校本作業(yè)——碳硅非金屬材料

1、XX中學(xué)20162017學(xué)年校本作業(yè)高三年級 化學(xué)學(xué)科 80課時(shí)碳硅非金屬材料 使用時(shí)間：2016/10/20班級 姓名 座號 一、知識結(jié)構(gòu) 、 、 、 、 、 、 2.碳族元素碳族元素的特征：碳族元素原子最外層電子數(shù)為 ，既不容易失去電子，又不容易得到電子，易形成共價(jià)鍵，難形成離子鍵。碳族元素形成的單質(zhì)在同周期中硬度最大，熔沸點(diǎn)最高(如金剛石、晶體硅)。碳族元素的化合價(jià)：碳族元素的主要化合價(jià)有+2，+4。幾種同素異形體：碳：金剛石、石墨、C60、C70等； 硅：晶體硅，無定形硅。3.碳：在常溫下碳很穩(wěn)定，只在高溫下能發(fā)生反應(yīng)，通常表現(xiàn)為還原性。燃燒反應(yīng) 與某些氧化物的反應(yīng) 與氧化性酸反應(yīng)4.

2、CO：不溶于水，有毒(CO和血紅蛋白結(jié)合，使血紅蛋白無法和O2結(jié)合，缺氧引起中毒)5.CO2：直線型（OCO）非極性分子，能溶于水。固態(tài)CO2俗稱干冰，能升華，常用于人工降雨。實(shí)驗(yàn)室制法：CaCO32HClCaCl2CO2H2O。6.碳酸鹽 溶解性：Ca(HCO3)2>CaCO3；Na2CO3>NaHCO3。熱穩(wěn)定性：Na2CO3>CaCO3；堿金屬正鹽>堿金屬酸式鹽: Na2CO3>NaHCO3。相互轉(zhuǎn)化：碳酸正鹽碳酸酸式鹽(除雜用) 7.Si：硅在地殼中只有化合態(tài)，沒有游離態(tài)。其含量在地殼中居第二，僅次于氧，是構(gòu)成礦物和巖石的主要成分。晶體硅是灰黑色，有金屬光

3、澤，硬而脆的固體，是半導(dǎo)體，具有較高的硬度和熔點(diǎn)。硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下，只能與氟氣、氫氟酸及強(qiáng)堿溶液反應(yīng):Si+2F2SiF4、Si+4HFSiF4+2H2、Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2；在加熱條件下，能與氧氣、氯氣等少數(shù)非金屬單質(zhì)化合：SiO2SiO2。制備：在電爐里用碳還原二氧化硅先制得粗硅：SiO22CSi2CO，將制得的粗硅，再與C12反應(yīng)后，蒸餾出SiCl4，然后用H2還原SiCl4可得到純硅。有關(guān)的反應(yīng)為：Si十2C12SiCl4、 SiCl4+2H2Si+4HCl。8.SiO2SiO2為原子晶體，硬度、熔點(diǎn)都很高。CO2是分子晶體，故熔點(diǎn)很低。二氧化硅的化

4、學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，不能跟酸(氫氟酸除外)發(fā)生反應(yīng)。酸性氧化物，能跟堿性氧化物或強(qiáng)堿反應(yīng)，SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O(不能使用磨口玻璃塞)二氧化硅是一種特殊的酸性氧化物。a酸性氧化物大都能直接跟水化合生成酸，但二氧化硅卻不能直接跟水化合b酸性氧化物一般不跟酸作用，但二氧化硅卻能跟氫氟酸起反應(yīng)：SiO2+4HFSiF4+2H2O(氫氟酸不能盛放在玻璃容器中)。練習(xí)：1判斷正誤：A.在一定條件下，可實(shí)現(xiàn) 的循環(huán) （ ）B.大理石、石灰石的主要成分都是CaCO3（ ）C.金剛石的硬度大，則C60的硬度也大（ ）D.將CO2通入次氯酸鈣溶液中可生成次氯酸（ ）E.向Na2CO3溶液中滴入酚酞

5、試液，溶液變紅：COH2OHCOOH（ ）F.小蘇打與氫氧化鈉溶液混合：HCOOH=CO2H2O（ ）G.硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)反應(yīng)（ ）H.SiO2是酸性氧化物，能與NaOH溶液反應(yīng)，其產(chǎn)物水玻璃可生產(chǎn)黏合劑和防火劑（ ）I.二氧化硅是生產(chǎn)光纖制品的基本原料，二氧化硅的分子式是SiO2（ ）J.將足量CO2通入含K、SiO、Cl、NO溶液中，離子將不能大量共存（ ）K.可以用Si3N4、Al2O3制作高溫結(jié)構(gòu)陶瓷制品（ ）L.Ca(HCO3)2溶液與過量NaOH溶液反應(yīng)可得到Ca(OH)2（ ）M.小蘇打是面包發(fā)酵粉的主要成分之一（ ）N.確定NaCl溶液中是否混有Na2CO

6、3的方法是取少量溶液滴加CaCl2溶液，觀察是否出現(xiàn)白色渾濁（ ）O.相同溫度下，碳酸鈉的溶解度小于碳酸氫鈉的溶解度（ ）P.用酚酞試液可鑒別飽和食鹽水和飽和純堿溶液（ ）Q.向NaHCO3溶液中加入過量澄清石灰水，出現(xiàn)白色沉淀的離子方程式：2HCOCa22OH=CaCO3CO2H2O（ ）2常溫下，不可能與小蘇打溶液反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w的物質(zhì)是： A酸溶液 B堿溶液 C鹽溶液 D氧化物3向某碳酸鈉溶液中逐滴加1 mol·L1的鹽酸，測得溶液中Cl、HCO3的物質(zhì)的量隨加入鹽酸體積的關(guān)系如圖所示，則下列說法中正確的是：AOa段反應(yīng)的離子方程式與ab段反應(yīng)的離子方程式相同B該碳酸鈉溶液

7、中含有1mol Na2CO3Cb點(diǎn)的數(shù)值為0.6Db點(diǎn)時(shí)生成CO2的物質(zhì)的量為0.3 mol4. 下列關(guān)于碳和硅的敘述中，正確的是：A. 其氧化物都能與NaOH溶液反應(yīng) B. 其單質(zhì)在加熱時(shí)都能跟O2反應(yīng)C. 其氧化物都能溶于水生成相應(yīng)的酸 D. 碳和硅兩種元素共有兩種單質(zhì)5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：A. Na2SiO3 B. Na2CO3、Na2SiO3 C. Na2CO3、SiO2 D. SiO26. 下列離子方程式中書寫正確的是：A. 水玻璃中通入過量的二氧化碳：Na2SiO3CO2H2O=2NaCOH2S

8、iO3B. 澄清石灰水中通入過量二氧化碳: Ca(OH)22CO2=Ca22HCOC. 二氧化硅與氫氟酸反應(yīng)： SiO24H4F=SiF42H2OD. 二氧化硅溶于燒堿溶液中：SiO22OH=SiOH2O7室溫下，將0.05 mol Na2CO3固體溶于水配成100mL溶液，向溶液中加入下列物質(zhì)。有關(guān)結(jié)論正確的是：加入的物質(zhì)結(jié)論A50mL 1 mol·L1H2SO4反應(yīng)結(jié)束后，c(Na+)=c(SO42)B0.05molCaO溶液中 增大C50mL H2O由水電離出的c(H+)·c(OH)不變D0.1molNaHSO4固體反應(yīng)完全后，溶液pH減小，c(Na+)不變8. 下列

9、除雜方法中不正確的是：選項(xiàng)所需氣體雜質(zhì)氣體除雜試劑操作方法ACO2HCl飽和Na2CO3溶液洗氣BSO2HCl飽和NaHSO3溶液洗氣CCl2HCl飽和NaCl溶液洗氣DN2O2銅粉加熱9. 鉛及其化合物可用于蓄電池、耐酸設(shè)備及X射線防護(hù)材料等。（1）鉛是碳的同族元素，比碳多4個(gè)電子層。鉛在元素周期表的位置為第 周期、第 族，PbO2的酸性比CO2的酸性 （填“強(qiáng)”或“弱”）。（2）PbO2與濃鹽酸共熱生成黃綠色氣體，方程式為： 。（3）PbO2可由PbO與次氯酸鈉溶液反應(yīng)制得，方程式為 。 PbO2也可通過石墨電極，Pb(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液為電解液電解制取。陽極電極反應(yīng)式為

10、： ，陰極上觀察到的現(xiàn)象是 ，若電解液中不加入Cu(NO3)2，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為 。10. A、B、C、D、E代表單質(zhì)或化合物，它們之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系如下圖所示。A為地殼中含量僅次于氧的非金屬元素的單質(zhì)，其晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似。請?zhí)羁眨海?）形成單質(zhì)A的原子結(jié)構(gòu)示意圖為 ，它的最高化合價(jià)為 。（2）B的化學(xué)式（分子式）為 ，B的晶體類型為 。B和碳反應(yīng)生成A和E的化學(xué)方程式是 。（3）C的化學(xué)式（分子式）為 ，D的化學(xué)式（分子式）為 。11化合物A是制玻璃的主要原料之一。常溫下，化合物B、H、I為氣體，B不溶于水，有毒，H、I易溶于水，H的水溶液呈堿性，I的水溶液呈酸性。D元素是地殼中含

11、量僅次于氧的非金屬元素。化合物J是一種可用于制造發(fā)動(dòng)機(jī)的新型無機(jī)非金屬材料，其相對分子質(zhì)量為140，其中D元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%。上述物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示。(1)除A外，制玻璃主要原料還有 (填化學(xué)式) 、 。盛放NaOH溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，原因是(用化學(xué)方程式表示) 。(2)D元素在元素周期表中的位置是_。(3)H的電子式是_。(4)F和H反應(yīng)生成J和I的化學(xué)方程式是 。12石墨在材料領(lǐng)域有重要應(yīng)用。某初級石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等雜質(zhì)，設(shè)計(jì)的提純與綜合利用工藝如下：(注：SiCl4的沸點(diǎn)為57.6 ，金屬氯

12、化物的沸點(diǎn)均高于150 )(1)向反應(yīng)器中通入Cl2前，需通一段時(shí)間N2，主要目的是 。(2)高溫反應(yīng)后，石墨中氧化物雜質(zhì)均轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氯化物，氣體中的碳氧化物主要為 ，由氣體中某物質(zhì)得到水玻璃的化學(xué)反應(yīng)方程式為 。(3)步驟為：攪拌、 ，所得溶液中的陰離子有 。(4)由溶液生成沉淀的總反應(yīng)的離子方程式為 ，100 kg初級石墨最多可獲得的質(zhì)量為 kg。(5)石墨可用于自然水體中銅件的電化學(xué)防腐，完成右圖防腐示意圖，并作相應(yīng)標(biāo)注。13研究CO2在海洋中的轉(zhuǎn)移和歸宿，是當(dāng)今海洋科學(xué)研究的前沿領(lǐng)域。（1）溶于海水的CO2主要以4種無機(jī)碳形式存在。其中HCO3占95%。寫出CO2溶于水產(chǎn)生HCO3的

13、方程式 。（2）在海洋碳循環(huán)中，通過如圖所示的途徑固碳。鈣化作用光合作用海洋表面CO2CaCO3 (CH2O)xHCO寫出鈣化作用的離子方程式： 。同位素示蹤法證實(shí)光合作用釋放出的O2只來自于H2O。18O標(biāo)記物質(zhì)的光合作用的化學(xué)方程式如下，將其補(bǔ)充完整：光能葉綠體 (CH2O)xx18O2 xH2ON2z mL海水(未酸化) NaOH吸收液（3）海水中溶解無機(jī)碳占海水總碳的95%以上，其準(zhǔn)確測量是研究海洋碳循環(huán)的基礎(chǔ)。測量溶解無機(jī)碳，可采用如下方法：氣提、吸收CO2。用N2從酸化后的海水中吹出CO2并堿液吸收（裝置示意圖如右）。將虛線框中的裝置補(bǔ)充完整并標(biāo)出所用試劑。滴定。將吸收液吸收的無機(jī)

14、碳轉(zhuǎn)化為NaHCO3，在用x mol·L1 HCl溶液滴定，消耗y mL HCl溶液。海水中溶解的無機(jī)碳的濃度 mol·L1。（4）利用如圖所示裝置從海水中提取CO2，有利于減少環(huán)境溫室氣體含量。電源pH6的海水電源H2OH2Oa室b室c室陽離子膜(只允許陽離子通過)海水(pH8)結(jié)合方程式簡述提取CO2的原理： 用該裝置產(chǎn)生的物質(zhì)處理b室排出的海水，合格后排回大海。處理至合格的方法是 是 。1 A、B、D、E、 H、J、K、M、N、P28：BCBCD BA9.（1）六 A 弱（2）PbO2+4HCl(濃) PbCl2+Cl2+2H2O（3）PbO+ClO-= PbO2+C

15、l- Pb2+2H2O - 2e- = PbO2+ 4H+ 石墨上包上銅鍍層 Pb2+2e- =Pb 10.（1） +4（2）SiO2 原子晶體 SiO2+2C Si+2CO （3）CaSiO3 Na2SiO311. (1)Na2CO3 CaCO3 SiO22NaOH=Na2SiO3H2O (2)第三周期A族 (3) (4)3SiCl44NH3Si3N412HCl 12. (1)排出裝置中的空氣(2)CO' SiCl46NaOH=Na2SiO34NaCl3H2O(3)過濾' AlO、OH、Cl(4)AlO2-CH3COOC2H52H2OAl(OH)3CH3COOCH3CH2OH78(5)如圖13 （1）CO2+H2OH2CO3，H2CO3HCO3+