高三化学8碳族元素无机非金属材料复习指导

1、碳族元素 无机非金属材料复习指导一、考点说明碳、硅等元素知识也是非金属元素的命题热点之一，该类试题常以元素及其化合物知识为载体与化学基本概念、基本理论、化学实验及化学计算密切结合。考查的内容主要有：.C 、CO的还原性；.CO 、CQ的检验与鉴别；.C0 2、COI?气体的制取和收集；.C0 2与Na0H S02与C等反应产物的确定及计算；.几种新型无机非金属材料的性能和重要用途；.环境保护，消除碳氧化物污染的综合应用。CO作为化学与生物学相互联系的重要物质（CO2是植物光合作用的反应物，是动物新陈代谢的产物），在今后的综合测试中应引起重视。.金刚石、石墨、晶体硅、二氧化硅的结构和性质 二、学

2、法指导.要注意知识的纵向和横向对比。纵向，即碳族元素的单质及化合物性质的递变规律的研究。如CH和SiH4的稳定性强弱的比较，HCG和H2Si0 3的酸性强弱的比较等。横向，即碳族元素跟同周期的氮族元素、氧族元素和卤素元素的对比。如 Si、P、S、Cl 的非金属强弱的比较，氢化物的稳定性、最高价氧化物对应水化物酸性强弱的比较等。.要注意知识的归纳总结。如归纳硅及其化合物之间的转化关系，水泥、玻璃、陶瓷的生产过程等。在归纳时要注意各物质的特殊性， 如COW毒性和还原性，SiO2的特性（与N&CO、 HF反应）等。.要重视所学知识与社会、生产、科技的联系。如半导体材料与计算机技术的联系，光导纤维与通

3、讯的联系等.注重发挥理论的指导作用.在复习过程中，要紧紧抓住元素化合物知识与化学基本 理论的结合点，来理解掌握本部分内容.如运用物质结构理论分析理解碳族元素的相似性、 递变性及特殊性；运用晶体结构理论认识碳的同素异形体的晶体结构；运用氧化还原反应理论理解单质碳、一氧化碳、二氧化碳三角间的转化关系及其二氧化碳与镁等重要反应；运用化学平衡理论分析解释二氧化碳溶于水等有关性质及应用；运用电解质的电离与盐类水解理论分析解释碳酸钠、 碳酸氢钠等溶液呈碱性，比较相同物质的量浓度的碳酸、碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢镂、碳酸镂溶液中碳酸根浓度的大小等.在化学基本理论的指导下复习本部分内容，从而使零散的无序的知识连

4、成线，再由线连成知识网络， 找出各知识点之间的内在联系，从而使知识具有整体性、系统性.强化相关知识的归纳比较.在复习本部分知识过程中，要引导学生列表分析比较：.碳的同素异形体（金刚石、石墨、C60、C70等）的晶体结构、主要特性等；.碳的氧化物（CO CO）的分子结构、氧化物类型、实验室制法、主要性质、相互 转化等；.碳酸盐（碳酸正盐、酸式盐）的水溶性、热稳定性、水解程度大小、与酸反应快慢、 与碱反应应用、相互转化等.通过归纳对比，找出有关知识规律，加深理解、强化应用. 三、教材分析从知识内容上看，本章可分为两部分。 第一部分包括第一节和第二节，运用前面学过的物质结构和元素周期律的知识讨论碳族

5、元素的通性和性质的递变规律，并介绍硅及其化合物的知识；第二部分是第三节， 简单介绍了硅酸盐材料和新型无机非金属材料等知识。这两部分内容既相互联系又各有其特点。第一部分为元素化合物知识，主要围绕碳族元素变化规律 和硅元素的知识来介绍，是本章的基本内容。第二部分则是介绍一些化合物在生产、生活和新科技中的应用。根据大纲的规定，本章除碳族元素、 硅和二氧化硅知识的教学要求为 B层次外，其余都 是A层次。全章基本上没有引进新的理论知识， 只是对所学理论进行了简单的运用； 新介绍 的元素化合物知识内容也不多，而且都比较容易。所以，本章不会成为复习难点。四、碳族元素性质递变的复习建议掌握IVA含碳（C）硅（

6、Si）错（Ge）锡（Sn）铅（Pb）五种元素。 TOC o 1-5 h z 应用原子结构和元素周期律的理论掌握：、本族元素位于周期表里易失电子和易得电子主族元素的中间位置，原子最外层有4个电子，易生成共价化合物（主要指C和Si）、各元素最高正价为+ 4价。、随电子层数的递增，元素的非金属性渐弱、金属性渐强。C和Si为非金属元素，C比Si非金属性强；Gee Sn、Pb为金属元素，金属性依次增强。、从氧化还原角度分析， 碳、硅、错、锡的+ 4价化合物稳定，铅的+ 2价化合物稳定。、根据晶体类型和结构掌握，碳和硅的单质熔沸点高于另 3种金属单质，且碳比硅高，错、锡、铅的单质熔沸点依次降低。五、tWj

7、考命题趋势碳、硅等元素知识在历年高考中主要涉及1）金刚石、石墨、晶体硅、二氧化硅的结构和性质比较；2） C、CO的还原性，CO的制取、检验、性质； 3） CO与NaOH SiO2与C等 反映产物的确定及计算；4）典型碳酸盐的性质；5）硅酸盐工业、新型无机非金属材料等方 面的知识；6）环境保护，消除碳的氧化物污染等。该单元主要识识记性内容，在复习中不 宣讲的过深。.复习重点.碳族元素原子结构的特点、碳族元素化合价为正四价和正二价；.碳族元素的性质及其递变规律；.碳和硅的性质、用途。2.难点聚焦1）.碳的氧化物 一一CO和CQ的比较名称一氧化碳（CO二氧化碳（CO）物理性质无色、无味、启毒、气体难

8、溶于水，固态为分子晶体无色、略有酸味、无毒、气体，能 溶于水，固态分子晶体，俗称干冰化学性质可燃性2CO+O 2CO 2还原性CuO CO Cu +CO不成盐氧化物不燃烧，一般情况卜不助燃高温氧化性C + CO -2CO点燃2Mg +CO =2MgO +C酸性氧化物的化学通性实验室制法浓硫酸HCOOHCOT + H2OCaCO+ 2HCl CaCl 2+ CO T + H2O收集方法排水法向上排空气法检验方法点燃，检验生成的气体使澄清的石灰水变浑浊或燃着的木条熄灭工业制备水煤气法 c+ H2O=k Ca H2天然气法CH+HO CO +3H局温燃烧石灰石 CaCOCaOCOT除去CO CO气体

9、中混有的杂质CO中混有CO通过NaOH液的洗气瓶：2NaOH + CO2 Na =2CO + OCO中混有 CO通过灼热的 CuQ CuO + CO二工Cu + CQCO混有 Q 通过灼热的金属铜 Cu：2Cu + O22CUO(4)CO中混有SO通过盛有饱和的 NaHCO溶液或酸性 KMnO溶液的洗气瓶NaHC鼾 SO = NaHSO 3+CO2KMng 5SQ+3H2。= K 2SO+2MnSO + 3H2SOCO中混有HCl气体通过盛有饱和的 NaHCO溶液的洗气瓶：NaHCO + HCl = NaCl + CO2 + H2O(6)CO中混有H2s可通过盛有 CuSO溶液的洗气瓶：CuS

10、Q + H2s = CuS J + H2SO2).碳酸的正盐和碳酸的酸式盐的比较正盐酸式盐水溶性除k+、Na+、NH+盐溶于水外其余难溶于水都能溶于水热稳定性较稳定：KCO、NaCO等活泼金属的盐受热较难分解CaCQ (NH)2CO等盐受热易分解CaCO 高温 _ CaO + CQ T(NHOzCO2NH3 T + HO CO T受热均易分解：2NaHCO -NOCO+ H2a CO TCa(HCG) 2 高温 CaCN CO T + HONHHCO NH3 T + HO+ COT水 解可溶性正盐能水解：CO2 +HO y HCO 3 +OH(CO2水解度比HCJ水解度大)HCO+ HO y

11、H % 2CO+ OH(HC。水解度比CO”水解度小)与酸反应CO2 +2H+= HzO +CQ TCaCO+ 2H+ = Ca 2+ + HO + CO THCQ + H = H 2O + CO T(比相应的正盐反应快，耗酸少)与碱反应Na2CO+ Ca(OH)2 = CaCOsJ+ 2NaOHNaHCg Ca( OH) 2= CaCO J十 NaOH- HO2NaHCO Ca(OH)2 =CaCOj+ NaCO+ 2HO转化关系H2O + CO2或加少量 H+_如：NaCO固体加热 NaHWrn NaOH3区别、鉴定_ _ 2一，、， 、,CO3 BaCl2或 CaCl2溶披 BaO 3J

12、或CaCOJ寸 H1J,c CO2 T鉴别HCC3 J无沉淀生成J(生成的气体使澄清的石灰水变浑浊)3.碳和硅的化学性质化学性质碳硅还 原 性与单质反 应点燃C +O2-CO2点燃2C +O2-2CO高温C +2S（g）=CS2ASi + O2-SiO2Si + 2F2 = SiF4- 高温 Si + 2H 2SiH4 （不稳定）与氧化物 反应C +2CuoSBcO2+2Cu3C +Fe2O3-3CO +2Fe电炉2C+SiO22CO +Si2C +SiO22CO +SiCSi + 2FeO=SiO2 +2Fe与酸反应AC+4HNO3（浓）-CO2 +4NO2 +2H2OAC + 2H2SO4

13、（浓）CO2+2SO2+2H2。不与HNO3、H2SQ等反应，但有：Si + 4HF=SiF4 +2H 2与水或碱 溶液反应C +H2O（g）aCO +H 2Si + 2NaOH + H2O = NazSG +2H2与CaO反应3C +CaOCaC2 +CO硅及其化合物的特性高温. Si的还原性大于 C,41 C却能在高温下还原出Si： SiO2+2C-Si + 2CO.非金属单质跟酸碱溶液作用一般无H2放出，但Si却放出H：Si 2NaOH H2O = Na2siO3 2H 2 Si 4HF = SiF42H 23),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

14、为非导体，但Si为半导体。5), SiO 2是的酸酎，但它不溶于水，不能直接将它与水作用制备H2SQ3。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，H2SiO3却难溶于水。9),因HCO的酸性大于 H2SQ3,所以在 NaSiO3溶液中通入 CO能发生下列反应：Na2SiO3 +CO2 +H2O = H2SiO3 J+Na2CO3,但在高温下高温Na2CO3 +SiO2=Na2SiO3 十 CO2 也能发生。硅与碱溶液的反应特点硅与强碱溶液反应的实质是什么？究竟哪

15、种物质是氧化剂？根据化学方程式：Si 2NaOH H2O = NazSQ 2H2进行分析，似乎 NaOH和H2O都是氧化剂，其实不然。上述反应实际分两步进行ASi+4HzOH,SQ 十2H2H4SiO4 +2NaOH = Na2SiO3 +3H2O其中反应为氧化还原反应，反应为非氧化还原反应。合并两式得总反应方程式。其中NaOH既不是氧化剂，也不是还原剂，只是反应物、起氧化作用的只是所以H2O是式的氧化剂，也是总反应的氧化剂。为表示反应的实质(或要求标出电子转移方向 和数目时)，可写成：Si 2NaOH 4H2O = Na2Si03 2H23H2O4.二氧化碳和二氧化硅的结构、性质比较项目CO

16、2SiO2类别酸性氧化物酸性氧化物晶体类型分子晶体原子晶体熔点和沸点低高，硬度大化学性质CO2+H2O H2CO3不溶于水，与水也不反应CO2 +2NaOH = Na2CO3 +H2OSiO2 +2NaOH = Na2SiO3 + H2OSiO2 +4HF =SiF4+2H 2O联系Na2SiO3 +CO2 +H2O =H2SiO3 J +Na2CO3A H2SiO3SiO2 +H2O5.碳及其化合物的知识网络不完全燃烧02（不足）CH 4 CO：有机物NH 4HCO 3NH3 . H2OH2OCaO，C2 H2，CaC2*C /Mg （点燃） C CO2。2 （点）箕Ca(HCO3)2Ca(OH)2CO2、H2O