广东省高考化学一轮复习碳族元素课件.ppt

2010届广东省高考化学一轮复习 元素及其化合物 碳族元素 第1课时 今年的诺贝尔物理奖的获得者 华裔科学家高锟 被誉为 光纤之父 第 a族 碳族元素 碳 硅单质及其化合物的性质以及碳 硅单质与化合物之间的转化关系 高考及课标要求 1 掌握碳 硅单质及其化合物的性质2 了解碳族元素性质的相似性和递变性3 了解碳 硅单质及其重要化合物的应用4 了解硅 碳的氧化物对环境的影响 教学重点 知识点一碳族元素 碳族元素性质递变规律 1 硅 锗单质为半导体材料2 碳 硅 锗 锡 4价化合物稳定3 碳 硅为非金属 锗金属性比非金属性强 锡 铅为金属4 锡比铅容易跟稀硫酸反应置换出h2 半径依次增大 稳定性依次减弱 酸性减弱 碱性增强 金属性逐渐增强 非金属性逐渐减弱 知识点一碳族元素 关于碳族元素性质及规律的考查 知识点一碳族元素 碳族元素性质变化规律的应用 知识点二碳单质及其化合物 1 碳的单质 1 同素异形体 金刚石 石墨 c60o2 o3白磷 红磷晶体硅 无定形硅 常见的同素异形体 思考 物理性质为何出现差异 1 碳的单质 1 同素异形体 2 化学性质 知识点二碳单质及其化合物 2 碳的化合物 氧化物co co2 知识点二碳单质及其化合物 co2 ca oh 2 caco3 h2o na2co3 h2o co2 2nahco3 思考 知识点二碳单质及其化合物 将除杂所用到的方法进行连线 例题2 09广东理综 下列除去杂质的方法正确的是 a 除去co2中混有的co 用澄清石灰水洗气 b 除去baco3固体中混有baso4的 加过量盐酸后 过滤 洗涤 c 除去fecl2溶液中混有的fecl3 加入过量铁粉 过滤 d 除去cu粉中混有的cuo 加适量稀硝酸后 过滤 洗涤 知识点二碳单质及其化合物 c 碳及其化合物小结 二 硅及其化合物的作用 硅的用途树形图 知识点三硅单质及其化合物 1 单质硅 si 2naoh h2o na2sio3 2h2 2 化学性质常温下性质稳定 只能与f2 hf naoh溶液反应 si 2f2 sif4si 4hf sif4 2h2 加热的情况下可以与o2 cl2进行的反应 1 主要物理性质单质硅有和两种 晶体硅是色 有金属光泽 硬而脆的固体 它的结构类似于金刚石 熔 沸点较高 是良好的材料 自然界中没有态的硅 常见的态的硅有sio2和硅酸盐 知识点三硅单质及其化合物 硅也是将太阳能转化成电能的常用材料 利用高纯硅单质的半导体性能 可制成光电池 将光能直接转化成电能 光电池目前的应用范围 计算器人造卫星火星探测器太阳能动力车登月车 2 二氧化硅 1 晶体 具有结构 溶于水 以二氧化硅的为主要成分的物质有石英 水晶 玛瑙 2 化学性质 酸性氧化物 弱氧化性 特性 3 用途 1 信息高速公路的骨架 光导纤维 2 石英坩埚 石英玻璃 石英钟表等3 光学仪器 工艺饰品 水晶 玛瑙 知识点三硅单质及其化合物 sio2 2naoh na2sio3 h2o sio4 四面体结构 1 为什么盛放碱性溶液 naoh溶液 na2sio3溶液等 可以用玻璃试剂瓶 但却不能用玻璃塞 而用橡皮塞或软木塞 思考 知识点三硅单质及其化合物 解析 玻璃成分中含sio2 而sio2常温下能与强碱缓慢反应 普通玻璃表面光滑 不易与naoh溶液反应 所以可以盛放 但在磨口处易反应 且生成黏性好的硅酸钠 所以不能用磨口玻璃塞 防止试剂瓶黏结无法打开 盛放硅酸钠溶液的试剂瓶更不能用磨口玻璃塞 解析 hf能腐蚀玻璃 因此 盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶 2 实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸 2 二氧化碳与二氧化硅性质小结 知识点三硅单质及其化合物 co2 h2o h2co3 co2 na2co3 h2o 2nahco3 4 特性 与氢氟酸反应sio2 4hf sif4 2h2o 腐蚀玻璃 硅及其化合物小结 硅及其化合物知识中的特例1 非金属单质一般为非导体 如硫 但si却为半导体 2 非金属单质与碱反应一般是非金属发生歧化反应 非金属既作氧化剂 又作还原剂 而si与碱液反应却只作还原剂 si 2naoh h2o na2sio3 2h2 cl2 2naoh naclo nacl h2o 3 c si同属 a族 还原性是si大于c 而c却能将si从sio2中还原出来 条件是高温 原因是产物co气体迅速从反应体系中逸出 sio2 2csi 2co 4 非金属单质一般不跟非氧化性酸作用 而si却能与hf发生反应 si 4hf sif4 2h2 5 酸性氧化物一般不与酸发生非氧化还原反应 但sio2却能与hf作用 sio2 4hf sif4 2h2o 知识点三硅单质及其化合物 变式演练2 判断下列表述是否正确 人造刚玉熔点很高 可用作高级耐火材料 主要成分是二氧化硅 化学家采用玛瑙研钵研磨固体反应物进行无溶剂合成 玛瑙的主要成分是硅酸盐 提前建成的三峡大坝使用了大量水泥 水泥成分是二氧化硅 太阳能电池可采用硅材料制作 其应用有利于环保 节能 例题2 07年广东 下列说法正确的是 a 硅材料广泛应用于光纤通讯b 工艺师利用盐酸刻腐石英制作艺术品c 水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐产品d 粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应 a 关于硅及其化合物材料应用的考查 例题3 06 天津理综 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 高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅 粗硅与干燥hcl气体反应制得sihcl3 si 3hclsihcl3 h2 sihcl3与过量h2在1000 1100 反应制得纯硅已知sihcl3能与h2o强烈反应 在空气中易自燃 请回答下列问题 1 第 步制备粗硅的化学反应方程式为 2 粗硅与hcl反应完全后 经冷凝得到的sihcl3 沸点33 0 中含有少量sicl4 沸点57 6 和hcl 沸点 84 7 提纯sihcl3采用的方法为 关于晶体硅的制备及提纯实验的考查 分馏 或蒸馏 3 用sihcl3与过量h2反应制备纯硅的装置如下 热源及夹持装置略去 装置b中的试剂是 装置c中的烧瓶需要加热 其目的是 反应一段时间后 装置d中观察到的现象是 装置d不能采用普通玻璃管的原因是 装置d中发生反应的化学方程式为 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 控制好反应温度以及 为鉴定产品硅中是否含微量铁单质 将试样用稀盐酸溶解 取上层清液后需再加入的试剂 填写字母代号 是 a 碘水b 氯水c naoh溶液d kscn溶液e na2so3溶液 浓硫酸 使滴入烧瓶中的sihcl3汽化 有固体物质生成 在反应过程中 普通玻璃会软化 sihcl3 h2si 3hcl 排尽装置中的空气 bd 解析 本题考查了硅的工业制法和粗硅提纯 较全面地考查了物质的分离 除杂 制备 检验 现象描述等内容 以及实验能力 观察能力和思维能力 本节课小结 碳族元素 知识点一了解碳族元素的递变规律知识点二掌握碳单质及其化合物 氧化物 的性质知识点三掌握硅单质及其化合物 氧化物 的性质 1 09广东理综 下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是 硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 水泥 玻璃 水晶饰物都是硅酸盐制品 高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料 a b c d c 巩固训练 2 09广东理综 下列除去杂质的方法正确的是 a 除去co2中混有的co 用澄清石灰水洗气 b 除去baco3固体中混有baso4的 加过量盐酸后 过滤 洗涤 c 除去fecl2溶液中混有的fecl3 加入过量铁粉 过滤 d 除去cu粉中混有的cuo 加适量稀硝酸后 过滤 洗涤 巩固训练 3 下列反应的离子方程式 正确的是 a 二氧化硅与氢氟酸反应sio2 4h si4 2h2ob 硅与氢氧化钾溶液反应si 2oh h2o sio2 2h2 c 把水玻璃溶液滴入盐酸中sio32 2h h2sio3 d 碳酸钡溶于稀硝酸co32 2h h2o co2 c c 4 09浙江卷28 15分 单晶硅是信息产业中重要的基础材料 通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅 含铁 铝 硫 磷等杂质 粗硅与氯气反应生成四氯化硅 反应温度450 500 c 四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅 以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图 巩固训练 相关信息如下 a 四氯化硅遇水极易水解 b 硼 铝 铁 磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物 c 有关物质的物理常数见下表 请回答下列问题 1 写出装置a中发生反应的离子方程式 2 装置a中g管的作用是装置c中的试剂是 装置e中的h瓶需要冷却理由是 3 装置e中h瓶收集到的粗产物可通过精馏 类似多次蒸馏 得到高纯度四氯化硅 精馏后的残留物中 除铁元素外可能还含有的杂质元素是 填写元素符号 平衡压强 使液体顺利流出并防止漏气 浓硫酸 产物sicl4沸点低 需要冷凝收集 al p cl 多谢各位老师光临指导 3 硅酸 硅酸盐 一 硅酸 1 性质硅酸是难溶于水的酸 其酸性比碳酸 硅酸不能使紫色石蕊试液变红色 硅酸不稳定 受热易分解 硅酸能与碱溶液反应 如与naoh溶液反应的化学方程式为 硅酸在水中易聚合形成胶体 浓度较小时 浓度较大时 硅酸凝胶干燥部分脱水后形成的多孔状固体 硅酸干胶 又称硅胶 吸附水分能力强 物理吸附法 常用作干燥剂 也用作催化剂的载体 2 制备硅酸可通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得 反应的化学方程式为 na2sio3 2hcl na2sio3 co2 h2o 知识点三硅单质及其化合物 h2sio3 2naoh na2sio3 2h2o 2nacl h2sio3 na2co3 h2sio3 思考 实验室可否用sio2制备h2sio3 二 硅酸盐 1 硅酸盐是由 和组成的化合物的总称 硅酸盐是一类结构复杂的物质 一般都 化学