2019高考化学大一轮复习第四章非金属及其化合物第14讲碳硅及无机非金属材料课件鲁科版.ppt

第14讲碳 硅及无机非金属材料 1 了解C Si元素单质及其重要化合物的制备方法 掌握其主要性质及应用 2 了解C Si元素单质及其重要化合物对环境质量的影响 考点一 考点二 微课16 探究高考 提升考能 考点一碳 硅单质及氧化物 返回 1 判断正误 正确的打 错误的打 1 12C 13C 14C是碳的三种同素异形体 2 硅在自然界中只以化合态的形式存在 3 晶体硅熔点高硬度大 故可用于制作半导体材料 4 Si和SiO2都可用于制造光导纤维 5 非金属性 C Si 则热稳定性 CH4 SiH4 6 SiO2是酸性氧化物 可溶于强碱 NaOH 不溶于任何酸 同位素 3 晶体硅熔点高硬度大 与制作半导体材料没关系 4 Si不能用于制造光导纤维 6 SiO2是酸性氧化物 但可溶于氢氟酸 题号 1 3 2 返回 2 写出除去下列气体中混有的杂质 括号内为杂质 可采取的方法 1 CO CO2 2 CO2 CO 3 CO2 HCl 通过盛有浓NaOH溶液的洗气瓶 通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管 通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶 题号 1 3 2 返回 3 写出除去下列固体粉末中混有杂质 括号内为杂质 可采取的方法 写出有关反应的方程式 1 CaCO3 SiO2 2 SiO2 CaCO3 3 SiO2 NH4Cl 在固体混合物中加入足量氢氧化钠溶液 充分反应后 过滤 洗涤 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O 在固体混合物中加入足量稀盐酸 充分反应后 过滤 洗涤 CaCO3 2HCl CaCl2 CO2 H2O 方法一 在固体中加入适量水溶解 过滤 方法二 将固体混合物在坩埚中充分灼烧除去NH4Cl NH4ClNH3 HCl 题号 1 3 2 返回 题组一碳及其氧化物1 下列关于碳和碳的化合物的说法不正确的是 A 过多CO2排放会导致 温室效应 应提倡 低碳生活 B 一氧化碳易与血液中的血红蛋白结合C 金刚石和石墨都是碳单质 但原子排列方式不同 物理性质差别很大D 石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应 D 题号 1 4 3 2 返回 5 吸收CO2 点燃 B中无明显现象 装置C中黑色粉末变成光亮的红色 D中澄清石灰水变浑浊 2CO O22CO2 题号 1 4 3 2 返回 5 解析 1 除去混合气体的CO2时 可先将混合气体通入盛有浓NaOH溶液的洗气瓶中 故A装置的作用是吸收CO2 以排除对下面实验的干扰 2 CO有毒 故将CO点燃生成CO2才能排放到空气中 3 CO还原CuO的实验现象是黑色粉末变成红色 故利用这一现象来证明原气体中一定含有CO 题号 1 4 3 2 返回 5 题组二硅和二氧化硅的特性 C 题号 1 4 3 2 返回 5 题号 1 4 3 2 返回 5 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 C D B E A 题号 1 4 3 2 返回 5 熟记硅及其化合物的特殊性质 1 硅单质的特殊性 Si的还原性大于C 但C却能在高温下还原出Si SiO2 2CSi 2CO 非金属单质一般不跟非氧化性酸反应 但Si能与HF反应 Si 4HF SiF4 2H2 非金属单质大多为非导体 但Si为半导体 题号 1 4 3 2 返回 5 2 含硅化合物的特殊性 SiO2是H2SiO3的酸酐 它不溶于水 不能直接与水作用制备H2SiO3 酸性氧化物一般不与酸反应 但SiO2能跟HF反应 SiO2 4HF SiF4 2H2O 无机酸一般易溶于水 但H2SiO3难溶于水 因H2CO3的酸性大于H2SiO3 所以在Na2SiO3溶液中通入少量CO2能发生下列反应 Na2SiO3 CO2 H2O H2SiO3 Na2CO3 但在高温下SiO2 Na2CO3Na2SiO3 CO2 也能发生 题号 1 4 3 2 返回 5 题组三硅的工业制法5 制备硅半导体材料必须先得到高纯硅 三氯甲硅烷 SiHCl3 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 1 写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学方程式为 2 整个制备过程必须严格控制无水无氧 SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3 HCl和另一种物质 写出该反应的化学方程式 H2还原SiHCl3过程中若混入O2 可能引起的后果是 题号 1 4 3 2 返回 5 解析 1 H2还原SiHCl3得到Si和HCl 2 SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3 HCl和另一种物质 依据原子守恒 判断另一物质是H2 因H2还原SiHCl3的反应条件是高温 1357K 若混入O2 则H2与O2混合加热可能发生爆炸 同时 O2也可能氧化SiHCl3 题号 1 4 3 2 返回 5 提纯粗硅的两种方法 题号 1 4 3 2 返回 5 考点二硅酸 硅酸盐及无机非金属材料 返回 1 判断正误 正确的打 错误的打 1 玻璃是一种晶体 有较高的熔点 2 水玻璃是一种特殊的玻璃 泡花碱属于碱 3 向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2出现白色沉淀 证明H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强 4 传统无机非金属材料是指玻璃 水泥 陶瓷等硅酸盐材料 5 新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的许多缺点 6 高温结构材料具有耐高温 耐酸碱腐蚀 硬度大 耐磨损 密度小等优点 7 传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐 玻璃态物质 没有固定的熔点 2 Na2SiO3溶液俗称水玻璃 Na2SiO3泡花碱 弱 7 传统无机非金属材料主要成分都是硅酸盐 新型无机非金属材料的主要成分不一定是硅酸盐 返回 题号 1 3 2 2 实验室中要熔化烧碱固体 现有三种坩埚 石英坩埚 陶瓷坩埚 铁坩埚 你认为选哪一种 简述选择的依据 答案 选择铁坩埚 依据 铁不与烧碱反应 而石英坩埚 陶瓷坩埚中都含有SiO2 能与NaOH反应使得坩埚受损 返回 题号 1 3 2 3 探究由SiO2制取H2SiO3的最佳方案 用流程图表示 返回 题号 1 3 2 题组一无机非金属材料1 下列叙述正确的是 A 高温下二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳 说明硅酸 H2SiO3 的酸性比碳酸强B 陶瓷 玻璃 水泥容器都能贮存氢氟酸C 石灰抹墙 水泥砌墙的硬化过程原理相同D 玻璃窑中出来的气体的主要成分是二氧化碳 解析 SiO2 Na2CO3Na2SiO3 CO2 反应发生的原因是CO2易挥发 A错误 陶瓷 玻璃 水泥都属于硅酸盐材料 不能用于贮存氢氟酸 B错误 石灰硬化是Ca OH 2与CO2反应 水泥硬化是水泥与H2O反应 C错误 D 题号 1 5 4 3 2 返回 2 硅是构成无机非金属材料的一种主要元素 下列有关硅的化合物的叙述错误的是 A 氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料 其化学式为Si3N4B 碳化硅 SiC 的硬度大 熔点高 可用于制作高温结构陶瓷和轴承C 光导纤维是一种新型无机非金属材料 其主要成分为SiO2D 二氧化硅为立体网状结构 其晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为1 2 D 题号 1 5 4 3 2 返回 3 氮化硅 Si3N4 是一种高温陶瓷材料 它的硬度大 熔点高 化学性质稳定 工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮气在1300 时反应获得 1 根据性质 推测氮化硅陶瓷的用途是 填序号 A 制汽轮机叶片B 制有色玻璃C 制永久性模具D 制陶瓷发动机 2 氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强 除氢氟酸外 它不与其他无机酸反应 该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式 3 现用SiCl4和N2 在H2气氛下 加强热发生反应 可获得较高纯度的氮化硅 反应的化学方程式为 解析 由Si3N4的硬度大 熔点高 化学性质稳定 可知Si3N4的用途符合A项 C项 D项 答案 2 Si3N4 12HF 3SiF4 4NH3 或Si3N4 16HF 3SiF4 4NH4F 3 3SiCl4 2N2 6H2Si3N4 12HCl ACD 题号 1 5 4 3 2 返回 无机非金属材料的分类 题号 1 5 4 3 2 返回 题组二硅酸盐的成分及表示方法4 和田玉在我国至少有7000年的历史 也称为软玉 是我国玉文化的主体 和田玉是一种具有链状结构的含水钙镁硅酸盐 某种和田玉的化学成分为Ca2Mg3Fe2 Si4O11 2 OH 2 下列有关叙述正确的是 A 其化学式改写为氧化物的形式为2CaO 3MgO Fe2O3 8SiO2 H2OB 它能够抵抗任何酸碱的腐蚀C 其中铁元素的化合价为 3D 其中铁元素的化合价为 2 D 题号 1 5 4 3 2 返回 解析 假设和田玉中铁元素的化合价为 x 根据化合物中各元素的化合价代数和为零 可得 2 2 2 3 x 2 4 8 2 22 1 2 0 即x 2 所以其化学式改写为氧化物的形式为2CaO 3MgO 2FeO 8SiO2 H2O 硅酸盐一般耐酸碱的腐蚀 但不是所有的酸碱都不能腐蚀它 如氢氟酸可以和其中的硅元素反应生成SiF4气体 浓硝酸可以将其中所含的Fe2 氧化成Fe3 题号 1 5 4 3 2 返回 5 硅与铝同周期 SiO2是硅酸盐玻璃 Na2CaSi6O14 的主要成分 Na2CaSi6O14也可写成Na2O CaO 6SiO2 盛放NaOH溶液的试剂瓶若用玻璃瓶塞容易形成黏性的硅酸盐而无法打开 发生反应的化学方程式为 长石是铝硅酸盐的 不同类长石其氧原子的物质的量分数相同 由钠长石的化学式NaAlSi3O8可推知钙长石的化学式为 解析 根据不同类长石其氧原子的物质的量分数相同 结合化合价代数和是0可写出钙长石的化学式 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O CaAl2Si2O8 题号 1 5 4 3 2 返回 硅酸盐改写成氧化物形式的方法 题号 1 5 4 3 2 返回 微课16CO2与碱溶液反应产物的判断与计算 返回 1 CO2与NaOH溶液反应产物的判断 1 将CO2通入一定量的NaOH溶液中至过量的反应原理 有关化学方程式 2NaOH CO2 Na2CO3 H2O Na2CO3 CO2 H2O 2NaHCO3 转化示意图 题号 1 2 返回 2 反应后溶质成分的判断 3 用数轴来表示 题号 1 2 返回 2 CO2与多组分反应的顺序 如CO2通入NaOH Ca OH 2的混合溶液 Ca OH 2 CO2 CaCO3 H2O 2NaOH CO2 Na2CO3 H2O Na2CO3 CO2 H2O 2NaHCO3 CaCO3 CO2 H2O Ca HCO3 2 题号 1 2 返回 1 用四种溶液进行实验 下表中 操作及现象 与 溶液 对应关系错误的是 B 题号 1 4 3 2 返回 2 将足量CO2通入KOH和Ca OH 2的混合稀溶液中 生成沉淀的物质的量 n 和通入CO2体积 V 的关系正确的是 D 题号 1 4 3 2 返回 3 标准状况下 将3 36LCO2气体通入200mL1 00mol L 1NaOH溶液中 充分反应后溶液中c CO32 与c HCO3 的比值为 不考虑CO32 HCO3 的水解 A 1 1B 1 2C 2 1D 1 3 B 题号 1 4 3 2 返回 题号 1 4 3 2 返回 4 向300mLKOH溶液中缓慢通入一定量的CO2气体 充分反应后 在减压低温下蒸发溶液得到白色固体 请回答下列问题 1 由于CO2通入量不同 所得到的白色固体的量及组成也不同 试推断有几种可能的组成 并分别列出 2 若通入CO2气体2 24L 标准状况 得到11 9g白色固体 请通过计算确定 此白色固体是由哪些物质组成的 其质量分别为多少 KOH的物质的量浓度为多少 题号 1 4 3 2 返回 题号 1 4 3 2 返回 题号 1 4 3 2 返回 题号 1 4 3 2 返回 题号 1 4 3 2 返回 返回 1 判断正误 正确的打 错误的打 1 因SiO2硬度大 可用于制造光导纤维 2017 江苏 3C 2 硅胶可用作食品干燥剂 2015 全国卷 7A 3 Si和SiO2都用于制造光导纤维 2014 海南 10D 4 SiO2既能和NaOH溶液反应又能和氢氟酸反应 所以是两性氧化物 2015 安徽理综 9D 题号 1 4 3 2 返回 题号 1 4 3 2 返回 题号 1 4 3 2 返回 3 2015 北京理综 27 1 2 3 研究CO2在海洋中的转移和归宿 是当今海洋科学研究的前沿领域 1 溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在 其中HCO3 占95 写出CO2溶于水产生HCO3 的方程式 2 在海洋碳循环中 通过如下图所示的途径固碳 写出钙化作用的离子方程式 题号 1 4 3 2 返回 题号 1 4 3 2 返回 题号 1 4 3 2 返回 题号 1 4 3 2 返回 4 2017 全国卷 26 水泥是重要的建筑材料 水泥熟料的主要成分为CaO SiO2 并含有一定量的铁 铝和镁等金属的氧化物 实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示 题号 1 4 3 2 返回 题号 1 4 3 2 返回 解析 1 由题意知 水泥样品中含有铁 铝和镁等金属的氧化物 后面操作有加入氨水调节pH 4 5 目的是除去Al元素和Fe元素 而在此pH范围内 Fe元素只有转化为Fe3 才能完全生成沉淀 因此加入硝酸的目的是将样品中可能存在的Fe2 氧化为Fe3 还可以使用双氧水等其他氧化剂代替硝酸 2 水泥样品中的SiO2 CaO及铁 铝 镁等金属的氧化物 只有SiO2 或反应生成的H2SiO3 不溶于盐酸 所以沉淀A的主要成分是SiO2 或H2SiO3 SiO2 或H2SiO3 不与强酸反应 但可溶于氢氟酸中 反应的化学方程式为SiO2 4HF SiF4 2H2O 或H2SiO3 4HF SiF4 3H2O 题号 1 4 3 2 返回 3 盐类水解是吸热反应 升高温度 可防止生成胶体 同时促进溶液中的Al3 Fe3 水解程度增大而生成沉淀易于除去 加热的同时还可以加快反应速率 生成的沉淀主要为Al OH 3 Fe OH 3 4 KMnO4与H2C2O4反应时 Mn由 7价变为 2价 每个Mn得到5个电子 即每个KMnO4得到5个电子 C由 3价变为 4价 每个C失去1个电子 即每个H2C2O4失去2个电子 由电子守恒可知 KMnO4与H2C2O4反应的物质的量关系式为2KMnO4 5H2C2O4 由题意知 消耗KMnO4的物质的量为0 0500mol L 0 036L 0 0018mol 题号 1 4 3 2 返回 n H2C2O4 题号 1 4 3 2 返回 返回 本讲结束 谢谢