《硅和硅酸鹽工業(yè)》

第四專題《硅和硅酸鹽工業(yè)》學(xué)案4--1碳族元素一、基礎(chǔ)知識導(dǎo)學(xué)：1、碳族元素的名稱 ，元素符號_外圍電子排布 。2、 碳族元素的性質(zhì)：原子的最外層都有個電子，電子層數(shù)增多，原子半徑增大。原子獲得電子的能力減弱，失去電子的能力依次增強(qiáng)。非金屬性逐漸減弱，金屬性逐漸增強(qiáng)。氫化物的穩(wěn)定性 ，最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的酸性 。碳族元素易形成共價(jià)鍵，難形成離子鍵，最高價(jià)為 ，最低價(jià)為，都有價(jià)，其中的+4價(jià)穩(wěn)定，的+2價(jià)穩(wěn)定。【練習(xí)】1、CO、SnCl2具有較強(qiáng)的性，PbO2具有較強(qiáng)的性。2、 完成并配平下歹U反應(yīng)：①Fe3++Sn2+=PbO+Cl-+H+= 23、金屬性SnPb，金屬活動性SnPb。4、碳族元素的單質(zhì)包括晶體（金剛石、晶體硅、晶體錯）， 晶體（C60、、C0）， 型晶體（石墨）。4—2碳及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系一、基礎(chǔ)知識導(dǎo)學(xué)（一）碳的同素異形體同素異形體金剛石石墨晶體結(jié)構(gòu)主要性質(zhì)【練習(xí)1】關(guān)于金剛石和石墨的敘述中不正確的是（）A、 石墨的熔點(diǎn)比金剛石高B、 它們互為同位素C、 它們是碳的兩種單質(zhì)D、 都能在氧氣中完全燃燒生成CO2E、 石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是化學(xué)變化【練習(xí)2】（1） 根據(jù)金剛石晶體結(jié)構(gòu)模型，回答：在金剛石晶體中，每個碳原子與周圍的4個碳原子形成結(jié)構(gòu)，鍵角為在晶體中存在由碳原子形成的環(huán)，其中最小的環(huán)上有個碳原子，晶體中碳原子數(shù)與 C-C鍵數(shù)之比是。（2） 根據(jù)石墨晶體結(jié)構(gòu)模型，回答：石墨晶體屬層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)碳原子間以結(jié)合，層與層之間以 因此，石墨硬度很—，但熔點(diǎn)很—。在石墨晶體中，層內(nèi)碳原子間排列成每個最小的環(huán)上有個碳原子，平均每個最小的環(huán)上有個碳原子。（二）CO2與CO的比較氧化物二氧化碳一氧化碳物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)與水反應(yīng)與碳反應(yīng)還原性氧化性實(shí)驗(yàn)室制法收集方法檢驗(yàn)方法工業(yè)制法【練習(xí)3】將CO2通入下列物質(zhì)的溶液中不與其反應(yīng)的是（ ）Na2CO3②Na2SiO3③NaAlO2④C6H5ON3⑤Ca（CIO）2⑥CaCl2⑦CaCO3A、①③④⑤ B、①和⑥C、只有① D、只有⑥【練習(xí)4】由CO2與CO組成的混合氣體，經(jīng)分析測知含氧質(zhì)量為70%，則該混合氣體中CO與CO2的體積比為（ ） A、1：3 B、7：33C、33：7D、3：1（三）碳酸鹽與碳酸氫鹽的比較名稱碳酸鹽碳酸氫鹽水溶性熱穩(wěn)定性水解與酸的反應(yīng)與堿的反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系+匚斯和水（或少屋H+）阮攻-」5T 岫他二、重點(diǎn)知識的理解和掌握1、 同素異形體【練習(xí)5】質(zhì)量相等的石墨和C60所含質(zhì)子數(shù)（）A、前者多 B、相等 C、后者多D、無法確定【練習(xí)6】近年來，科學(xué)家在氦的氣氛中給石墨電極通電，石墨揮發(fā)，在其揮發(fā)的黑煙中發(fā)現(xiàn)了C60，它的金屬滲入物具有可貴的超導(dǎo)性質(zhì)。北京大學(xué)首先將C60滲錫，獲超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度為37K的好成績，這種C60是元素的一種，科學(xué)家給其命名為“足球烯”，這說明碳原子間存在著 鍵，它可在一定條件下與H2發(fā)生 反應(yīng)。這種C60的摩爾質(zhì)量。2、 CO的還原性、CO2與堿溶液的反應(yīng)【練習(xí)7】已知在某溫度時，發(fā)生如下三個反應(yīng)：（1）C+CO2=2CO（2）C+H2O=CO+H2（3）CO+H2O=CO2+H2，由此可以判斷，在該溫度下C、CO、h2的還原性強(qiáng)弱順序是（）A、CO>C>H2 b、C>CO>H2 C、C>H2>CO D、CO>H2>c【練習(xí)8】在200g3.7%的澄清石灰水中通入Co2后可生成沉淀5g，則通入的^2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為（）A、1.12L B、2.24L C、3.36L D、4.48L四、隨堂鞏固練習(xí)1、某元素原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)是它在周期表中周期序數(shù)的3倍，該元素為。寫出該元素的單質(zhì)在一定條件下與下列物質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式：水 二氧化碳 二氧化硅 四氧化三鐵 濃硫 2、 下列反應(yīng)中CO2表現(xiàn)出氧化性的是（）A、 Ca（OH）2+2CO2=Ca（HCO3）2B、 2Na2O2+2CO2=2N32CO3+O2fC、2Mg+CO2=2MgO+C D、CO2+C=2CO3、 國外試行用汽水（碳酸飲料）澆灌農(nóng)田，他的作用是對植物呼吸作用有利②改良堿性土壤，調(diào)節(jié)PH值③有利于土壤中的Ca2+、Mg2+被植物吸收④加速光合作用進(jìn)行 （ ）A、②③④ B、②④C、①④D、全部都正確4、 吸煙者從香煙中吸入三種主要毒素，除煙堿和致癌物焦油外，還有一種不易被注意的有毒物質(zhì)，它是（ ） A、NO B、SO2 C、CO D、CO25、 下列每組兩種溶液，分別通入CO2均看不到明顯現(xiàn)象的一組是（）A、Na2SiO3、CaCl2 B、CaCl2NaOHC、C6H5ONaBa（NO3）2D、NaAlO2Ca（ClO）26、 最近科學(xué)家研究得到一種新的分子，它具有空心的類似足球狀結(jié)構(gòu)，分子式為C60，下列說法正確的是（）A、C60是一種新型的化合物 B、C60和石墨都是碳的同素異形體C、c60含有離子鍵 D、c60的摩爾質(zhì)量是7207、 有CO、CO2、02三種氣體的混合氣體12mL，經(jīng)過點(diǎn)火反應(yīng)后恢復(fù)到原來的狀態(tài)時，體積減少3mL,通過NaOH溶液后體積又減少7mL，則原混合氣體中CO、C02、02的體積比是①8：1：3②6：1：5③4：7：1④8：3：TOC\o"1-5"\h\z1 （ ） 2A①②B①③C②③D③④8、 除去CO2中含有的H2S、HCl、CO和水蒸氣等雜質(zhì)，用a、CuSO4溶液，b灼熱的CuOc濃硫酸，d、飽和NaHCO3溶液，氣體通過的順序是（ ）4A、abcdB、cdab C、dcab D、dacb9、 用足量一氧化碳還原14.4克某鐵的化合物，將生成的CO2全部通入470mL、0.5moL/L的石灰水中得到20g白色沉淀，通過計(jì)算求鐵的氧化物的化學(xué)式。 2學(xué)案4—3硅及其化合物一、基礎(chǔ)知識導(dǎo)學(xué)1、硅及其化合物⑴硅：晶體結(jié)構(gòu)： 物理性質(zhì)：硬度—，熔點(diǎn)—，有金屬光澤，導(dǎo)電性 ?；瘜W(xué)性質(zhì)：常溫下可與F、HF、強(qiáng)堿溶液反應(yīng)：Si+F2—2Si+HF—Si+NaOH+HO—2加熱時可與o2、Cl2等反應(yīng)：Si+O2—Si+Cl2—工業(yè)制法：SiO2+C尊蚩【練習(xí)】1、碳化硅（SiC）晶體具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，其中碳原子和硅原子的位置是交替的，下列三種晶體：①金剛石②晶體硅③碳化硅的熔點(diǎn)從高到低的順序是A、①③②B、②③①C、③①②D、②①③【練習(xí)】2、在一定條件下能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的是①Si+FeO②Si+HF③Si+NaOH+H2O ④Si+F2⑤Si+Mg ⑥Si+02 （ ）A、①②③ B、、④⑤⑥C、②④⑥D(zhuǎn)、都能反應(yīng)⑵二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)： 物理性質(zhì)：硬度，熔點(diǎn)，溶于水?；瘜W(xué)性質(zhì)：SiO2是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性：SiO2+CaO—SiO2+NaOH—SiO2+HF—【練習(xí)】3、下列說法正確的是（ ）A、 SiO2溶于水顯酸性B、 CO2通入水玻璃中可得硅酸C、 SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸D、 因高溫時SiO2與Na2CO3反應(yīng)放出CO2，所以硅酸的酸性比碳酸強(qiáng)。【練習(xí)】4、在一定條件下，下列物質(zhì)不能和SiO2反應(yīng)的是：①焦炭②純堿③碳酸鈣 ④氫氟酸⑤高氯酸⑥氫氧化鉀⑦氧化亞鐵⑧氮?dú)猓?）A、③⑤⑦⑧ B、⑤⑦⑧C、⑤⑧ D、只有⑤【練習(xí)】5、下列說法均摘自某科普雜志，你認(rèn)為無科學(xué)性錯誤的是（ ）A、 鉛筆芯的原料是重金屬鉛，兒童在使用時不可用嘴吮咬鉛筆，以免引起中毒B、 CO有毒，生有煤爐的居室，可放置數(shù)盆清水，有效地吸收CO,防止煤氣中毒。C、 “汽水”澆灌植物有一定的道理，其中CO2的緩釋有利于植物的光和作用D、 硅的提純與應(yīng)用，促進(jìn)了半導(dǎo)體元件與集成芯片業(yè)的發(fā)展，可以說“硅是信息技術(shù)革命的催化劑”。⑶硅酸（H2SiO3）溶于水，酸性比H2CO3向Na2SiO3溶液中通入CO2氣體，現(xiàn)象，化學(xué)方程式。⑷硅酸鹽典型硅酸鹽：硅酸鈉（Na2SiO3），水溶液俗名水玻璃。它是一種礦物膠，既不燃燒也不受腐蝕，在建筑工業(yè)上可以作粘合劑。Na2SiO3水溶液顯 性，儲存時須用 塞。組成表示法：金屬氧化物-SiO2-h2o2 3【練習(xí)】7、把下列式子改寫成氧化物的形式：A、 正長石KAlSi3O B、 石棉CaMg3Si4Oi2 C、 蛇紋石H4Mg3Si2O9 2、硅酸鹽工業(yè)⑴水泥主要原料：主要成分：⑵玻璃：原料：主要成分：主要反應(yīng)：三、重點(diǎn)知識的理解和掌握 TO：Si原子1、SiO2晶體的結(jié)構(gòu) 。原子晶體結(jié)構(gòu)中，一個Si原子與4個O原子形成4個共價(jià)鍵（正四面體），一個O原子與2個Si原子相結(jié)合，可看作在金剛石結(jié)構(gòu)中，所有的C都被Si所代替，然后在兩個Si之間加一個O原子而形成的硅氧四面體，“SiO2”是Si和O按1：2的個數(shù)比組成的立體網(wǎng)狀的原子晶體的化學(xué)式。【思考】：ImoLC（金剛石）中含有moLC—C鍵1moLSiO2晶體中含有moLSi—O鍵

2、二氧化硅和二氧化碳的比校物質(zhì)干冰二氧化硅化學(xué)式晶體類型主要物理性質(zhì)熔、沸點(diǎn)低，常溫下為氣體，能溶于水硬度大，熔、沸點(diǎn)高，常溫下為固體，不溶于水化學(xué)性質(zhì)⑴與水反應(yīng)CO2+H2O—SiO2+H2O—⑵與酸反應(yīng)不反應(yīng)SiO2+HF—⑶與堿反應(yīng)2NaOH+CO2—NaOH+CO2—2NaOH+SiO2—⑷與鹽反應(yīng)Na2CO3+H2O+CO2—SiO2+Na2CO3—⑸與堿性氧化物反應(yīng)CO2+CaO—SiO+CaO— 2 【練習(xí)】8、能說明常溫下二氧化硅是堅(jiān)硬的固體而二氧化碳是氣體的原因是（ ）A、 硅的非金屬性比碳弱。B、 二氧化硅里硅與氧結(jié)合的化學(xué)鍵和二氧化碳里碳與氧結(jié)合的化學(xué)鍵的種類不同。C、 Si—O鍵的鍵能比C—O鍵的鍵能大得多。D、 二氧化硅是原子晶體而二氧化碳是分子晶體。四、隨堂鞏固練習(xí)1、 下列關(guān)于水玻璃的性質(zhì)和用途的敘述中，不正確的是（）A、 它是一種礦物膠，既不燃燒也不受腐蝕。B、 在建筑工業(yè)上可以作粘合劑、耐酸水泥摻料。C、 木材、織物浸過水玻璃后，具有防腐性能且不易燃燒。D、 水玻璃的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在空氣中不易變質(zhì)。2、 普通玻璃中含有13%的Na2O，11.7%的CaO，75.3%的SiO2，則這三種氧化物的物質(zhì)的量之比是 。4、物質(zhì)A是一種高熔點(diǎn)化合物，不溶于硫酸、硝酸等強(qiáng)酸，A與純堿熔融時反應(yīng)生成化合物B，同時放出氣體C，把氣體C通入B的溶液中，得到化合物D。將D加熱又得化合物A。則A、B、C、D的化學(xué)式為：ABCD5、化合物A、D、F是中學(xué)化學(xué)中常見的物質(zhì)，化合物B、C、E中含有兩種相同的元素。這些化合物之間存在右圖的關(guān)系。其中A和B的反應(yīng)是一種重要化工生產(chǎn)中的主要反應(yīng)之一。⑴在A、C、F中含有相同的元素是 ；⑵化合物C的化學(xué)式 化合物A的水溶液顯* （填酸、堿、中）（3）C的水溶液和D能否發(fā)生反？其理由是五、自我檢測1（06重慶理綜）8能正確表示下列反應(yīng)的化學(xué)方程式是黃鐵礦煅煉：2FeS2+5O2藥生FeO+4SO2石英與石灰石共熔：SiO2+CaO耍墅CaSiO3催化劑氨的催化氧化：4NH3+5O2 △ 4NO+6H2O氯氣與石灰乳反應(yīng)：2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+CaClO2+2H2O（06廣東）3、下列表述正確的是人造剛玉熔點(diǎn)很高，可用作高級耐火材料，主要成分是二氧化硅化學(xué)家采用瑪瑙研缽摩擦固體反應(yīng)物進(jìn)行無溶劑合成，瑪瑙的主要成分是硅酸鹽提前建成的三峽大壩使用了大量水泥，水泥是硅酸鹽材料夏天到了，游客佩戴由添加氧化亞銅的二氧化硅玻璃制作的變色眼鏡來保護(hù)眼睛太陽能電池可采用硅材料制作，其應(yīng)用有利于環(huán)保、節(jié)能A.①②③B.②④ C.③④⑤D.③⑤有關(guān)硅及其化合物的敘述，不正確的是 （ ）A、硅可用來制造半導(dǎo)體器件 B、硅藻土可做吸附劑和催化劑C、水玻璃可做粘和劑及耐火材料 D、二氧化硅是制造光導(dǎo)纖維的原料4、下列物質(zhì)不能通過化合反應(yīng)直接制取的是 （ ）A、H4SiO4 B、Fe（OH）3 C、CaSiO3 D、FeCl2（06廣東）5利用合成氣（H2+CO）生產(chǎn)汽油、甲醇和氨等已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，合成氣也可轉(zhuǎn)化成醛、酸、酯等多種產(chǎn)物。下列表述正確的是以合成氣為原料的反應(yīng)都是化合反應(yīng)改變合成氣中CO與H2的體積比，可以得到不同產(chǎn)物合成氣的轉(zhuǎn)化反應(yīng)需在適當(dāng)?shù)臏囟群蛪簭?qiáng)下通過催化完成從合成氣出發(fā)生成液態(tài)烴或醇類有機(jī)物是實(shí)現(xiàn)“煤變油”的有效途徑以合成氣為原料的反應(yīng)產(chǎn)物中不可能有烯烴或水A.①②④ B.②③④ C.②④⑤5、 （A.①②④ B.②③④ C.②④⑤5、 （06上海4）下列不符合當(dāng)今化學(xué)研究方向的是A.發(fā)現(xiàn)新物質(zhì)C.研究化學(xué)反應(yīng)的微觀過程6、 Al2O3?2SiO2-2H2O是A、混合物C、 硅酸鹽實(shí)驗(yàn)室有下列試劑，①NaOH溶液⑦濃硫酸D.③④⑤B.合成新材料D.研究化學(xué)反應(yīng)中原子守恒關(guān)系）7、（B、兩種氧化物的水化物D、鋁酸鹽其中必須用帶橡膠塞的試劑瓶保存的是②水玻璃 ③Na2S溶液 ④澄清石灰水)⑤NHCl溶液⑥NaCO

4 2 38、A、①⑥ B、①②③④ C、①②③⑥下列有關(guān)除去雜質(zhì)的操作錯誤的是A、 NO（雜質(zhì)NO2）：使混合氣體通過水B、 NaCl（雜質(zhì)NHCl）固體：加熱4D、 CO2（雜質(zhì)CO）：燃燒氣體能用來鑒別Na2CO3和NaHCO3的試劑是A、硫酸鋁溶液3 B、BaCl2溶液D、①②③④⑥C、CO2（雜質(zhì)SO2）：通過飽和Na2CO3溶液()C、NaAlO2溶液 D、Ba(OH)2溶液-7-10、由10g含有雜質(zhì)的CaCO3與足量的鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生了 0.1molCO2，試推斷雜質(zhì)的組成可能是（ ）A、KHCO3和MgCO3 B、K2CO3和SiO2C、MgCO和SiO2 D、Na2CO3和NaHCO311、 將混合均勻的鎂、鋁、硅粉末mg分成兩等份，一份加入到足量的NaOH溶液中，另一份加入到足量的鹽酸溶液中，結(jié)果都收集到VLH2（相同狀況下），則鎂與硅的物質(zhì)的量之比為（ ）A、1：1 B、2：1 C、1：2 D、無法確定12、 閱讀下列材料，回答有關(guān)的問題：錫、鉛兩種元素的主要化合價(jià)是+2價(jià)和+4價(jià)，其中+2價(jià)錫元素和+4價(jià)鉛元素的化合物均是不穩(wěn)定的，+2價(jià)錫離子有強(qiáng)還原性，+