高中化学必修1第四章非金属及其化合物基础课时1碳硅及其重要化合物市公开课一等奖省优质课赛课一等奖课件

基础课时1碳、硅及其主要化合物复习课第1页1.了解碳元素、硅元素单质主要性质及应用。2.了解碳元素、硅元素主要化合物主要性质及应用。3.了解碳元素、硅元素单质及其主要化合物对环境质量影响。[最新考纲]第2页考点一碳、硅及其氧化物性质1.碳、硅元素存在形态[知识梳理·固考基](1)碳元素在自然界中现有______态又有____态。碳同素异形体有_______、______、无定形碳、____等。(2)硅元素在地壳中含量占第二位，仅次于___元素，全部以_____态存在，是一个亲___元素，单质硅有_____和________两种。游离化合金刚石石墨C60氧化合氧晶体无定形第3页2.碳、硅单质结构、物理性质与用途比较

碳硅结构金刚石：__________结构石墨：______结构晶体硅：与_______类似__________结构物理性质金刚石熔点高、硬度___石墨熔点高、质__，有滑腻感晶体硅为____色固体，有金属光泽、硬度___、熔点___用途金刚石用于制造切割刀具，石墨用作_____、铅笔芯晶体硅用作______材料，制造硅芯片和硅太阳能电池空间网状层状金刚石空间网状大软灰黑大高电极半导体第4页提醒：①碳单质结构不一样造成物理性质不一样，但化学性质相同。②12C、13C、14C是碳三种同位素而非同素异形体。③同素异形体之间转化为化学改变，但不是氧化还原反应。第5页3.碳、硅单质化学性质(1)碳化学性质第6页(2)硅化学性质及制取第7页①与氢氟酸反应：_______________________。②与NaOH溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑；③与O2反应：________________。④工业制法：用焦炭和二氧化硅在电炉中反应得到粗硅，反应化学方程式为_______________________。Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑第8页第9页4.二氧化碳和二氧化硅比较物质二氧化硅二氧化碳结构_____________结构，不存在单个分子存在单个分子主要物理性质硬度___，熔、沸点___，常温下为____体，不溶于水熔、沸点___，常温下为气体，微溶于水空间立体网状大高固低第10页化学性质①与水反应不反应②与酸反应只与氢氟酸反应：___________________________不反应③与碱反应_____________________________(盛碱液试剂瓶用橡胶塞)CO2少许：______________________________、CO2过量：________________________CO2＋H2O

H2CO3SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2OSiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2OCO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2OCO2＋NaOH===NaHCO3第11页化学性质④与盐反应如与Na2CO3反应：_______________________________________如与Na2SiO3反应：______________________________________________或Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(足量)===H2SiO3↓＋2NaHCO3⑤与碱性氧化物反应如与CaO反应：________________________如与Na2O反应：________________________用途光导纤维、光学仪器、电子部件制饮料、制碳酸盐SiO2＋Na2SiO3＋CO2↑Na2SiO3＋H2O＋CO2(不足)===H2SiO3↓＋Na2CO3CaSiO3Na2O＋CO2===Na2CO3第12页第13页1.(RJ必修1·P8110改编)以下关于碳、硅叙述正确是(

)A.碳、硅都是ⅣA族元素，它们在自然界中都以化合态形式存在B.二氧化碳、二氧化硅物理性质相同C.二氧化碳、二氧化硅都是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成对应盐D.高纯度二氧化硅用于制造半导体材料答案C第14页2.(LK必修1·P714改编)用墨书写字画能够久不变色，说明碳单质在常温下性质稳定，工业上利用高温下焦炭与水蒸气反应制取水煤气，化学方程式为_______________________，说明碳单质高温下含有较强_______。还原性第15页×√×√√第16页题组一碳、硅单质性质1.以下说法正确是(

)[题组精练·提考能]A.焦炭含有还原性，高温下能将二氧化硅还原为硅B.晶体硅用于制作半导体材料是因其熔点高、硬度大C.硅主要以单质、氧化物、硅酸盐形式存在于自然界中D.高纯硅能够制作太阳能电池，其工作原理与原电池相同A第17页2.以下关于碳和硅叙述中，正确是(

)A.其氧化物都能与NaOH溶液反应B.其单质在加热时都能跟O2反应C.其氧化物都能溶于水生成对应酸D.碳和硅两种元素共有两种单质解析CO不溶于水，不能生成对应酸，也不能与NaOH溶液反应；SiO2不溶于水，也不能生成对应酸；碳有金刚石、石墨、C60等同素异形体，硅有晶体硅和无定形硅等，所以两种元素共有各种单质。答案B第18页【练后归纳】非金属单质硅特殊性非金属普通规律硅特征硅还原性强于碳非金属与强碱溶液反应普通不产生H2硅可与强碱溶液反应产生H2：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑非金属普通不与非氧化性酸反应Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑普通非金属单质为绝缘体硅为半导体，惯用于电子部件第19页题组二性质迥异氧化物(CO2、SiO2)3.(·陕西质检)以下关于SiO2和CO2叙述中不正确是(

)A.都是共价化合物B.SiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨C.都能溶于水且与水反应生成对应酸D.都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应解析SiO2和CO2中都只含有共价键，均为共价化合物，A项正确；干冰升华吸热，可用于人工降雨，B项正确；SiO2不溶于水且与水不反应，C项错误；SiO2与强碱溶液反应生成硅酸盐，CO2与强碱溶液反应生成碳酸盐或碳酸氢盐，D项正确。C第20页4.用四种溶液进行试验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误是(

)选项操作及现象溶液A通入CO2，溶液变浑浊饱和Na2CO3溶液B通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失，再加入足量NaOH溶液，又变浑浊澄清石灰水第21页解析因为Na2CO3溶解度大于NaHCO3溶解度，Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，因而会析出NaHCO3晶体，A项正确；B项，CO2＋Na2SiO3＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓，CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3，H2SiO3与CO2不反应，浑浊不会消失；C项，CO2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，溶液变浑浊后加入品红溶液，被HClO氧化褪色；D项，首先CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，继续通CO2，生成可溶于水Ca(HCO3)2，再加入足量NaOH，则：2NaOH＋Ca(HCO3)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，溶液又变浑浊。答案B第22页解析氢氟酸能与玻璃中SiO2反应，A正确；SiO2不能将太阳能转化为电能，B错误；高温下NaOH能与瓷坩埚中SiO2反应，C正确；沙子主要成份是SiO2，与碳反应时得到是CO，D正确。B第23页【反思归纳】SiO2特殊性第24页拓展：依据SiO2性质普通性与特殊性完成以下表格(其中括号内为要除去杂质)。可供选择试剂：A.盐酸B.氢氧化钠溶液C.氧气D.水E.二氧化碳可选取操作：①水洗②加热③高温灼烧④过滤⑤结晶

粉末状混合物选择试剂选取操作(1)CaCO3(SiO2)(2)NaCl(SiO2)(3)SiO2(Fe2O3)(4)SiO2(CaCO3)(5)SiO2(NH4Cl)

BDAA④④⑤④④②第25页考点二

硅酸、硅酸盐、无机非金属材料1.硅酸[知识梳理·固考基]难碳酸Na2CO3＋H2SiO3↓Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl第26页2.硅酸盐(1)Na2SiO3水溶液俗称________，惯用于制作黏合剂、防腐剂和耐火材料。(2)硅酸钠溶液在空气中易变质，反应化学方程式为__________________________________________。(3)硅酸盐组成表示：通惯用二氧化硅和金属氧化物组合形式表示硅酸盐组成：如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为__________，石棉(CaMg3Si4O12)可表示为_________________。水玻璃Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓Na2O·SiO2CaO·3MgO·4SiO2第27页3.常见无机非金属材料(1)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。①常见硅酸盐材料比较

水泥玻璃陶瓷生产原料主要设备陶瓷窑生产条件高温石灰石、黏土纯碱、石灰石和石英黏土水泥回转窑玻璃窑第28页②玻璃生产中两个主要反应：_________________________________；________________________________。(2)新型无机非金属材料①高温结构陶瓷：如氮化硅陶瓷含有较高硬度和耐磨性、较强抗化学侵蚀性和电绝缘性等。②生物陶瓷：对机体无排异反应，不会引发代谢作用异常。③压电陶瓷：含有压电效应。第29页提醒：①氧化物形式只表示硅酸盐组成而不表示其结构，切不可认为硅酸盐是由氧化物混合而成。②玻璃中含有二氧化硅，所以氢氟酸可用于雕刻玻璃，盛放氢氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。③NaOH溶液能够用玻璃瓶盛放，但不能用带磨口玻璃塞玻璃瓶。④硅酸盐大多难溶于水，常见可溶性硅酸盐是硅酸钠，其水溶液称为泡花碱或水玻璃，但却是盐溶液。硅胶(mSiO2·nH2O)是一个很好无毒干燥剂。第30页1.(LK必修1·P1131改编)世界著名科技史教授、英国剑桥大学李约瑟博士考证说：“最少在距今30以前，中国就已经使用玻璃了。”以下关于普通玻璃叙述中，正确是()A.玻璃是人类最早使用硅酸盐材料B.玻璃在加热熔化时有固定熔点C.制普通玻璃原料主要是纯碱、石灰石和石英D.普通玻璃成份主要是Na2O、CaO和SiO2答案C第31页2.(RJ必修1·P814改编)赏心悦目标雕花玻璃是用________对玻璃进行刻蚀而成，其反应化学方程式为 ____________________________。氢氟酸4HF＋SiO2===SiF4↑＋2H2O第32页氢氟酸Mg2Si＋4HCl===2MgCl2＋SiH4↑非极性键极性键第33页题组一硅酸、硅酸盐1.以下相关说法中正确是(

)[题组精练·提考能]A.硅酸是二元弱酸，能使紫色石蕊变红色B.硅胶就是硅酸形成液溶胶C.SiO2能溶解在NaOH溶液中但不能溶解在氨水中D.硅酸对热很稳定解析硅酸难溶于水，不能使指示剂变色，A错误；硅胶是固体，B错误；SiO2可与强碱溶液反应但不与弱碱溶液反应，C正确；硅酸受热易分解，D错误。答案C第34页2.分别向Na2SiO3溶液中加入以下物质，能生成不溶于NaOH溶液白色沉淀是(

)A.K B.稀盐酸C.CaCl2溶液 D.KNO3溶液解析盐酸与Na2SiO3反应生成硅酸可溶解在NaOH溶液中，B错误；CaCl2与Na2SiO3反应生成硅酸钙，该物质不溶于水也不溶于NaOH溶液。答案C第35页3.和田玉在我国最少有70历史，也称为软玉，是我国玉文化主体。和田玉是一个含有链状结构含水钙镁硅酸盐，某种和田玉化学成份为Ca2Mg3Fe2(Si4O11)2(OH)2，以下相关叙述正确是()A.其化学式改写为氧化物形式为2CaO·3MgO·Fe2O3·8SiO2·H2OB.它能够抵抗任何酸碱腐蚀C.其中铁元素化合价为＋3D.其中铁元素化合价为＋2第36页解析假设和田玉中铁元素化合价为＋x，依据化合物中各元素正、负化合价代数和为零，可得：(＋2)×2＋(＋2)×3＋(＋x)×2＋(＋4)×8＋(－2)×22＋(－1)×2＝0，即x＝2，所以将其化学式改写为氧化物形式为2CaO·3MgO·2FeO·8SiO2·H2O。硅酸盐普通耐酸碱腐蚀，但不是全部酸碱都不能腐蚀它，如氢氟酸能够和其中硅反应生成SiF4气体，浓硝酸能够将其中所含Fe2＋氧化成Fe3＋。答案D第37页【思维建模】突破解题障碍、理清解题思绪(1)在复杂硅酸盐中，对于变价元素，应先确定其化合价，再写其氧化物。依据就是化合物中各元素正、负化合价代数和为零标准，普通地，Si为＋4，O为－2，H为＋1，其它金属为常见价态，以此确定变价元素化合价。(2)改写氧化物模式通常为“碱性氧化物·两性氧化物·酸性氧化物·水”，通常情况下前面碱性氧化物若有多个，按其金属活动性排列，“两性氧化物”即Al2O3，“酸性氧化物”即SiO2，水放在最终。注意严格遵照原物质原子个数比。第38页题组二无机非金属材料4.(·山东济宁一模，4)以下关于无机非金属材料说法中不正确是(

)A.传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶