惠东中学第一轮复习第三部分非金属元素及其化合物第23、24讲.ppt

第23 24讲硅碳族元素 除了青春 拼搏和时间 其他什么都不属于我们 第一部分碳族元素 碳族元素在元素周期表中的位置 csigesnpb 逐渐增大 非金属性减弱 金属性增强 酸性减弱 碱性增强 稳定性减弱 一 碳族元素相似性和递变性 二 碳及其化合物 1 单质 1 同素异形体 金刚石 石墨 c60 c20 c40 c70等 金刚石 石墨 c60 足球烯 新的碳单质 c20 c40 c70 c20 2 性质 稳定性 还原性 可燃性 氧化性 自然界中有游离态的碳 c sio2 si co si 4hno3 sio2 4no2 2h2o c o2 co2 c 2h2 ch4 2 氧化物 1 co 物理性质 无色无味 难溶于水 有毒 co和血红蛋白结合 使血红蛋白无法和o2结合 而使细胞缺氧引起中毒 化学性质 还原性 1 如何检验co气体 2 写出三个不同类型的生成co的化学反应方程式 2 co2 物理性质 无色无味 微溶于水 无毒 不支持燃烧 化学性质 氧化性 酸性氧化物通性 2naoh十co2 na2co3十h2o 用于吸收co2 ca oh 2十co2 caco3 十h2o 用于检验co2 co2与碱溶液反应时 随着反应物量的比例不同 产物不同 co2十2naoh 过量 na2co3十h2oco2十naoh 不足量 nahco3 思考 1 在饱和na2co3溶液中通co2的现象 侯氏制碱法的原理是什么 2 在澄清石灰水中通足量的co2的图象如何 产生同样的沉淀通入的co2一样吗 如何求解 3 一氧化碳与二氧化碳的比较 例1 在没有现成的co2气体发生器的情况下 请你选用下图中的部分仪器 装配成一个简易的 能随用随停的co2气体发生装置 应选用的仪器是 填编号 a c d e 例2 水蒸气通过灼热的煤所产生的混合气 其主要成分是co h2 还含有co2和水蒸气 请用如图所示装置设计一个实验 以确认上述混合气中含有co和h2 连接上述装置的正确顺序是 e f接d c接a b 或b a 接j i接h g 例3 caco3 ca hco3 2 h2co3 co2的稳定性顺序为 a b c d c 例4 向碳酸钠溶液中逐滴加入盐酸 直到不再产生co2气体为止 则此过程中 溶液中的碳酸氢根离子浓度变化的趋势可能是 a 逐渐减小 b 逐渐增大 c 先逐渐增大后逐渐减小 d 先逐渐减小再逐渐增大 c 课本上说 碳 硅 锗 锡的 4价化合物是稳定的 而铅的 2价化合物是稳定的 1 根据上一句话判断 锡的 2价化合物 sncl2 应该具有较强的 性 铅的 4价化合物 pbo2 应该具有较强的 性 2 fe3o4可以写成feo fe2o3的形式 根据化合价规律和这种书写方法 pb3o4用上述形式表示 其化学式可写为 3 与浓盐酸可发生氧化还原反应生成cl2 该反应的化学方程式为 还原 氧化 2pbo pbo2 2 3 pbo pb2o3 例5 三 碳酸和碳酸盐 1 碳酸 不稳定易分解的易挥发二元弱酸 可使指示剂变色 常见的不稳定酸有 h2co3 h2so3 hclo hno3 h2sio3等 其中 a h2co3极不稳定 b 光照能加快hclo hno3的分解 c h2sio3受热时才分解 常见的酸性比碳酸弱的酸 或酚 有 hclo h2sio3 c6h5oh al oh 3等 常见的反应有 co2 h2o ca clo 2 caco3 2hcloco2 h2o na2sio3 na2co3 2h2sio3 co2 h2o c6h6ona c6h5oh nahco3co2 2naalo2 3h2o 2al oh 3 na2co3 2 碳酸正盐及酸式盐的比较 一定条件下 将一定体积的甲烷和氧气的混合气体通入装有足量过氧化钠的密闭容器中 不断用电火花引燃 充分反应后 容器内压强几乎为零 则原混合气体中甲烷和氧气的体积比为 若将氧气改为二氧化碳 则甲烷和二氧化碳的体积比为 若将 甲烷和氧气 改为 agco和bgo2 则容器内固体质量 填 增加 或 减少 例1 小结 组成符合的物质充分燃烧后的产物与足量过氧化钠反应时 固体增加的质量等于该可燃物的质量 co a h b 2 有na2co3 nahco3 cao和naoh组成的混合物27 2g 把它们溶于足量水中 充分反应后 溶液中ca2 co32 hco3 均转化为沉淀 将反应后容器内的水份蒸干 最后得到白色固体共29g 则原混合物中na2co3的质量是 a 10 6gb 16 6gc 21 2gd 无法计算 a a 第二节硅及其化合物的性质无机非金属材料 一 硅 存在和物理性质 含量居第二 o si al fe 无游离态 是构成矿物和岩石的主要成分 有晶体和无定形两种同素异形体 灰黑色 有金属光泽 硬而脆的固体 熔沸点很高硬度很大 结构类似金刚石 是半导体 2 化学性质 化学性质稳定 常温下性质稳定 常温下只和f2 hf 强碱反应 加热时能和o2 cl2等反应 si 2f2 sif4 si 4hf sif4 2h2 si 2naoh h2o na2sio3 2h2 4 制法 碳在高温下还原二氧化硅 3 用途 半导体材料 制合金 耐酸设备 太阳能电池等 生氢剂 在野外 用含量高的硅粉与干燥的ca oh 2和naoh混合 并强热 即可迅速得到氢气 硅石 石英 水晶 玛瑙 2 物理性质 坚硬难熔的固体 思考 石英 水晶有什么应用 组成微粒 微粒间作用力 颜色状态 熔沸点 硬度 sio2晶体 干冰晶体 1 存在 二 二氧化硅 3 化学性质 b 和cao反应 1 具有酸性氧化物的通性 a sio2 h2o不反应co2 h2o c 和naoh反应 sio2 2naoh na2sio3 h2o 生成的na2sio3水溶液具有粘性 俗称水玻璃 不能用玻璃塞的原因 co2 naoh 2 热稳定性 与caco3 na2co3的反应 caco3 co2 h2o na2co3 co2 h2o 3 氧化性 与碳的反应 4 特殊性质 与氢氟酸反应 雕刻玻璃 sio2 4hf sif4 2h2o 4 sio2的用途 光导纤维 石英玻璃 水晶 玛瑙 装饰品及光学仪器 5 硅酸 性质 不溶水的二元弱酸 酸性比碳酸还弱 不能使指示剂变色 不稳定 制法 sio32 2h h2o h4sio4 sio32 2h2o co2 h4sio4 co32 生成的h4sio4叫原硅酸 是一种白色胶状物 不溶于水 在干燥的空气中易失去水变成硅酸 硅酸在加条件下会进一步失水得sio2 三 硅酸盐 演示 取两根一样干的布条 其中一根在硅酸钠溶液中浸过 在火焰上燃烧 简介 硅胶是由多个单分子硅酸在水中逐渐聚合而成的硅酸凝胶 经充分洗涤 干燥 脱水后形成的多孔状固体 对水等极性物质都有极强的吸附作用 是很好的干燥剂 吸附剂以及催化剂 硅酸盐是由硅 氧 金属组成的化合物 但其组成比较复杂 一般以氧化物形成表示 多数不溶于水 1 硅酸盐化学式的氧化物表示方法 2 重要的硅酸盐 na2sio3 na2sio3易溶于水 其水溶液俗称 水玻璃 泡花碱 书写规则 金属氧化物写在最前面 然后写二氧化硅 最后写水 而且氧化物之间用 隔开 硅酸钠 na2sio3可以写成 na2o sio2 高岭石 al2 si2o5 oh 4 钠长石 naalsi3o8 正长石 kalsi3o8 al2o3 2sio2 2h2o na2o al2o3 6sio2 k2o al2o3 6sio2 在na2sio3溶液中浸过的布条不燃 具有粘性 一种矿物胶 也是防腐剂 防火剂 四 碳酸根离子 碳酸氢根离子和硅酸根离子检验 1 co32 的检验原理 co32 ca2 caco3 caco3为白色固体 不溶于水但溶于盐酸或硝酸 且生成无色 无味的气味 caco3 2h ca2 co2 h2o方法 向待检溶液中加入过量的cacl2溶液 若生成白色沉淀 再加入稀盐酸或稀硝酸 若白色沉淀又溶解 且生成无色 无味气体 则待检溶液中有co32 注意 试剂cacl2溶液也可用ca no3 2 bacl2 ba no3 2等的溶液代之 但不能用ca oh 2溶液或ba oh 2溶液 原因是无法排除hco3 的干扰 对白色沉淀要加入稀盐酸或稀硝酸溶之以排除ag sio32 的干扰 但不可用硫酸溶液 原因是h2so4溶解caco3或baco3的效果不佳 白色沉淀溶解之后还要通过气体及其气味来进一步排除等so32 的干扰 2 hco3 的检验原理 hco3 的盐易溶于水 易与h 反应 hco3 h co2 h2o co2为无色无味气味 方法 向待检溶液中加入足量的ca2 或ba2 的可溶性盐溶液 若无明显现象 再向溶液中加入足量的酸 如盐酸 硝酸 醋酸等 溶液 若溶液中逸出无色 无味的气体 则待检溶液中有hco3 注意 ca2 或ba2 的溶液不可用ca oh 2溶液或ba oh 2溶液 原因是oh 将hco3 转化为co32 加酸后要通过气体的气味排除hso3 的干扰 3 sio32 的检验原理 sio32 2h h2sio3 或sio32 2h h2o h4sio4 h2sio3 h4sio4是白色固体 不溶于水和酸 h 方法 向待检溶液中加入过量的稀硝酸 若生成白色沉淀 则待检溶液中有sio32 注意 若用盐酸代替硝酸 则有ag 等干扰 若用稀硫酸代替硝酸 则有ba2 等干扰 无机非金属材料 指某些元素的氧化物 碳化物 氮化物 硼化物 硫系化合物 和硅酸盐 钛酸盐 铝酸盐 磷酸盐等为主要成分的无机材料 五 无机非金属材料 优点 抗腐蚀 耐高温 缺点 质脆 经不起热冲击 承受高温 强度高 具有光学特性 具有电学特性 具有生物功能 1 传统无机非金属材料 水泥 玻璃 陶瓷 石棉 石英 石灰等 2 新型无机非金属材料 20世纪以来发展起来的具有特殊性质和用途的材料 如 压电 半导体 超导 磁性 光导 耐高温高强度结构材料 纳米 生物等 硅酸盐工业简介 粘土 石灰石 石灰石 纯碱 石英 粘土 水泥回转窑 玻璃窑 复杂的物理化学变化 复杂的物理化学变化 3cao sio22cao sio23cao sio2 na2sio3 casio3 4sio2 高温 高温 高温 新型无机非金属材料 高温结构陶瓷 氮化硅陶瓷 光学材料 光导纤维 半导体陶瓷 氧化锡陶瓷 生物陶瓷 氧化铝陶瓷 六 硅及其化合物的特性si的还原性大于c 但c却能在高温下还原出si sio2 2c si 2co 高温 2 非金属单质跟碱液作用一般无h2放出 但si却放出h2 si 2naoh h2o na2sio3 2h2 3 非金属单质一般不跟非氧化性酸作用 但si能与hf作用 si 4hf sif4 2h2 4 非金属单质一般为非导体 但si为半导体 5 sio2是h2sio3和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 非金属氧化物的熔沸点一般较低 但sio2的却很高 7 酸性氧化物一般不与酸作用 但sio2能跟hf作用 sio2 4hf sif4 2h2o8 无机酸一般易溶于水 却h2sio3难溶于水 9 因h2co3的酸性大于h2sio3 所以在na2sio3溶液中通入co2能发生下列反应 na2sio3 co2 h2o h2sio3 na2co3 但在高温下na2co3 sio2 na2sio3 co2 也能发生 10 na2sio3的水溶液称水玻璃 但它与玻璃的成分大不相同 硅酸钠的水溶液 即水玻璃 俗称泡花碱 但它却是盐的溶液 并不是碱溶液 1 指出下列反应中sio2所表现的化学性质或作用 在a e选项中选择正确答案填入括号内 sio2 2naoh na2sio3 h2o sio2 na2co3 na2sio3 co2 sio2 2c si 2co sio2 3c sic 2co sio2 4hf sif4 2h2o a 作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀b 氧化剂c 酸性氧化物的通性d 高温下生成的硅酸盐比碳酸盐稳定e 未参加氧化还原反应 c d b e a 例题 2 下列反应的离子方程式不正确的是 a石英与氢氧化钾溶液加热sio2 2oh sio32 h2ob在小苏打溶液里加入足量的石灰水ca2 hco3 oh caco3 h2oc在水玻璃中通人co2气体sio32 co2 2h2o h4sio4 co32 d在烧碱溶液中通人足量co2气体2oh co2 co32 h2o d 3 锡 铅两种元素的主要化合价是 2价和 4价 其中 2价锡和 4价铅的化合物是不稳定的 2价锡离子有强还原性 4价铅化合物有强氧化性 如sn2 比fe2 还原性强 pbo2比cl2氧化性强 写出下列反应的化学方程式 fecl3溶液滴入sncl2溶液 pbo2遇浓盐酸 2fecl3 sncl2 2fecl2 sncl4 pbo2 4hcl pbcl2 2h2o cl2 答案 4 实验室配制好的硅酸钠溶液保存过程中变质的原因是 空气中的二氧化碳与硅酸钠溶液发生了反应 变质的现象是 有白色胶状沉淀物生成 相应的化学方程式 na2sio3 co2 h2o na2co3 h2sio3 水泥 砖瓦 陶瓷 玻璃等都是硅酸盐材料 是最重要的传统无机非金属材料 一 硅酸盐材料 以含硅物质为原料经加热制成硅酸盐材料的制造工业叫硅酸盐工业 1 水泥工业 2 玻璃工业 3 陶瓷 传统硅酸盐工业主要包括 1水泥工业 原料 设备 生产过程 反应条件 水泥成分 水