碳硅及其重要化合物學案(高一化學)AwAwMH

1、碳硅及其重要化合物學案(高一化學)AwAwMH碳硅及其重要化合物【學習目標】1、了解C,Si單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應用。2、了解常見的無機非金屬材料的性質(zhì)及用途?！緦W習重難點】Si單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)活動一、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)金剛石熔點很 ，硬度很 ；石墨熔點很 （比金剛石高）硬度較 ， 導電，有滑膩感。晶體硅， 色， 光澤；與金剛石相似，熔點很 ，硬度很 ；是良好的 材料?；瘜W性質(zhì)與非金屬單質(zhì)反應與O2反

2、應： C+ O2 C+ O2 與O2、Cl2反應：Si+ O2 Si+ Cl2 與氧化物反應C+ Fe2O3 C+ SiO2 與酸反應與濃硫酸、濃硝酸反應：C+ H2SO4(濃) C+ HNO3(濃) 只與氫氟酸反應：Si+ HF= 與堿反應 Si+ NaOH+ H2O= 活動二、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 、常溫下為固體、不溶于水熔沸點 ，常溫下為氣體，微溶于水化學性質(zhì)與水反應與酸反應高溫SiO2 + HF = 與堿反應SiO2 +NaOH = 高溫盛堿液的試劑瓶用橡皮塞CO2 + NaOH = CO2 + NaOH = 與鹽反應高溫SiO2

3、+ Na2CO3 SiO2 + CaCO3 Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CO2 + Na2CO3 + H2O = 堿性氧化物SiO2 + CaO CO2 + Na2O 活動三、硅酸及硅酸鹽1.硅酸物理性質(zhì)：與一般的無機含氧酸不同，硅酸難溶于水?；瘜W性質(zhì)：弱酸性：是二元弱酸，酸性比碳酸弱，與NaOH溶液反應的化學方程式為：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保持不變，原子個數(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、石英黏土反應原理發(fā)生復雜的物理化學變化高溫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反應條件高溫高溫2.新型無極非金屬材料【當堂檢測】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)報導我國科學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 D它是一種新型無機非金屬材料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1、“低碳經(jīng)濟”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)濟模式。下列說法與“低碳經(jīng)濟”不符合的是（ ）A大力研發(fā)新型有機溶劑替代水作為萃取劑B加強對煤、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年諾貝爾物理學獎授予英國曼徹斯特大學科學家安德烈海姆和康斯坦丁諾沃肖洛夫，以表彰他們在石墨烯材料方面的卓越研究。石墨烯具有優(yōu)異的電學性能及出色的熱力學穩(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石墨烯導電，屬于化學變化C石墨烯中碳原子間以共價鍵相連D12 g石墨烯中含有碳原子數(shù)目約為l023個3、下圖的實驗裝置用來分離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。為使實驗成功，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反應是( )+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：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BNa2O、Na2O2組成元素相同，與 CO2反應產(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))，粗硅與氯氣反應生成四氯化硅（反應溫度450500），四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得高純硅。以下是實驗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生成相應的氯化物；有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見下表：物質(zhì)SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5沸點/315熔點/升華溫度/180300162請回答下列問題：（1）寫出裝置A中發(fā)生反應的離子方程式 。（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）。（4）為了分析殘留物中鐵元素的含量，先將殘留物預處理，使鐵元素還原成Fe2,再用KMnO4標準溶液在酸性條件下進行氧化還原