制备： 4、硅的用途：作为 材料，如制造集成电路、晶体管、硅整流器，还可制成太阳能电池。含硅4(质量分数)的钢具有良好的导磁性，可用来制造变压器铁芯；含硅15(质量分数)左右的钢具有良好的耐酸性，可用来制造耐酸设备等。【考题再现】例2、下列有关二氧化硅的说法正确的是： A、二氧化硅的分子式是SiO2B、SiO2是一种酸性氧化物，能够与水反应生成相应的酸C、二氧化硅是酸性氧化物,所以不与任何酸反应D、能跟强碱反应，但不能与水反应E、除去SiO2中混有的CaCO3可加入适量的稀盐酸F、硅与碳同属IVA族，故SiO2的物理性质与CO2类似G、二氧化硅是生产光导纤维的基本原料三、二氧化硅1、二氧化硅的结构1 mol SiO2有 mol SiO键。SiO2 是 式，而不是 。 2、二氧化硅的物理性质：天然二氧化硅也叫硅石(透明的石英晶体，就是水晶)，是一种坚硬难溶于水的固体。 难溶于水，二氧化硅是 性氧化物，它对应的水化物是 （或 ）。SiO2 有晶体SiO2 （石英、水晶、玛瑙、砂子等）和无定形SiO2 （硅藻土）2、二氧化硅的化学性质（不活泼）：不与水反应，也不与酸( 除外)反应，但能与碱性氧化物(CaO)或强碱溶液(NaOH)反应生成盐。(1)不与水反应： 硅酸 由二氧化硅与水反应直接制得。(2)常温时： 与HF酸反应： 与NaOH溶液反应： (3)高温下，与 性氧化物反应：SiO2+CaO 【注】：HF 不能用 器皿盛装,而用 盛装。凡是盛装碱（NaOH、KOH等）以及其他碱性物质（Na2CO3 、K2CO3、Na2SiO3 等）的玻璃试剂瓶均不可用 塞，而要用 或 。3、二氧化硅的用途光导纤维的主要原料就是 。石英的主要成分是 ，制造石英玻璃、耐高温的化学仪器、石英电子表、石英钟等。 透明的石英晶体（水晶），常用来制造光学仪器，眼镜片等。玛瑙是含有有色杂质的石英晶体，它可用于制造精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品等。四、H2SiO31、硅酸（少见的难溶酸）硅酸 能由二氧化硅直接制得，只能通过 与 反应制取。硅酸 不溶于水，是一种 酸，它的酸性比碳酸 。 能使指示剂变色。 受热分解：H2SiO3 = 2、原硅酸（H4SiO4）白色胶状物，不溶于水，在干燥空气中易失水变成白色粉末（H2SiO3）H4SiO4 = H2SiO3 + H2O （H4SiO4 两次失水，得到 SiO2 ）3、SiO2 H4SiO4 的酸酐， H2SiO3 的酸酐 五、硅酸盐（硅酸钠）（大多数硅酸盐都难溶于水，耐高温，不耐酸）1、硅酸钠的水溶液叫 、 ，无色粘稠，是一种矿物胶 ，具有粘性等。可用作建筑、纸张的黏合剂，木材、织物的防腐剂、防火剂和其他防火材料。Na2SiO 3 + CO2 （说明 ：H2CO3 的酸性 于H2SiO3）Na2SiO3 + HCl 2、硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分。硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成。顺序：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物SiO2H2O。例如，硅酸钠 Na2SiO3 (Na2OSiO2) 高岭石 Al2(Si2O5)(OH)4 ( )【考点演练】例3、下列有关说法正确的是： A、水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品B、陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料C、硅胶是硅酸凝胶经干燥脱水后得到的多孔固体，其化学式为mSiO2nH2O，可以用作干燥剂。D、可用硅酸钠溶液和二氧化碳溶液反应来制备硅酸E、氢氧化钠溶液可以盛装在带玻璃塞的磨口试剂瓶中六、传统无机非金属材料硅酸盐材料是以含硅物质为原料经加热制成的，这一制造工业叫做硅酸盐工业，如制造水泥、玻璃、陶瓷等产品的工业。1、玻璃：（不是晶体，称作玻璃态物质，没有固定的熔点，在一定温度范围内逐渐软化）主要原料： 、 、 （ 、 、 ）主要反应： 主要成分： 、 、 （ 、 、 ）主要设备：玻璃窑。2、比较水泥与玻璃水泥普通玻璃主要原理石灰石、粘 土石灰石、纯碱、石英反应原理复杂的物理化学变化CaCO3 + SiO2 CaSiO3 + CO2Na2CO3 + SiO2Na2SiO3 + CO2主要成分3CaOSiO2、2CaOSiO2、3CaOAl2O3Na2SiO3、 CaSiO3、SiO2性质特点具有水硬性，热膨胀系数几跟铁一样没有一定的熔点，能在一定的温度范围内软化种类普通水泥、矿渣硅酸盐水泥、沸石岩水泥等普通玻璃、硼酸玻璃、铅玻璃、有色玻璃、钢化玻璃【课堂练习】1、化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是（2012海南） （ ）ACO2属于大气污染物 B酸雨是PH小于7的雨水 CCO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成 D大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧2、常温下二氧化硅是很坚硬的固体而二氧化碳是气体的原因是 （ ）A.硅的非金属性比碳弱B.硅具有一定的非金属性而碳是典型的非金属C.二氧化硅里硅与氧结合的化学键和二氧化碳里碳与氧结合的化学键的种类不同D.二氧化硅是原子晶体，二氧化碳是分子晶体3、 (2009武昌质检)从下面所给的四个词中选出一个与陶瓷、玻璃、水泥同类的是（ ）A.光导纤维 B.有机玻璃 C.人造纤维 D.砖瓦4、北京2008年奥运金牌“金镶玉”环形玉壁由昆仑玉制成，昆仑玉的成分可简单看成是Ca2Mg5Si8O22 (OH)2，则其用二氧化硅和金属氧化物的形式可表示为 ( )A.CaOMgOSiO2H2O B.2CaO5MgO8SiO2H2OC.2CaOMgOSiO22H2O D.5CaO2MgO8SiO2H2O5、 在制玻璃、制皂、造纸、纺织等工业生产中都需要的物质是 ( ) A. 氧化钙 B. 纯碱 C. 石灰石 D. 氯化钠6、 将二氧化碳通入下列溶液中，不能发生反应的是 ( ) A. CaCl2 B. Na2CO3 C. Na2SiO3 D. NaAlO27. 下列各组物质混合后能发生反应，但无明显现象的是 ( ) A. Na2SO3溶液与盐酸 B. 过量CO2与石灰水 C. NaOH溶液与NaAlO2溶液 D. NaOH溶液与NaHCO3溶液8、 下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是 （2012江苏） （ ）选项实验操作实验现象结论A向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl 溶液和CuSO4 溶液均有固体析出蛋白质均发生变性B向溶液X 中先滴加稀硝酸，再滴加Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀溶液X 中一定含有SO42C向一定浓度的Na2SiO3 溶液中通入适量CO2 气体出现白色沉淀H2SiO3 的酸性比H2CO3的酸性强D向浓度均为0. 1 molL-1 NaCl 和NaI