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第一节 无机非金属材料的主角硅三年三年8 8考考 高考指数高考指数: :1.1.了解碳、硅单质及其重要化合物的主要性质及应用。了解碳、硅单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.2.了解碳、硅单质及其重要化合物对环境质量的影响。了解碳、硅单质及其重要化合物对环境质量的影响。3.3.了解常见无机非金属材料的性质和用途。了解常见无机非金属材料的性质和用途。一、碳、硅单质的主要性质及应用一、碳、硅单质的主要性质及应用1.1.碳、硅元素在自然界中的存在形态碳、硅元素在自然界中的存在形态（1 1）碳：既有游离态又有化合态。）碳：既有游离态又有化合态。（2 2）硅：只有）硅：只有_。硅在自然界中的含量占第二位。硅在自然界中的含量占第二位。化合态化合态2.2.碳、硅单质的物理性质和用途（用线连接）碳、硅单质的物理性质和用途（用线连接）金刚石金刚石石墨石墨C C6060活性炭活性炭晶体硅晶体硅质软、能导电。可制电极质软、能导电。可制电极作吸附剂、脱色剂作吸附剂、脱色剂熔点高。半导体材料和制光电熔点高。半导体材料和制光电池的材料池的材料熔点高、硬度大。制饰品和切熔点高、硬度大。制饰品和切削工具削工具具有特殊结构。可能成为新型催具有特殊结构。可能成为新型催化剂或催化剂载体化剂或催化剂载体3.3.碳和硅的化学性质碳和硅的化学性质（1 1）碳单质的化学性质）碳单质的化学性质还原性。还原性。与与O O2 2反应：反应：O O2 2不足：不足：_； O O2 2充足：充足：_。与其他物质反应：与其他物质反应：a.a.与与CuOCuO反应：反应：_（可用于某些金属的冶炼）；（可用于某些金属的冶炼）； 2C+O2C+O2 2 2CO 2COC+OC+O2 2 CO CO2 22CuO+C 2Cu+CO2CuO+C 2Cu+CO2 2点燃点燃=点燃点燃=b.b.与与COCO2 2反应：反应：_；c.c.与水蒸气反应：与水蒸气反应：_（用于生产水煤气）；（用于生产水煤气）；d.d.与浓硫酸反应：与浓硫酸反应：_。（2 2）硅的化学性质）硅的化学性质还原性。还原性。不能被浓硫酸、不能被浓硫酸、浓硝酸等强氧化浓硝酸等强氧化剂氧化剂氧化SiSi常温下常温下与与F F2 2、氢氟酸、氢氟酸、NaOHNaOH溶液反应溶液反应与与O O2 2、ClCl2 2等反应等反应加热或高温加热或高温COCO2 2+C 2CO+C 2COC+HC+H2 2O O（g g） CO+HCO+H2 2C+2HC+2H2 2SOSO4 4( (浓浓) CO) CO2 2+2SO+2SO2 2+2H+2H2 2O O高温高温=高温高温=与氢氟酸反应：与氢氟酸反应：_；与与NaOHNaOH溶液反应：溶液反应：Si+2NaOH+HSi+2NaOH+H2 2O=NaO=Na2 2SiOSiO3 3+2H+2H2 2;与与O O2 2反应：反应：_。Si+4HF=SiFSi+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2 Si+OSi+O2 2 SiO SiO2 2=二、碳、硅的重要化合物的主要性质及用途二、碳、硅的重要化合物的主要性质及用途1.CO1.CO的性质的性质（1 1）物理性质。）物理性质。无色无味的气体，难溶于水，能使人中毒的原因是：与人体中无色无味的气体，难溶于水，能使人中毒的原因是：与人体中_相结合，因缺氧而中毒。相结合，因缺氧而中毒。（2 2）化学性质。）化学性质。可燃性：可燃性：_；还原性：还原性：COCO还原还原FeFe2 2O O3 3的反应为的反应为_。血红蛋白血红蛋白2CO+O2CO+O2 2 2CO 2CO2 2FeFe2 2O O3 3+3CO 2Fe+3CO+3CO 2Fe+3CO2 2点燃点燃=高温高温=2.CO2.CO2 2与与SiOSiO2 2的比较的比较（1 1）物理性质。）物理性质。熔沸点：熔沸点：COCO2 2的熔沸点比的熔沸点比SiOSiO2 2的熔沸点的熔沸点_。溶解性：溶解性：COCO2 2：可溶于水；：可溶于水；SiOSiO2 2：不溶于水。：不溶于水。(2)(2)化学性质。化学性质。低低 物质物质性质性质二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅_不反应不反应不反应不反应氢氟酸用于刻蚀玻璃氢氟酸用于刻蚀玻璃, ,反应为：反应为：_COCO2 2+H+H2 2O O H H2 2COCO3 3SiOSiO2 2+4HF=+4HF=SiFSiF4 4+2H+2H2 2O O与水反应与水反应与酸反应与酸反应 物质物质性质性质二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅_ _（盛碱液的（盛碱液的试剂瓶不能用试剂瓶不能用_塞）塞）_ _ _SiOSiO2 2+Na+Na2 2COCO3 3 Na Na2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2高温高温=COCO2 2+2NaOH=+2NaOH=NaNa2 2COCO3 3+H+H2 2O O 或或COCO2 2+NaOH=+NaOH=NaHCONaHCO3 3SiOSiO2 2+2NaOH=+2NaOH=NaNa2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O O玻璃玻璃COCO2 2+Na+Na2 2COCO3 3+H+H2 2O O=2NaHCO=2NaHCO3 3与碱反应与碱反应（如（如NaOHNaOH）与盐反应与盐反应（如（如NaNa2 2COCO3 3） 物质物质性质性质二氧化碳二氧化碳二氧化硅二氧化硅与与NaNa2 2O O反应：反应：_与与CaOCaO反应：反应：_C+COC+CO2 2 2CO 2CO2C+SiO2C+SiO2 2 Si+2CO Si+2COCOCO2 2+Na+Na2 2O=NaO=Na2 2COCO3 3SiOSiO2 2+CaO CaSiO+CaO CaSiO3 3高温高温=高温高温=高温高温=与碱性氧化与碱性氧化物反应物反应与碳反应与碳反应（3 3）主要用途。）主要用途。COCO2 2：化工原料、灭火剂。干冰用作制冷剂，人工降雨。：化工原料、灭火剂。干冰用作制冷剂，人工降雨。SiOSiO2 2：制光学仪器、石英玻璃。水晶可制作饰品，常用来制造：制光学仪器、石英玻璃。水晶可制作饰品，常用来制造通讯材料通讯材料_。光导纤维光导纤维3.3.硅酸和硅酸盐硅酸和硅酸盐（1 1）硅酸。）硅酸。性质：透明胶状固体，难溶于水，酸性比碳酸弱。性质：透明胶状固体，难溶于水，酸性比碳酸弱。制法：可用硅酸钠溶液与盐酸反应制得，反应的离子方程制法：可用硅酸钠溶液与盐酸反应制得，反应的离子方程式为式为_。用途：硅胶可用作催化剂的载体和袋装食品、瓶装食品的用途：硅胶可用作催化剂的载体和袋装食品、瓶装食品的干燥剂。干燥剂。SiOSiO3 32-2-+2H+2H+ +=H=H2 2SiOSiO3 3（2 2）硅酸盐。）硅酸盐。NaNa2 2SiOSiO3 3水溶液俗称水溶液俗称_，常用于制作黏合剂、防腐剂和，常用于制作黏合剂、防腐剂和耐火材料。耐火材料。硅酸钠溶液在空气中易变质，反应的化学方程式为硅酸钠溶液在空气中易变质，反应的化学方程式为_。硅酸盐组成的表示硅酸盐组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成：通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成：如硅酸钠（如硅酸钠（NaNa2 2SiOSiO3 3）可表示为）可表示为_，石棉（，石棉（CaMgCaMg3 3SiSi4 4O O1212）可表示为：可表示为：_。 水玻璃水玻璃NaNa2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O+COO+CO2 2=Na=Na2 2COCO3 3+H+H2 2SiOSiO3 3NaNa2 2OSiOOSiO2 2CaO3MgO4SiOCaO3MgO4SiO2 2三、常见无机非金属材料的生产用途三、常见无机非金属材料的生产用途1.1.硅酸盐材料硅酸盐材料（1 1）三种硅酸盐工业生产比较。）三种硅酸盐工业生产比较。水泥水泥玻璃玻璃陶瓷陶瓷生产原料生产原料_主要设备主要设备_陶瓷窑陶瓷窑生产条件生产条件高温高温石灰石、黏土石灰石、黏土纯碱、石灰石和纯碱、石灰石和石英石英黏土黏土水泥回转窑水泥回转窑玻璃窑玻璃窑（2 2）主要用途。）主要用途。陶瓷、玻璃、水泥是主要建材，也广泛应用于生活中。陶瓷、玻璃、水泥是主要建材，也广泛应用于生活中。2.2.特殊功能的含硅物质特殊功能的含硅物质（1 1）碳化硅具有金刚石结构，可用作磨料。）碳化硅具有金刚石结构，可用作磨料。（2 2）含硅元素）含硅元素4%4%的硅钢具有导磁性。的硅钢具有导磁性。（3 3）硅橡胶具有既耐高温又耐低温的性质。）硅橡胶具有既耐高温又耐低温的性质。 1.1.晶体硅是光导纤维的主要成分。（晶体硅是光导纤维的主要成分。（ ）【分析【分析】光导纤维的主要成分是二氧化硅。光导纤维的主要成分是二氧化硅。2.SiO2.SiO2 2既能与酸反应又能与碱反应，所以它是一种两性氧化既能与酸反应又能与碱反应，所以它是一种两性氧化物。（物。（ ）【分析【分析】SiOSiO2 2只能与酸中的氢氟酸反应生成只能与酸中的氢氟酸反应生成SiFSiF4 4和和H H2 2O O，且，且SiFSiF4 4不是盐，而与其他酸都不反应，与碱反应，不是盐，而与其他酸都不反应，与碱反应，SiOSiO2 2是一种酸是一种酸性氧化物。性氧化物。 3.3.工业上用焦炭和石英制取粗硅的反应方程式为工业上用焦炭和石英制取粗硅的反应方程式为SiOSiO2 2+C +C Si+COSi+CO2 2。（。（ ）【分析【分析】反应生成的是反应生成的是COCO而不是而不是COCO2 2。4.4.不能用不能用SiOSiO2 2与水反应的方法来制取硅酸，不能用瓷坩埚来与水反应的方法来制取硅酸，不能用瓷坩埚来加热烧碱或纯碱使其熔化。（加热烧碱或纯碱使其熔化。（ ）【分析【分析】SiOSiO2 2难溶于水，不与水反应，在高温下难溶于水，不与水反应，在高温下SiOSiO2 2能与能与NaOHNaOH、NaNa2 2COCO3 3发生反应导致瓷坩埚被腐蚀。发生反应导致瓷坩埚被腐蚀。高温高温=5.5.实验室中保存烧碱溶液不能用磨口玻璃塞。（实验室中保存烧碱溶液不能用磨口玻璃塞。（ ）【分析【分析】SiOSiO2 2能与能与NaOHNaOH溶液反应生成溶液反应生成NaNa2 2SiOSiO3 3，使瓶口与瓶塞，使瓶口与瓶塞粘在一起，不易开启。粘在一起，不易开启。 硅及其化合物的特性硅及其化合物的特性“五，二，二五，二，二”1.1.硅的五大特性硅的五大特性（1 1）硅的非金属性弱于碳，但碳在自然界中既有游离态又有）硅的非金属性弱于碳，但碳在自然界中既有游离态又有化合态，而硅却只有化合态。化合态，而硅却只有化合态。（2 2）硅的还原性强于碳，但碳能还原）硅的还原性强于碳，但碳能还原SiOSiO2 2：SiOSiO2 2+2C+2C2CO+Si 2CO+Si 。（3 3）非金属单质跟碱溶液作用一般无）非金属单质跟碱溶液作用一般无H H2 2产生，但产生，但SiSi能跟碱溶能跟碱溶液作用放出液作用放出H H2 2：Si+2NaOH+HSi+2NaOH+H2 2O=NaO=Na2 2SiOSiO3 3+2H+2H2 2。高温高温=（4 4）非金属单质一般不跟非氧化性酸反应，但硅能跟氢氟酸）非金属单质一般不跟非氧化性酸反应，但硅能跟氢氟酸反应。反应。（5 5）非金属单质一般为非导体，但硅为半导体。）非金属单质一般为非导体，但硅为半导体。 2.2.二氧化硅的两大特性二氧化硅的两大特性（1 1）非金属氧化物的熔沸点一般较低，但）非金属氧化物的熔沸点一般较低，但SiOSiO2 2的熔点却很高。的熔点却很高。（2 2）酸性氧化物一般不跟酸反应，但）酸性氧化物一般不跟酸反应，但SiOSiO2 2能跟氢氟酸反应。能跟氢氟酸反应。3.3.硅酸的两大特性硅酸的两大特性（1 1）无机酸一般易溶于水，但）无机酸一般易溶于水，但H H2 2SiOSiO3 3难溶于水。难溶于水。（2 2）H H2 2COCO3 3的酸性强于的酸性强于H H2 2SiOSiO3 3，所以有，所以有NaNa2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O O=H=H2 2SiOSiO3 3+Na+Na2 2COCO3 3，但在高温下，但在高温下NaNa2 2COCO3 3+SiO+SiO2 2 NaNa2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2能发生是因为生成的能发生是因为生成的COCO2 2容易挥发。容易挥发。高温高温=【高考警示钟【高考警示钟】（1 1）不要混淆硅和二氧化硅的用途用作半导体材料的是晶体）不要混淆硅和二氧化硅的用途用作半导体材料的是晶体硅而不是硅而不是SiOSiO2 2，用于制作光导纤维的是，用于制作光导纤维的是SiOSiO2 2而不是硅。而不是硅。（2 2）不要混淆常见含硅物质的成分。）不要混淆常见含硅物质的成分。计算机芯片的成分是晶体硅而不是计算机芯片的成分是晶体硅而不是SiOSiO2 2。水晶、石英、玛瑙等主要成分是水晶、石英、玛瑙等主要成分是SiOSiO2 2，而不是硅酸盐。，而不是硅酸盐。传统无机非金属材料陶瓷、水泥、玻璃的主要成分是硅酸传统无机非金属材料陶瓷、水泥、玻璃的主要成分是硅酸盐。盐。【典例【典例1 1】（】（20112011山东高考）某短周期非金属元素的原子核山东高考）某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素( )( )A.A.在自然界中只以化合态的形式存在在自然界中只以化合态的形式存在B.B.单质常用作半导体材料和光导纤维单质常用作半导体材料和光导纤维C.C.最高价氧化物不与酸反应最高价氧化物不与酸反应D.D.气态氢化物比甲烷稳定气态氢化物比甲烷稳定【解题指南【解题指南】解答本题注意以下三点：解答本题注意以下三点：（1 1）原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半的短周期）原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半的短周期元素只有锂和硅，非金属元素则为硅。元素只有锂和硅，非金属元素则为硅。（2 2）充分考虑硅及其化合物的特性及用途。）充分考虑硅及其化合物的特性及用途。（3 3）运用元素周期律比较气态氢化物的稳定性。）运用元素周期律比较气态氢化物的稳定性。【解析【解析】选选A A。通过信息可推知该元素为。通过信息可推知该元素为SiSi。B B项，其单质能项，其单质能用作半导体材料，用作光导纤维的是用作半导体材料，用作光导纤维的是SiOSiO2 2，B B错误；错误；C C项，它项，它的最高价氧化物的最高价氧化物SiOSiO2 2能与氢氟酸反应，能与氢氟酸反应， C C错误；错误；D D项，由于元项，由于元素的非金属性素的非金属性C CSiSi，故，故SiHSiH4 4的稳定性弱于甲烷，的稳定性弱于甲烷，D D错误。错误。【互动探究【互动探究】（1 1）硅在自然界中为什么全部以化合态存在？）硅在自然界中为什么全部以化合态存在？提示：提示：硅是亲氧元素，容易跟氧元素结合形成二氧化硅或进硅是亲氧元素，容易跟氧元素结合形成二氧化硅或进一步转化为硅酸盐。一步转化为硅酸盐。（2 2）实验室如何保存氢氟酸？）实验室如何保存氢氟酸？提示：提示：氢氟酸能与玻璃中的氢氟酸能与玻璃中的SiOSiO2 2反应，不能盛放于玻璃瓶中，反应，不能盛放于玻璃瓶中，应保存在特制的塑料瓶中。应保存在特制的塑料瓶中。【变式备选【变式备选】硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：题：（1 1）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷（SiHClSiHCl3 3）还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示）还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：意图如下：写出由纯写出由纯SiHClSiHCl3 3制备高纯硅的化学方程式制备高纯硅的化学方程式_。整个制备过程必须严格控制无水无氧。整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHClSiHCl3 3遇水剧烈反遇水剧烈反应生成应生成H H2 2SiOSiO3 3、HClHCl和另一种物质，写出配平的化学方程式和另一种物质，写出配平的化学方程式_；H H2 2还原还原SiHClSiHCl3 3过程中若混入过程中若混入O O2 2，可能引起的后果是，可能引起的后果是_。（2 2）下列有关硅材料的说法正确的是）下列有关硅材料的说法正确的是_（填字母）。（填字母）。A.A.碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥B.B.氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承C.C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料光导纤光导纤维维D.D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高E.E.盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅（3 3）硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管）硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象并给予中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象并给予解释解释_。【解析【解析】（1 1）书写方程式时，由题目所给的反应物和生成物，）书写方程式时，由题目所给的反应物和生成物，根据质量守恒定律配平即可。根据质量守恒定律配平即可。（2 2）碳化硅本身是一种很好的材料，不能再用来生产水泥，）碳化硅本身是一种很好的材料，不能再用来生产水泥，A A错；错；SiSi3 3N N4 4是一种高温结构陶瓷，熔点高，性质稳定，可用作是一种高温结构陶瓷，熔点高，性质稳定，可用作耐高温材料和轴承，耐高温材料和轴承，B B正确；光导纤维的材料为正确；光导纤维的材料为SiOSiO2 2，C C正确；正确；普通玻璃的主要成分为普通玻璃的主要成分为NaNa2 2SiOSiO3 3和和CaSiOCaSiO3 3，它是以石英砂，它是以石英砂（SiOSiO2 2）、石灰石（）、石灰石（CaCOCaCO3 3）和纯碱（）和纯碱（NaNa2 2COCO3 3）为主要原料反）为主要原料反应制成的，玻璃没有固定的熔点，应制成的，玻璃没有固定的熔点，D D错；常温下，错；常温下，SiSi能与能与HFHF反反应，不与应，不与HClHCl反应，反应，E E错。错。（3 3）SiOSiO3 32-2-、NHNH4 4+ +会发生水解相互促进反应，从而有会发生水解相互促进反应，从而有NHNH3 3放出，放出，同时有白色沉淀同时有白色沉淀H H2 2SiOSiO3 3生成。生成。答案：答案：（1 1）SiHClSiHCl3 3+H+H2 2 = Si+3HCl= Si+3HClSiHClSiHCl3 3+3H+3H2 2O=HO=H2 2SiOSiO3 3+H+H2 2+3HCl +3HCl 高温下，高温下，H H2 2遇遇O O2 2发生发生爆炸爆炸（2 2）B B、C C（3 3）生成白色絮状沉淀，有刺激性气味的气体生成；）生成白色絮状沉淀，有刺激性气味的气体生成；SiOSiO3 32-2-与与NHNH4 4+ +发生水解相互促进反应，发生水解相互促进反应，SiOSiO3 32-2-+2NH+2NH4 4+ +=2NH=2NH3 3+ + H H2 2SiOSiO3 31 357 K1 357 K 二氧化碳的性质以及二氧化碳的性质以及COCO3 32-2-、HCOHCO3 3- -的检验的检验1.CO1.CO2 2与碱溶液反应的产物与碱溶液反应的产物（1 1）反应原理。）反应原理。NaOHNaOH Na Na2 2COCO3 3 NaHCONaHCO3 3 （2 2）反应后溶质成分的判断。）反应后溶质成分的判断。可用数轴表示：可用数轴表示：少量少量COCO2 2过量过量COCO2 20 01 12n(CO )n(NaOH)NaOHNaOH NaNa2 2COCO3 3、NaOHNaOH NaNa2 2COCO3 3 NaHCONaHCO3 3、NaNa2 2COCO3 3 NaHCONaHCO3 3NaHCONaHCO3 3122.CO2.CO2 2与常见溶液的反应和现象与常见溶液的反应和现象（1 1）Ca(OH)Ca(OH)2 2 或或Ba(OH)Ba(OH)2 2溶液。溶液。COCO2 2不足时，生成白色沉淀；不足时，生成白色沉淀；COCO2 2过量时，生成的白色沉淀消失，过量时，生成的白色沉淀消失，溶液变澄清。溶液变澄清。（2 2）NaNa2 2SiOSiO3 3溶液。溶液。COCO2 2不足：不足：NaNa2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O+COO+CO2 2=Na=Na2 2COCO3 3+H+H2 2SiOSiO3 3；COCO2 2过量：过量：NaNa2 2SiOSiO3 3+2H+2H2 2O+2COO+2CO2 2=2NaHCO=2NaHCO3 3+H+H2 2SiOSiO3 3。两种情况均生成白色胶状沉淀。两种情况均生成白色胶状沉淀。（3 3）饱和）饱和NaNa2 2COCO3 3溶液。溶液。NaNa2 2COCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O=2NaHCOO=2NaHCO3 3，有白色固体析出。，有白色固体析出。3.CO3.CO3 32-2-、HCOHCO3 3- -的检验的检验（1 1）基本方法：将其转化为）基本方法：将其转化为COCO2 2气体，再用澄清石灰水变浑气体，再用澄清石灰水变浑浊来检验浊来检验COCO2 2。如果被检物中已知没有碳酸氢盐、亚硫酸盐和。如果被检物中已知没有碳酸氢盐、亚硫酸盐和亚硫酸氢盐的干扰时，可用直接加盐酸的方法检验碳酸盐。亚硫酸氢盐的干扰时，可用直接加盐酸的方法检验碳酸盐。（2 2）存在干扰时：若存在其他干扰时，则需要用以下方法来）存在干扰时：若存在其他干扰时，则需要用以下方法来检验。检验。离离子子COCO3 32-2-HCOHCO3 3- -原原理理COCO3 32-2-+Ca+Ca2+2+=CaCO=CaCO3 3CaCOCaCO3 3+2H+2H+ +=Ca=Ca2+2+H+H2 2O+COO+CO2 2HCOHCO3 3- -+H+H+ +=COCO2 2+H+H2 2O O离子离子COCO3 32-2-HCOHCO3 3- -方法方法向少量待检验溶液中滴向少量待检验溶液中滴加足量的加足量的CaClCaCl2 2或或BaClBaCl2 2溶液，有白色沉淀生成，溶液，有白色沉淀生成，再加入适量的酸，白色再加入适量的酸，白色沉淀溶解且生成使澄清沉淀溶解且生成使澄清石灰水变浑浊的无色无石灰水变浑浊的无色无味的气体，则待检溶液味的气体，则待检溶液中有中有COCO3 32-2-向少量待检验溶液中滴加足量向少量待检验溶液中滴加足量的的CaClCaCl2 2或或BaClBaCl2 2溶液，无明显溶液，无明显现象，再向溶液中加入足量的现象，再向溶液中加入足量的酸，若溶液中有使澄清石灰水酸，若溶液中有使澄清石灰水变浑浊的无色无味的气体生成，变浑浊的无色无味的气体生成，则待检验溶液中有则待检验溶液中有HCOHCO3 3- -【高考警示钟【高考警示钟】（1 1）COCO2 2通入通入CaClCaCl2 2 或或BaClBaCl2 2溶液不会产生白色沉淀，因为碳溶液不会产生白色沉淀，因为碳酸的酸性弱于盐酸，酸的酸性弱于盐酸，COCO2 2与与CaClCaCl2 2或或BaClBaCl2 2溶液不发生反应。溶液不发生反应。（2 2）检验）检验COCO3 32-2-、HCOHCO3 3- -时不能用时不能用Ba(OH)Ba(OH)2 2或或Ca(OH)Ca(OH)2 2溶液来代替溶液来代替可溶性钡盐或可溶性钙盐溶液，原因是可溶性钡盐或可溶性钙盐溶液，原因是OHOH- -能将能将HCOHCO3 3- -转化为转化为COCO3 32-2-。【拓展延伸【拓展延伸】COCO2 2与常见溶液反应的其他情况与常见溶液反应的其他情况（1 1）Ca(ClO)Ca(ClO)2 2溶液溶液COCO2 2少量时，生成白色沉淀。少量时，生成白色沉淀。Ca(ClO)Ca(ClO)2 2+H+H2 2O+COO+CO2 2=CaCO=CaCO3 3+2HClO+2HClOCOCO2 2过量时，生成无色透明溶液。过量时，生成无色透明溶液。Ca(ClO)Ca(ClO)2 2+2H+2H2 2O+2COO+2CO2 2=Ca(HCO=Ca(HCO3 3) )2 2+2HClO+2HClO（2 2）NaAlONaAlO2 2溶液溶液COCO2 2少量时，少量时，2NaAlO2NaAlO2 2+3H+3H2 2O+COO+CO2 2=2Al(OH)=2Al(OH)3 3+Na+Na2 2COCO3 3COCO2 2过量时，过量时，NaAlONaAlO2 2+2H+2H2 2O+COO+CO2 2=Al(OH)=Al(OH)3 3+NaHCO+NaHCO3 3【典例【典例2 2】将足量的】将足量的COCO2 2不断通入不断通入KOHKOH、Ba(OH)Ba(OH)2 2、KAlOKAlO2 2的混合溶液中，的混合溶液中，生成沉淀的物质的量与通入生成沉淀的物质的量与通入COCO2 2的体积的关系可表示为的体积的关系可表示为( )( )【解题指南【解题指南】解答本题注意以下两点：解答本题注意以下两点：（1 1）COCO2 2先与碱反应再与盐反应。先与碱反应再与盐反应。（2 2）COCO2 2在与碱反应时，先与能生成沉淀的碱反应；在与碱反应时，先与能生成沉淀的碱反应；COCO2 2在与在与碳酸盐反应时，先与可溶性碳酸盐反应；碳酸盐反应时，先与可溶性碳酸盐反应；COCO2 2在与可溶性盐溶在与可溶性盐溶液反应时，先与对应酸的酸性较弱的盐反应。液反应时，先与对应酸的酸性较弱的盐反应。【解析【解析】选选C C。将。将COCO2 2通入通入KOHKOH、Ba(OH)Ba(OH)2 2、KAlOKAlO2 2的混合溶液中，依次的混合溶液中，依次发生如下反应：发生如下反应：根据沉淀生成和溶解的情况对照图像可知根据沉淀生成和溶解的情况对照图像可知C C正确。正确。O O C Cn(n(沉淀沉淀) )V(COV(CO2 2) )Ba(OH)Ba(OH)2 2+CO+CO2 2=BaCO=BaCO3 3+H+H2 2O O2KOH+CO2KOH+CO2 2=K=K2 2COCO3 3+H+H2 2O O2KAlO2KAlO2 2+3H+3H2 2O+COO+CO2 2=2Al(OH)=2Al(OH)3 3+K+K2 2COCO3 3K K2 2COCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O=2KHCOO=2KHCO3 3BaCOBaCO3 3+H+H2 2O+COO+CO2 2=Ba(HCO=Ba(HCO3 3) )2 2 【技巧点拨【技巧点拨】反应顺序的判断反应顺序的判断当有多种组分与一种物质反应时，判断反应顺序的方法是：当有多种组分与一种物质反应时，判断反应顺序的方法是：先假设与其中的一种组分反应，若产物还能与另一种组分反先假设与其中的一种组分反应，若产物还能与另一种组分反应，则假设错误。应，则假设错误。如将如将COCO2 2通入通入KOHKOH、Ba(OH)Ba(OH)2 2混合溶液中，假设混合溶液中，假设COCO2 2先与先与KOHKOH反应，反应，则生成的则生成的K K2 2COCO3 3会与会与Ba(OH)Ba(OH)2 2继续反应生成继续反应生成BaCOBaCO3 3，故假设错误，故假设错误，应该是应该是COCO2 2先与先与Ba(OH)Ba(OH)2 2反应。反应。【变式备选【变式备选】向四只盛有一定量向四只盛有一定量NaOHNaOH溶液的烧杯中通入不同溶液的烧杯中通入不同量的量的COCO2 2气体，再在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量，并将气体，再在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量，并将溶液加热，产生的溶液加热，产生的COCO2 2气体与气体与HClHCl物质的量的关系如图物质的量的关系如图( (忽略忽略COCO2 2的溶解和的溶解和HClHCl的挥发的挥发) )：则下列分析都正确的组合是则下列分析都正确的组合是( )( )图对应溶液中的溶质为图对应溶液中的溶质为NaHCONaHCO3 3图对应溶液中的溶质为图对应溶液中的溶质为NaNa2 2COCO3 3和和NaHCONaHCO3 3，且二者的物质的，且二者的物质的量之比为量之比为1 11 1图对应溶液中的溶质为图对应溶液中的溶质为NaOHNaOH和和NaNa2 2COCO3 3，且二者的物质的量，且二者的物质的量之比为之比为1 11 1 图对应溶液中的溶质为图对应溶液中的溶质为NaNa2 2COCO3 3A.A. B. B. C. C. D. D.【解析【解析】选选A A。向。向NaOHNaOH溶液中通入溶液中通入COCO2 2时，所得溶液中的溶质时，所得溶液中的溶质可能有：可能有：只有只有NaNa2 2COCO3 3，只有只有NaHCONaHCO3 3，NaNa2 2COCO3 3与与NaHCONaHCO3 3，NaNa2 2COCO3 3与与NaOHNaOH。而。而NaOHNaOH、NaNa2 2COCO3 3、NaHCONaHCO3 3分别与分别与HClHCl反应的反应的方程式为：方程式为：NaOH+HClNaOH+HCl=NaCl+H=NaCl+H2 2O O；NaNa2 2COCO3 3+HCl=+HCl=NaCl+NaHCONaCl+NaHCO3 3和和NaHCONaHCO3 3+HCl=NaCl+CO+HCl=NaCl+CO2 2+H+H2 2O O。设未产生气。设未产生气体时消耗盐酸的体积为体时消耗盐酸的体积为V V1 1，产生，产生COCO2 2气体时消耗盐酸的体积为气体时消耗盐酸的体积为V V2 2，由，由 图可知，开始就有图可知，开始就有COCO2 2生成，故溶质应为生成，故溶质应为NaHCONaHCO3 3，正确；由正确；由图知，开始无图知，开始无COCO2 2生成，且生成，且V V2 2=2V=2V1 1，可知溶质为，可知溶质为NaNa2 2COCO3 3和和NaHCONaHCO3 3，且，且n(Nan(Na2 2COCO3 3)=n(NaHCO)=n(NaHCO3 3) )，正确；由正确；由图可图可知，知，V V1 1=V=V2 2，所以溶质为，所以溶质为NaNa2 2COCO3 3，错；由错；由图知，图知，V V1 1=2V=2V2 2，溶，溶质为质为NaOHNaOH、NaNa2 2COCO3 3，且，且n(NaOHn(NaOH)=n(Na)=n(Na2 2COCO3 3) )，错。正确的组错。正确的组合为合为A A。【答题要领【答题要领3 3】实验操作的原因、目的、作用的答题要点实验操作的原因、目的、作用的答题要点【典例】【典例】20112011福建高考福建高考T25()T25()改编牙膏样品中碳酸改编牙膏样品中碳酸钙的定量测定利用如图所示装置（图中夹持仪器略去）进行钙的定量测定利用如图所示装置（图中夹持仪器略去）进行实验，充分反应后，测定实验，充分反应后，测定C C中生成的中生成的BaCOBaCO3 3沉淀质量，以确定沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。碳酸钙的质量分数。依据实验过程回答下列问题：依据实验过程回答下列问题：（1 1）实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌）实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B B、C C中的反应物外，还有中的反应物外，还有_。（2 2）在加入盐酸之前，应排净装置内的）在加入盐酸之前，应排净装置内的COCO2 2气体，理由是气体，理由是_。（3 3）有人认为不必测定）有人认为不必测定C C中生成的中生成的BaCOBaCO3 3质量，只要测定装置质量，只要测定装置C C在吸收在吸收COCO2 2前后的质量差，一样可以确定碳酸钙的质量分数。实前后的质量差，一样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是_。【抽样分析】【抽样分析】考生甲考生甲考生乙考生乙考生丙考生丙抽抽样样试试卷卷（1 1）减少）减少实验误差实验误差（2 2）装置内空）装置内空气中存在少量的气中存在少量的COCO2 2（3 3）会使测定）会使测定C C装装置吸收置吸收COCO2 2前后的质前后的质量差偏大量差偏大考生甲考生甲考生乙考生乙考生丙考生丙分分析析点点评评错误理错误理解题目解题目要求，要求，用用“结结果果”代代替替“作作用用”没有明确的没有明确的结论。装置结论。装置内空气中存内空气中存在少量的在少量的COCO2 2，会使测量结会使测量结果偏高果偏高没有指明质量偏大的具体原没有指明质量偏大的具体原因。因。BaBa（OHOH）2 2溶液除吸收溶液除吸收COCO2 2外，还可以吸收外，还可以吸收HClHCl气体气体和水蒸气，会使溶液的质量和水蒸气，会使溶液的质量增大，测量结果偏高增大，测量结果偏高【规范答案】【规范答案】（1 1）把生成的）把生成的COCO2 2全部排入全部排入C C中，使之完全被中，使之完全被Ba(OH)Ba(OH)2 2溶液吸收溶液吸收（2 2）装置内空气中存在少量的）装置内空气中存在少量的COCO2 2被被Ba(OH)Ba(OH)2 2溶液吸收，会使溶液吸收，会使测量结果偏高测量结果偏高（3 3）B B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C C中被中被BaBa（OHOH）2 2溶液吸收（或其他合理答案）溶液吸收（或其他合理答案）* * *答题要领答题要领* * *答题要素：答题要素：（1 1）明确实验目的：做什么？）明确实验目的：做什么？（2 2）明确操作目的：为什么这样做？）明确操作目的：为什么这样做？（3 3）明确结论：这样做会有什么结果？理由是什么？）明确结论：这样做会有什么结果？理由是什么？得分点及关键词：得分点及关键词：本类问题注意以下得分点：操作本类问题注意以下得分点：操作+ +（目的）作用（目的）作用（1 1）操作：怎么）操作：怎么“做做” ” ？为什么这样？为什么这样“做做”。（2 2）作用：需有明确的结论、判断、理由。）作用：需有明确的结论、判断、理由。为了探究二氧化碳能与水发生反应生成具有酸性的物质，为了探究二氧化碳能与水发生反应生成具有酸性的物质，A A、B B两同学分别设计了探究实验的方案。两同学分别设计了探究实验的方案。A A同学的实验方案是将同学的实验方案是将二氧化碳通入紫色石蕊试液中，观察溶液的颜色变化，如图二氧化碳通入紫色石蕊试液中，观察溶液的颜色变化，如图甲所示。甲所示。B B同学的实验方案是取四朵用石蕊试液染成紫色的干同学的实验方案是取四朵用石蕊试液染成紫色的干燥纸制小花，按图乙进行实验，观察小花颜色变化。请你对燥纸制小花，按图乙进行实验，观察小花颜色变化。请你对A A、B B两同学的实验探究方案进行评价：两同学的实验探究方案进行评价：（1 1）哪个同学的方案更合理：）哪个同学的方案更合理：_，理由是理由是_。(2)(2)图乙中第（图乙中第（）（）（）步骤的目的是说明：）步骤的目的是说明：_。(3)(3)能否取消步骤（能否取消步骤（）？为什么？）？为什么？_。答案：答案：（1 1）B AB A不能说明使石蕊试液变色的是二氧化碳还不能说明使石蕊试液变色的是二氧化碳还是碳酸是碳酸（2 2）酸可使石蕊试液变红色，水不能使石蕊试液变红色）酸可使石蕊试液变红色，水不能使石蕊试液变红色（3 3）不能，若取消步骤（）不能，若取消步骤（），就不能证明），就不能证明COCO2 2能否使石蕊能否使石蕊试液变色试液变色1 1开发新材料是现代科技发展的方向之一。下列有关材料的开发新材料是现代科技发展的方向之一。下列有关材料的说法正确的是说法正确的是( )( )A.A.合成纤维和光导纤维都是有机高分子材料合成纤维和光导纤维都是有机高分子材料B.SiOB.SiO2 2是人类将太阳能转变为电能的常用材料是人类将太阳能转变为电能的常用材料C.C.水晶、玛瑙、水泥和瓷器都是硅酸盐制品水晶、玛瑙、水泥和瓷器都是硅酸盐制品D.D.氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料【解析】【解析】选选D D。光导纤维的成分是。光导纤维的成分是SiOSiO2 2，A A错；晶体硅是人类错；晶体硅是人类将太阳能转变为电能的常用材料，将太阳能转变为电能的常用材料，B B错；水晶、玛瑙的主要成错；水晶、玛瑙的主要成分是分是SiOSiO2 2，C C错。错。2 2下列试剂中，能贮存在带磨口塞的玻璃试剂瓶里的是下列试剂中，能贮存在带磨口塞的玻璃试剂瓶里的是( )( )A.KOHA.KOH溶液溶液 B.B.液溴液溴C.NaC.Na2 2SiOSiO3 3溶液溶液 D.D.氢氟酸氢氟酸【解析】【解析】选选B B。A A项项KOHKOH与与SiOSiO2 2反应生成矿物胶反应生成矿物胶K K2 2SiOSiO3 3，C C项项NaNa2 2SiOSiO3 3本身就属于矿物胶，本身就属于矿物胶，D D项项HFHF与与SiOSiO2 2反应。反应。3 3常温下，下列不发生反应的一组物质是常温下，下列不发生反应的一组物质是( )( )硅与硅与NaOHNaOH溶液溶液 硅与盐酸硅与盐酸硅与氢氟酸硅与氢氟酸 二氧化硅与碳酸钠二氧化硅与碳酸钠二氧化硅与二氧化硅与NaOHNaOH溶液溶液 二氧化硅与浓硝酸二氧化硅与浓硝酸A A B BC C D D【解析】【解析】选选D D。常温下，硅能与氟气、氢氟酸和强碱溶液反应，。常温下，硅能与氟气、氢氟酸和强碱溶液反应，二氧化硅能与二氧化硅能与NaOHNaOH溶液、氢氟酸反应。溶液、氢氟酸反应。4 4昆仑玉常用于制作奖牌等纪念品，其主要成分是由昆仑玉常用于制作奖牌等纪念品，其主要成分是由“透闪石透闪石”和和“阳起石阳起石”组成的纤维状微晶结合体，其中透闪石的化学成分组成的纤维状微晶结合体，其中透闪石的化学成分为为CaCa2 2MgMg5 5SiSi8 8O O2222(OH)(OH)2 2。下列有关说法不正确的是。下列有关说法不正确的是( )( )A ACaCa2 2MgMg5 5SiSi8 8O O2222(OH)(OH)2 2属于硅酸盐属于硅酸盐B B昆仑玉是混合物，透闪石中昆仑玉是混合物，透闪石中MgMg元素与元素与CaCa元素的质量比是元素的质量比是3232C C透闪石的化学式写成氧化物的形式为：透闪石的化学式写成氧化物的形式为：2CaO5MgO8SiO2CaO5MgO8SiO2 2HH2 2O OD D透闪石是一种新型无机非金属材料，可能易溶于水透闪石是一种新型无机非金属材料，可能易溶于水【解析】【解析】选选D D。由组成元素可知透闪石属于硅酸盐，。由组成元素可知透闪石属于硅酸盐，A A正确；正确；透闪石中透闪石中MgMg元素与元素与CaCa元素的质量比为（元素的质量比为（24245 5）（40402 2）=32=32，B B正确；透闪石的氧化物表示形式符合原化学式中各正确；透闪石的氧化物表示形式符合原化学式中各元素的物质的量之比，元素的物质的量之比，C C正确；玉石属于传统无机非金属材料，正确；玉石属于传统无机非金属材料，不溶于水，不溶于水，D D错误。错误。5 5（20122012淮南模拟）向下列溶液中通入足量的淮南模拟）向下列溶液中通入足量的COCO2 2，最终，最终无沉淀生成的是无沉淀生成的是( )( )CaCa（OHOH）2 2溶液溶液 NaNa2 2SiOSiO3 3溶液溶液饱和饱和NaNa2 2COCO3 3溶液溶液 CaClCaCl2 2溶液溶液漂白粉溶液漂白粉溶液 NaAlONaAlO2 2溶液溶液A.A. B. B.C.C. D. D.【解析】【解析】选选B B。COCO2 2通入通入CaCa（OHOH）2 2溶液中的现象是先生成白溶液中的现象是先生成白色沉淀，后沉淀消失，最终无沉淀；色沉淀，后沉淀消失，最终无沉淀；COCO2 2与与NaNa2 2SiOSiO3 3溶液反应溶液反应最终会有最终会有H H2 2SiOSiO3 3沉淀生成；沉淀生成；COCO2 2与饱和与饱和NaNa2 2COCO3 3溶液反应会生成溶液反应会生成NaHCONaHCO3 3沉淀，因为沉淀，因为NaHCONaHCO3 3的溶解度小于的溶解度小于NaNa2 2COCO3 3的溶解度，且反的溶解度，且反应消耗了水，生成了质量更多的应消耗了水，生成了质量更多的NaHCONaHCO3 3；COCO2 2与与CaClCaCl2 2溶液不溶液不发生反应，一直无沉淀产生；足量发生反应，一直无沉淀产生；足量COCO2 2与漂白粉溶液中的与漂白粉溶液中的CaCa（ClOClO）2 2反应，最终生成反应，最终生成CaCa（HCOHCO3 3）2 2和和HClOHClO，无沉淀产生；，无沉淀产生；足量足量COCO2 2与与NaAlONaAlO2 2溶液反应，最终生成溶液反应，最终生成AlAl（OHOH）3 3沉淀和沉淀和NaHCONaHCO3 3。符合题意。符合题意。6.6.世博会中国馆世博会中国馆“东方之冠东方之冠”由钢筋混凝土、由钢筋混凝土、7 0007 000多块多块红色铝板和红色铝板和1 2001 200多块玻璃等建成。多块玻璃等建成。(1)(1)铝铝_(_(填填“是是”或或“不是不是”)”)红色的，铝板和玻璃均易红色的，铝板和玻璃均易被烧碱腐蚀，原因是被烧碱腐蚀，原因是_、_。( (用化学方程式表示用化学方程式表示) )(2)(2)生产硅酸盐水泥和普通玻璃都需要用到的主要原料是生产硅酸盐水泥和普通玻璃都需要用到的主要原料是_。(3)(3)石英玻璃化学稳定性强、膨胀系数小，是一种特种玻璃，石英玻璃化学稳定性强、膨胀系数小，是一种特种玻璃，石英玻璃的主要成分是石英玻璃的主要成分是_；有机玻璃；有机玻璃( (聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯) )实上不是硅酸盐材料，而是一种实上不是硅酸盐材料，而是一种_(_(选填选填“橡胶橡胶”、“纤维纤维”或或“塑料塑料”)”)。 【解析【解析】(1)(1)铝是银白色金属，而红色铝板是添加红色物质所铝是银白色金属，而红色铝板是添加红色物质所致，致，AlAl、玻璃中的、玻璃中的SiOSiO2 2均能与均能与NaOHNaOH发生反应而易被腐蚀，化发生反应而易被腐蚀，化学方程式分别为：学方程式分别为：2Al+2NaOH+2H2Al+2NaOH+2H2 2O=2NaAlOO=2NaAlO2 2+3H+3H2 2,SiOSiO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+ H+ H2 2O O。(2)(2)生产水泥与玻璃的主要原料都用到生产水泥与玻璃的主要原料都用到CaCOCaCO3 3。( (3 3) )石英玻璃主要成分为石英玻璃主要成分为SiOSiO2 2，有机玻璃不是硅酸盐材料，而，有机玻璃不是硅酸盐材料，而是由甲基丙烯酸甲酯在一定条件下通过加聚反应合成，因此，是由甲基丙烯酸甲酯在一定条件下通过加聚反应合成，因此，有机玻璃属于塑料。有机玻璃属于塑料。答案答案: :(1)(1)不是不是2Al+2NaOH+2H2Al+2NaOH+2H2 2O=2NaAlOO=2NaAlO2 2+3H+3H2 2SiOSiO2 2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O O(2)CaCO(2)CaCO3 3 (3)SiO (3)SiO2 2 塑料塑料
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