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,*,ppt精选,*,*,ppt精选,*,化学,课标版,*,ppt精选,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,*,化学,课标版,第,10,讲 碳、硅及其化合物,考点一碳、硅及其氧化物,1.C、Si单质的存在形态、物理性质及用途,碳,硅,存在形态,游离态和化合态,化合态,结构,金刚石:,空间网状,结构,石墨:层状结构,晶体硅:与金刚石类似的,空间网,结构,物理性质,金刚石熔点高、硬度大,石墨熔点高、质软,有滑腻感,晶体硅为灰黑色固体,有金属光泽、硬度大、,熔点高,用途,金刚石用作切割刀具,石墨用作电极、铅笔芯,晶体硅用作,半导体,材料、硅芯片和硅,太阳能电池,2,ppt精选,2.硅的化学性质,硅的化学性质不活泼,常温下只能与F,2,、氢氟酸、强碱溶液反应;在加,热条件下,能与O,2,、Cl,2,等少数非金属单质化合。,写出下列相关反应的化学方程式:,3,ppt精选,3.硅的工业制法及提纯,4,ppt精选,4.二氧化硅与二氧化碳的比较,物质,二氧化硅,二氧化碳,结构,立体网状结构,不存在单个分子,存在单个CO,2,分子,主要物,理性质,硬度大,熔、沸点高,常温下为固体,不溶于水,熔、沸点低,常温下为气体,微溶于水,与水反应,不反应,CO,2,+H,2,O H,2,CO,3,与酸反应,只与氢氟酸反应:,SiO,2,+4HF SiF,4,+2H,2,O,不反应,与碱反应,SiO,2,+2NaOH Na,2,SiO,3,+H,2,O,(盛碱液的试剂瓶用,橡,塞),CO,2,少量:CO,2,+2NaOH Na,2,CO,3,+H,2,OCO,2,过量:CO,2,+NaOH NaHCO,3,5,ppt精选,物质,二氧化硅,二氧化碳,结构,立体网状结构,不存在单个分子,存在单个CO,2,分子,主要物,理性质,硬度大,熔、沸点高,常温下为固体,不溶于水,熔、沸点低,常温下为气体,微溶,于水,与盐反应,如与Na,2,CO,3,反应:,SiO,2,+Na,2,CO,3,Na,2,SiO,3,+CO,2,如与Na,2,SiO,3,反应:Na,2,SiO,3,+H,2,O+CO,2,(不足)H,2,SiO,3,+Na,2,CO,3,或Na,2,SiO,3,+2H,2,O+2CO,2,(足量)H,2,SiO,3,+2NaHCO,3,与碱性氧化物反应,如与CaO反应:SiO,2,+CaO Ca-SiO,3,如与Na,2,O反应:Na,2,O+CO,2,Na,2,CO,3,用途,制光导纤维、光学仪器、,电子部件,制饮料、制碳酸盐,6,ppt精选,1.判断正误,正确的画“”,错误的画“,”。,(1)碳单质的化学性质主要表现为还原性,能被氧化剂氧化为+2价或+4价的化合物,(),(2)硅的性质很稳定,在常温下不与任何物质反应,(),(3)C,60,、金刚石、石墨互为同位素,(),(4)SiO,2,不与水反应生成硅酸,因此SiO,2,不是酸性氧化物,(),(5)SiO,2,不与任何酸反应,(),(6)2C+SiO,2,Si+2CO,说明C的还原性比Si强,(),(7)根据反应:SiO,2,+Na,2,CO,3,Na,2,SiO,3,+CO,2,可知SiO,2,水化物的酸性比,H,2,CO,3,强,(),答案,(1)(2),(3),(4),(5),(6),(7),7,ppt精选,2.【多维思考】,(1)从元素周期表的位置看,碳和硅均为A族元素,自然界中有碳的多,种单质存在,自然界中有硅的单质吗?为什么?,(2)从元素周期表的位置看,硅的还原性比碳强,但碳能与SiO,2,反应制取,Si,试从化学平衡的角度认识该反应发生的原因。,答案,(1)没有。因为硅有很强的亲氧性,在地壳形成时硅与氧易结合,难分离,因此硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐形式存在。,(2)2C+SiO,2,Si+2CO,CO气体逸出,促使反应正向进行。,8,ppt精选,题组一碳、硅的性质和应用,1.下列关于碳和硅的叙述中,正确的是,(),A.氧化物都能与NaOH溶液反应,B.单质在加热时都能跟O,2,反应,C.氧化物都能溶于水生成相应的酸,D.碳和硅两种元素共有两种单质,答案,BCO不溶于水,不能生成相应的酸,也不能与NaOH溶液反应;,SiO,2,不溶于水,也不能生成相应的酸;碳有金刚石、石墨、C,60,等同素异,形体,硅有晶体硅和无定形硅等,所以两种元素共有多种单质。,9,ppt精选,2.(2016福建福州模拟)下列有关说法正确的是,(),A.硅相对于氢气便于运输、贮存,从安全角度考虑,硅是有开发价值的,燃料,B.硅在地壳中含量居第二位,在地球上有丰富的硅资源,如石英、水,晶、玛瑙的主要成分都是单质硅,C.存放NaOH溶液的试剂瓶应用玻璃塞,D.二氧化硅是一种良好的半导体材料,答案,A硅常温下为固体,性质较稳定,便于贮存,较为安全,硅是有开,发价值的燃料,故A正确;石英、水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅,故B错误;二氧化硅能够与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水,硅酸钠具有黏,性,所以存放NaOH溶液的试剂瓶应用橡胶塞,故C错误;二氧化硅不导,电,是绝缘体,故D错误。,10,ppt精选,3.有些科学家提出硅是“21世纪的能源”,这主要是由于作为半导体材,料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。下列有关硅的说法中,不,正确的是,(),A.高纯度的硅广泛用于制作计算机芯片,B.硅可由二氧化硅还原制得,C.低温时,硅与水、空气和酸不反应,但能与氢氟酸反应,D.自然界中硅的储量丰富,自然界中存在大量的单质硅,答案,D硅是重要的半导体材料,可用于制造计算机芯片,A正确;2C+,SiO,2,Si+2CO,B正确;常温下,Si的性质稳定,但可以与F,2,、HF、强,碱溶液反应,C正确;自然界中不存在单质硅,D错误。,11,ppt精选,反思归纳碳、硅单质的特殊性,(1)一般情况下,非金属单质熔、沸点低,硬度小,但晶体硅、金刚石熔、,沸点高,硬度大,其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。,(2)一般情况下,非金属单质为绝缘体,但硅为半导体,石墨为电的良导体。,(3)Si的还原性强于C,但C在高温下能还原出Si:SiO,2,+2C,Si+2CO。,(4)非金属单质一般不与非氧化性酸反应,但硅能跟氢氟酸作用:Si+4HF,SiF,4,+2H,2,。,(5)常见的与强碱反应生成H,2,的固体单质有Al和Si,能够置换出H,2,O中氢,的非金属单质为碳,这些特征反应常作为推断题的突破口。,(6)金刚石为原子晶体,1 mol金刚石中含有2 mol碳碳单键;晶体硅为原,子晶体,1 mol晶体硅中含有2 mol SiSi键;二氧化硅为原子晶体,1 mol,SiO,2,中含有4 mol SiO键;石墨为混合晶体;C,60,是分子晶体。,12,ppt精选,题组二硅的制备,4.半导体工业中,有一句行话:“从沙滩到用户”,即由SiO,2,制取Si。制取,过程中不涉及的化学反应是,(),A.2C+SiO,2,Si+2CO,B.SiO,2,+2NaOH,Na,2,SiO,3,+H,2,O,C.Si+2Cl,2,SiCl,4,D.SiCl,4,+2H,2,Si+4HCl,答案,B工业制取纯硅的工艺流程为SiO,2,粗硅,SiCl,4,纯,硅,该工艺流程中不涉及SiO,2,与NaOH溶液的反应。,13,ppt精选,5.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:,高温下用过量的碳还原二氧化硅制得粗硅,同时得到一种可燃性气体;,粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl,3,(Si+3HCl,SiHCl,3,+H,2,);,SiHCl,3,与过量的H,2,在1 1001 200 的温度下反应制得纯硅,已知SiHCl,3,能与水剧烈反应,在空气中易自燃。,请回答:,(1)第一步制取粗硅的化学方程式为,。,(2)粗硅与HCl气体反应完全后,经冷凝得到的SiHCl,3,(沸点33.0)中含,有少量SiCl,4,(沸点57.6)和HCl(沸点-84.7),提纯SiHCl,3,采用的方法,为,。,14,ppt精选,(3)实验室用SiHCl,3,与过量的H,2,反应制取纯硅装置如图所示(加热和夹持,装置略去):,装置B中的试剂是,装置C中的烧杯需要加热,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是,。,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,。,15,ppt精选,答案,(1)2C+SiO,2,Si+2CO,(2)分馏(或蒸馏),(3)浓硫酸使滴入烧瓶中的SiHCl,3,汽化,有固体物质生成在题给反应温度下(1 1001 200),普通的玻璃会,软化SiHCl,3,+H,2,Si+3HCl,排尽装置中的空气,解析,(1)制取粗硅是在高温条件下,碳与二氧化硅发生反应。,(2)根据沸点的不同提纯物质,采用的方法是分馏或蒸馏。,(3)因SiHCl,3,与水剧烈反应,故装置A中产生的H,2,必须干燥,因此装置B中的试剂为浓H,2,SO,4,起干燥作用;装置C烧瓶需加热,其目的是使SiHCl,3,汽化,加快其与H,2,的反应速率。石英管中产生的物质应为硅,故装置D中有固体产生;由题给信息,制纯硅的反应条件为1 1001 200,此温度下普通玻璃容易软化。因高温下H,2,与O,2,反应容易爆炸,故还应排尽装置中的空气。,16,ppt精选,6.(2016山东潍坊检测)用四种溶液进行实验,下表中“操作及现象”与,“溶液”对应关系正确的是,(),选项,操作及现象,溶液,A,通入CO,2,溶液变浑浊,继续通入CO,2,至过量,浑浊消失,饱和Na,2,CO,3,溶液,B,通入CO,2,溶液变浑浊,继续通入CO,2,至过量,浑浊消失,Na,2,SiO,3,溶液,C,通入CO,2,溶液变浑浊,继续通入CO,2,至过量,浑浊不消失,再加入品红溶液,红色褪去,Ca(ClO),2,溶液,D,通入CO,2,溶液变浑浊,继续通入CO,2,至过量,浑浊消失,再加入足量NaOH溶液,又变浑浊,Ca(OH),2,溶液,题组三CO,2,、SiO,2,的主要性质及应用,17,ppt精选,答案,DA项,向饱和Na,2,CO,3,溶液中通入CO,2,会发生反应生成碳酸氢,钠,碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠,所以会析出碳酸氢钠晶体,继续通入,CO,2,气体,浑浊不消失,故错误;B项,向Na,2,SiO,3,溶液中通入CO,2,会产生硅,酸,硅酸是不溶于水的白色沉淀,继续通入CO,2,至过量,浑浊不会消失,故,错误;C项,向Ca(ClO),2,溶液中通入CO,2,会生成碳酸钙和次氯酸,碳酸钙与,过量CO,2,反应会转化为碳酸氢钙,沉淀消失,次氯酸具有强氧化性,可使,品红溶液褪色,故错误;D项,氢氧化钙溶液中通入CO,2,会生成碳酸钙沉,淀,继续通入CO,2,气体,碳酸钙转化为碳酸氢钙,加入NaOH后,碳酸氢钙和,氢氧化钠反应会生成碳酸钙,故正确。,18,ppt精选,7.指出下列反应中SiO,2,所表现的化学性质或作用,从AE选项中选择正,确答案填入括号内。,SiO,2,+2NaOH,Na,2,SiO,3,+H,2,O(),SiO,2,+Na,2,CO,3,Na,2,SiO,3,+CO,2,(),SiO,2,+2C,Si+2CO(),SiO,2,+3C,SiC+2CO(),SiO,2,+4HF,SiF,4,+2H,2,O(),19,ppt精选,A.作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀,B.氧化性,C.酸性氧化物的通性,D.将挥发性的酸酐从其盐中置换出来,E.未参加氧化还原反应,答案,C C B EA,20,ppt精选,反思归纳(1)SiO,2,是H,2,SiO,3,的酸酐,但它不溶于水,不能直接与水作用,制备H,2,SiO,3,。,(2)酸性氧化物一般不与酸作用,但SiO,2,能跟氢氟酸作用:SiO,2,+4HF,SiF,4,+2H,2,O。,(3)不
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