高考化學總復習 4.1碳和硅 無機非金屬材料課件.ppt

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第四章 非金屬及其化合物,第一節(jié) 碳和硅 無機非金屬材料,考綱要求 1.了解碳、硅元素單質及其重要化合物的主要性質及應用。2.了解碳、硅元素單質及其重要化合物對環(huán)境質量的影響。3.了解常見無機非金屬材料的性質和用途。,一、碳、硅單質的主要性質與用途 1．碳、硅元素在自然界中的存在形態(tài) (1)碳：既有游離態(tài)又有化合態(tài)。 (2)硅：只有 。硅在地殼中的含量占第二位。,考點一 碳、硅的單質及其氧化物,化合態(tài),2．碳、硅單質的物理性質和用途,,CO,CO2,4．硅的化學性質——還原性,二、碳、硅的氧化物 1．一氧化碳 (1)物理性質： 色氣體， 毒， 溶于水。 (2)化學性質：,無,劇,難,淡藍,2．二氧化碳和二氧化硅 (1)結構：CO2由分子組成；SiO2是空間網狀結構，不存在單個分子。 (2)物理性質： ①熔、沸點： 的熔、沸點高。 ②溶解性：CO2可溶于水，SiO2________溶于水。 (3)化學性質：,SiO2,不,(4)主要用途： CO2：制飲料、碳酸鹽、干冰用作制冷劑。 SiO2：光導纖維、制光學儀器、電子部件、水晶可制作飾品。,1．SiO2既能與NaOH反應，又能與氫氟酸反應，它是否是兩性氧化物？ 提示：SiO2是酸性氧化物，與HF反應是它的特性，與其他酸均不反應。,答案：(1)√ (2)√ (3)√ (4)√ (5),碳、硅的性質,答案：C,答案：C,3．下列關于SiO2和CO2的說法中正確的是( ) A．CO2、SiO2分別是碳酸和硅酸的酸酐 B．CO2和SiO2與水反應分別生成相應的酸 C．CO2是酸性氧化性，SiO2是兩性氧化物 D．CO2和SiO2都是由相應的分子組成的 答案：A,CO2、SiO2的性質,4．(2014年銅州四校聯考)將過量的CO2分別通入①CaCl2溶液、②Na2SiO3溶液、③Ca(OH)2溶液、④飽和Na2CO3溶液、⑤NaAlO2溶液，最終溶液中有白色沉淀析出的是( ) A．①②③④ B．②④⑤ C．①②③ D．②③ 答案：B,5．玻璃的主要成分是SiO2，以下物質必須貯存在帶有橡膠塞的玻璃試劑瓶中的是____________________________________________。 ①KOH溶液 ②飽和Na2CO3溶液(堿性溶液) ③鹽酸 ④水玻璃(Na2SiO3的水溶液) ⑤氫氟酸 ⑥HNO3 答案：①②④,6．長距離聯網所使用的傳輸速度快、信息量大的線路，其材料的主要化學成分為________，該材料的名稱是________________。這種材料被埋在地下時，如果裸露在堿性土壤中，會導致斷路，用離子方程式說明原因：_____________________________________________ ______________________________________________________。,7．用四種溶液進行實驗，下表中“操作及現象”與“溶液”對應關系錯誤的是( ),CO2與鹽或堿溶液反應的規(guī)律,解析：CO2通入飽和Na2CO3溶液生成NaHCO3晶體析出，正確；B項，CO2＋Na2SiO3＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓，H2SiO3與CO2不反應，渾濁不會消失；C項，CO2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，溶液變渾濁后加入品紅溶液，品紅溶液被HClO氧化褪色；D項，通入CO2少量時發(fā)生反應：CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，繼續(xù)通CO2，生成可溶于水的Ca(HCO3)2，再加入足量的NaOH溶液，則：2NaOH＋Ca(HCO3)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，溶液又變渾濁。 答案：B,答案：B,CO2與堿反應產物的定量判斷 CO2通入NaOH、Ca(OH)2等強堿溶液的反應與CO2氣體的通入量有關，當CO2通入少量時生成碳酸鹽，當CO2通入過量時生成碳酸氫鹽；當CO2的通入量介于兩者之間時，既有正鹽又有酸式鹽生成，因此推斷時一定要注意CO2與堿之間量的關系。 以CO2與NaOH溶液反應為例： CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O CO2＋NaOH===NaHCO3 當n(OH－)∶n(CO2)的值不同時產物如下：,,一、硅酸、硅酸鹽 1．硅酸 (1)溶解性：溶解度很小。 (2)化學性質：,考點二 硅酸及硅酸鹽,,(3)制備：可用硅酸鈉與鹽酸反應制得： Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl。 (4)用途：硅酸用于制硅膠，硅膠可用作 的載體和干燥劑。,催化劑,2．硅酸鹽 (1)硅酸鹽：是由 和 組成的化合物的總稱，是構成地殼巖石的重要成分。 (2)硅酸鈉：硅酸鈉的水溶液俗稱 是制備硅膠和木材_____劑等的原料。 (3)硅酸鹽組成的表示： 通常用金屬氧化物和二氧化硅的組合形式表示硅酸鹽的組成，表示的順序是：活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水，化合價低的金屬氧化物放在前面。例如，硅酸鈉(Na2SiO3)可表示為Na2OSiO2，長石(KAlSi3O8)可表示為_____________________。,硅、氧,金屬,水玻璃,防火,K2OAl2O36SiO2,二、無機非金屬材料 1．硅酸鹽材料 2.特殊功能的含硅物質 (1)碳化硅具有金剛石結構，可用作磨料。 (2)含硅元素4%的硅鋼具有 性。 (3)硅橡膠具有既耐高溫又耐低溫的性質。 3．新型無機非金屬材料，如高溫結構陶瓷、光導纖維、生物陶瓷、壓電陶瓷、C60等。,導磁,2．判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“” (1)水晶、玻璃、陶瓷、水泥都屬于硅酸鹽。( ) (2)水晶可制太陽能電池。( ) (3)陶瓷、水泥、金剛砂及所有的玻璃都是硅酸鹽產品。( ) (4)合成纖維和光導纖維都是有機高分子材料。( ) (5)氮化硅陶瓷是新型無機非金屬材料。( ) 答案：(1) (2) (3) (4) (5)√,硅酸鹽的結構和性質,答案：D,2．青石棉是一種致癌物質，是《鹿特丹公約》中受限制的46種化學品之一，其化學式為Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸溶液處理時，還原產物只有NO，下列說法不正確的是( ) A．青石棉是一種硅酸鹽材料 B．青石棉中含有一定量的石英晶體 C．青石棉的化學組成可表示為： Na2O3FeOFe2O38SiO2H2O D．1 mol青石棉能使1 mol HNO3被還原 答案：B,3．(2013年高考上海卷)硅與鋁同周期。SiO2是硅酸鹽玻璃(Na2CaSi6O14)的主要成分，Na2CaSi6O14也可寫成Na2OCaO6SiO2。盛放NaOH溶液的試劑瓶若用玻璃瓶塞容易形成黏性的硅酸鹽而無法打開，發(fā)生反應的化學方程式為_______________________________。 長石是鋁硅酸鹽，不同類長石其氧原子的物質的量分數相同。由鈉長石化學式NaAlSi3O8可推知鈣長石的化學式為__________________________________________________________。 解析：由鈉長石的化學式NaAlSi3O8可知鈣長石的化學式符合CaAlxSiyO8，由“氧原子物質的量分數相同”可知x＋y＝4，依據化合價代數和為0，可知2＋3x＋4y＝16，求解即可。 答案：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O CaAl2Si2O8,4．下列哪些材料是新型無機非金屬材料( ) ①氧化鋁陶瓷 ②氮化硅陶瓷 ③碳化硅陶瓷 ④氮化鋁陶瓷 ⑤氮化鈦陶瓷 ⑥硅化硼陶瓷 ⑦二硅化銅陶瓷 A．僅①②③ B．僅①③④⑤ C．僅①⑤⑥ D．全部都是 答案：D,無機非金屬材料,5．下列有關玻璃的說法不正確的是( ) A．制普通玻璃的原料主要是純堿、石灰石和石英 B．玻璃在加熱熔化時有固定的熔點 C．普通玻璃的主要成分是硅酸鈉、硅酸鈣 D．盛放燒堿溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，是為了防止燒堿跟二氧化硅反應生成硅酸鈉而使瓶塞與瓶口粘在一起 答案：B,6．(2014年皖南八校一聯)用無機礦物資源生產部分材料，其產品流程示意圖如下：,,下列有關說法中不正確的是( ) A．制取粗硅時生成的氣體產物為CO B．生產鋁、銅、高純硅及玻璃的過程中都涉及氧化還原反應 C．黃銅礦冶煉銅時，SO2可用于生產硫酸，FeO可用作冶煉鐵的原料 D．粗硅制高純硅時，提純四氯化硅可用多次分餾的方法 解析：生產玻璃不涉及氧化還原反應。 答案：B,酸性和非金屬性強弱的探究 已知酸性：,根據“強酸制弱酸”原理知： (2)Na2SiO3溶液： CO2不足：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓； CO2過量： Na2SiO3＋2H2O＋2CO2===2NaHCO3＋H2SiO3↓。 兩種情況均生成白色膠狀沉淀。,(3)NaAlO2溶液： CO2不足： 2NaAlO2＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋Na2CO3 CO2過量：NaAlO2＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋NaHCO3 兩種情況均生成白色膠狀沉淀。 (4)ONa溶液： 無論CO2多少只發(fā)生： ONa＋H2O＋CO2―→OH＋NaHCO3。 (5)漂白粉溶液： CO2少量：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO； CO2過量：Ca(ClO)2＋2CO2＋2H2O===Ca(HCO3)2＋2HClO。,典例 (1)將鹽酸滴入Na2CO3固體中劇烈反應，產生的氣體通入Na2SiO3溶液中，產生________，證明酸性強弱順序為 ______________________________________________________， 反應的化學方程式為____________________________________ ______________________________________________________。,,答案 (1)白色膠狀沉淀 HClH2CO3H2SiO3 Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3 (2)不能。非金屬性越強，最高價含氧酸的酸性越強，因HCl不是最高價含氧酸，故不能證明非金屬性ClC，但可以證明非金屬性CSi (3)不能。 因碳在此反應失電子化合價升高，不表現非金屬性,即時訓練 (2014年三門峽質檢)將足量的CO2不斷通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀的物質的量與通入CO2的體積的關系可表示為( ),,解析：將CO2通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，依次發(fā)生如下反應： ①Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O ②2KOH＋CO2===K2CO3＋H2O ③2KAlO2＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋K2CO3 ④K2CO3＋CO2＋H2O===2KHCO3 ⑤BaCO3＋H2O＋CO2===Ba(HCO3)2 根據沉淀生成和溶解的情況對照圖像可知C正確。 答案：C,