碳硅及其重要化合物學(xué)案(高一化學(xué))AwAwMH

1、碳硅及其重要化合物學(xué)案(高一化學(xué))AwAwMH碳硅及其重要化合物【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、了解C,Si單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。2、了解常見的無機(jī)非金屬材料的性質(zhì)及用途?！緦W(xué)習(xí)重難點(diǎn)】Si單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)活動(dòng)一、C、Si單質(zhì)性質(zhì)及其用途的比較。碳硅存在形態(tài)既有游離態(tài)，又有化合態(tài)；主要單質(zhì)有： 、 、 和 等同素異形體在地殼中的含量僅次于氧，全部以化合態(tài)存在；主要單質(zhì)有： 硅和 硅兩大類單質(zhì)的物理性質(zhì)金剛石熔點(diǎn)很 ，硬度很 ；石墨熔點(diǎn)很 （比金剛石高）硬度較 ， 導(dǎo)電，有滑膩感。晶體硅， 色， 光澤；與金剛石相似，熔點(diǎn)很 ，硬度很 ；是良好的 材料?；瘜W(xué)性質(zhì)與非金屬單質(zhì)反應(yīng)與O2反

2、應(yīng)： C+ O2 C+ O2 與O2、Cl2反應(yīng)：Si+ O2 Si+ Cl2 與氧化物反應(yīng)C+ Fe2O3 C+ SiO2 與酸反應(yīng)與濃硫酸、濃硝酸反應(yīng)：C+ H2SO4(濃) C+ HNO3(濃) 只與氫氟酸反應(yīng)：Si+ HF= 與堿反應(yīng) Si+ NaOH+ H2O= 活動(dòng)二、CO2和SiO2的比較物 質(zhì)二氧化硅二氧化碳晶體類型物理性質(zhì)硬度 、熔沸點(diǎn) 、常溫下為固體、不溶于水熔沸點(diǎn) ，常溫下為氣體，微溶于水化學(xué)性質(zhì)與水反應(yīng)與酸反應(yīng)高溫SiO2 + HF = 與堿反應(yīng)SiO2 +NaOH = 高溫盛堿液的試劑瓶用橡皮塞CO2 + NaOH = CO2 + NaOH = 與鹽反應(yīng)高溫SiO2

3、+ Na2CO3 SiO2 + CaCO3 Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CO2 + Na2CO3 + H2O = 堿性氧化物SiO2 + CaO CO2 + Na2O 活動(dòng)三、硅酸及硅酸鹽1.硅酸物理性質(zhì)：與一般的無機(jī)含氧酸不同，硅酸難溶于水?；瘜W(xué)性質(zhì)：弱酸性：是二元弱酸，酸性比碳酸弱，與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：H2SiO3+ NaOH= 。不穩(wěn)定性：受熱易分解：H2SiO3 制備：通過可溶性硅酸鹽與其他酸反應(yīng)制得， Na2SiO3+ HCl= Na2SiO3+ CO2+ H2O （可證明硅酸酸性比碳酸還弱）。用途：硅膠可用作干燥劑、催化劑的載體等。2、硅酸鹽硅酸鹽：

4、硅酸鹽是由硅、氧和金屬元素組成的化合物的總稱，是構(gòu)成地殼巖石的主要成分。硅酸鈉：硅酸鈉溶液俗稱 ，是無色黏稠液體，常用于制備黏合劑、防腐劑、耐火材料。硅酸鹽組成的表示 通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示硅酸鹽的組成：如硅酸鈉（Na2SiO3）可表示為Na2OSiO2。長石（KAlSi3O8）可表示為K2OAl2O36SiO2。注意：硅酸鹽寫法與氧化物寫法中各元素的化合價(jià)保持不變，原子個(gè)數(shù)比相等；表示順序一般為：活潑金屬的氧化物較活潑金屬的氧化物二氧化硅水活動(dòng)四、無極非金屬材料1.傳統(tǒng)的無極非金屬材料 硅酸鹽材料是傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料：玻璃、水泥、各種陶瓷等都是以黏土、石英和長石等為原料生

5、產(chǎn)的硅酸鹽制品，比較如下硅酸鹽產(chǎn)品水 泥玻 璃陶瓷原 料石灰石、黏土高溫純堿、石灰石、石英黏土反應(yīng)原理發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化高溫SiO2 + Na2CO3 SiO2 + CaCO3 主要設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃窯陶瓷窯主要成分3CaOSiO2、2CaOSiO2、3CaOAl2O3Na2SiO3、CaSiO3、SiO2反應(yīng)條件高溫高溫2.新型無極非金屬材料【當(dāng)堂檢測】1、不能用磨口玻璃瓶貯存的一組物質(zhì)是 （ ） A溴水 氯水 碘水 B氫溴酸 鹽酸 氫硫酸C濃硫酸 濃硝酸 濃鹽酸 DNaOH溶液 Na2CO3溶液 水玻璃2、據(jù)報(bào)導(dǎo)我國科學(xué)家近年來研制出一種新型“連續(xù)纖維增韌”航空材料，其主要成分是由碳化

6、硅（結(jié)構(gòu)類似于金剛石）、陶瓷和碳纖維復(fù)合而成。下列相關(guān)敘述不正確的是（ ） A它耐高溫抗氧化 B它比鋼鐵輕、硬，但質(zhì)地較脆 C它沒有固定熔點(diǎn) D它是一種新型無機(jī)非金屬材料3、將足量CO2氣體通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加熱蒸干，再在高溫下充分灼燒，最后得到的固體物質(zhì)是（ ） 、Na2SiO3 、SiO2 課后練習(xí)1、“低碳經(jīng)濟(jì)”是以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)模式。下列說法與“低碳經(jīng)濟(jì)”不符合的是（ ）A大力研發(fā)新型有機(jī)溶劑替代水作為萃取劑B加強(qiáng)對(duì)煤、石油、天然氣等綜合利用的研究，提高燃料的利用率 C利用CO2合成聚碳酸酯類可降解塑料，實(shí)現(xiàn)“碳”的循環(huán)利用D甲烷和乙

7、醇的燃燒熱分別是 kJmol1、 kJmol1，利用甲烷更“低碳” 2、2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予英國曼徹斯特大學(xué)科學(xué)家安德烈海姆和康斯坦丁諾沃肖洛夫，以表彰他們?cè)谑┎牧戏矫娴淖吭窖芯?。石墨烯具有?yōu)異的電學(xué)性能及出色的熱力學(xué)穩(wěn)定性。它的結(jié)構(gòu)如右圖，下列說法不正確的是 （ ） A石墨烯與金剛石、石墨、C60互為同素異形體B石墨烯導(dǎo)電，屬于化學(xué)變化C石墨烯中碳原子間以共價(jià)鍵相連D12 g石墨烯中含有碳原子數(shù)目約為l023個(gè)3、下圖的實(shí)驗(yàn)裝置用來分離CO2和CO氣體并干燥。圖中a為止水夾，b為分液漏斗的活塞，通過Y型管和止水夾分別接c、d兩球膽，現(xiàn)裝置內(nèi)的空氣已排盡。為使實(shí)驗(yàn)成功，甲、乙、丙分

8、別盛放的溶液是（ ）飽和溶液 12 molL1鹽酸 molL1H2SO4飽和溶液 2 molL1H2SO4 NaOH飽和溶液飽和溶液 2 molL1H2SO4 molL1H2SO4 molL1H2SO4 NaOH飽和溶液 molL1H2SO44、半導(dǎo)體工業(yè)中，有一句行話：“從沙灘到用戶”，即由SiO2制取Si。制取過程中不涉及的化學(xué)反應(yīng)是( )+SiO2 Si+2CO 2NaOH =Na2SiO3H2O2Cl2 SiCl4 2H2 Si4HCl5、下列離子方程式書寫正確的是( )A.往澄清石灰水中通入過量的二氧化碳：Ca2+2OH-+CO2 = CaCO3+H2OB.往碳酸鈉溶液中加入二氧化硅

9、：CO32-+SiO2 = SiO32-+CO2C.二氧化硅與燒堿溶液反應(yīng)：SiO2+2OH- = SiO32-+H2D.硅酸與燒堿溶液中和：H2SiO3+2OH- = SiO32-+2H2O6、下列說法中，正確的是（ ） A 水晶和陶瓷的主要成分都屬于硅酸鹽B 單質(zhì)硅是制造光導(dǎo)纖維的材料C 硅酸鈉是制備硅膠和木材防火劑的原料D 工業(yè)上用鹽酸刻蝕玻璃7、下列推斷正確的是( )ASiO2 是酸性氧化物，能與NaOH溶液反應(yīng)BNa2O、Na2O2組成元素相同，與 CO2反應(yīng)產(chǎn)物也相同CCO、NO、 NO2都是大氣污染氣體，在空氣中都能穩(wěn)定存在D新制氯水顯酸性，向其中滴加少量紫色石蕊試液，充分振蕩后

10、溶液呈紅色8、單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。通常用炭在高溫下還原二氧化硅制得粗硅(含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì))，粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅（反應(yīng)溫度450500），四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得高純硅。以下是實(shí)驗(yàn)室制備四氯化硅的裝置示意圖相關(guān)信息如下：四氯化硅遇水極易水解；硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物；有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見下表：物質(zhì)SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5沸點(diǎn)/315熔點(diǎn)/升華溫度/180300162請(qǐng)回答下列問題：（1）寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 。（2）裝置A中g(shù)管的作用是 ；裝置C中的試劑是 ；裝置E中的h瓶需要冷卻的理由是 。（3）裝置E中h瓶收集到的粗產(chǎn)物可通過精餾（類似多次蒸餾）得到高純度四氯化硅，精餾后的殘留物中，除鐵元素外可能還含有的雜質(zhì)元素是 （填寫元素符號(hào)）。（4）為了分析殘留物中鐵元素的含量，先將殘留物預(yù)處理，使鐵元素還原成Fe2,再用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液在酸性條件下進(jìn)行氧化還原