碳、硅及其化合物(高考一轮复习使用稿)[课时讲课].ppt

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1、非金属部分,碳、硅及其化合物（碳族）,高 三 总 复 习,1,课堂教学,一、本讲教学主要内容 1总结碳、硅两种元素的知识网络 2比较碳、硅的两种单质和氧化物,二、重点、难点剖析及典型例析 (一)碳和硅及其重要化合物间的相互转化,2,课堂教学,碳及其化合物,石墨：,C60：,金刚石：,3,课堂教学,碳及其化合物(续),H2CO3：,OCO,CO2：,(直线型，属极性分子，电子式不要求),(直线型，属非极性分子，电子式要求),CH4：,(正四面体，属非极性分子，电子式要求),CO：,4,课堂教学,硅及其化合物,二氧化硅晶体：,晶体硅：,5,课堂教学,H2SiO3：,SiH4：,(正四面体，属非极性

2、分子，电子式要求),H4SiO4：,硅及其化合物(续),6,课堂教学,碳与硅单质,7,课堂教学,碳及其重要化合物之间的转化关系,Ca(HCO3) 2,CaC2,HCOOH,CS2,C2H4,C2H2,SiC,H2C2O4,8,课堂教学,硅及其重要化合物之间的转化关系,SiF4,CaSiO3,SiCl4,9,课堂教学,碳元素及其化合物的转化,10,课堂教学,重点、难点剖析,现象：Mg条继续燃烧 放热 有黑色和白色固体物质生成,如：,11,课堂教学,3.碳酸盐的性质规律,CaCO3,C,（1）溶解性规律：如果碳酸正盐的溶解度较大，则酸式盐的溶解度小（如Na2CO3 NaHCO3);如果碳酸正盐的溶

3、解度小，则对应的酸式盐的溶解度较大（如CaCO3 Ca(HCO3)2）,（2）稳定性规律：难溶性的碳酸盐及碳酸的酸式盐（包括铵盐）受热易分解；可溶性的碳酸盐较稳定，受热难分解。,12,课堂教学,4.碳酸正盐与酸式盐的相互转化,13,课堂教学,1）写出OA段曲线和AB段曲线所表示的反应方程式。,2）A点参加反应的CO2 和Ca(OH)2的物质的量之比为,3）加热B处溶液，现象是,CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + H2O,CO2 + CaCO3 + H2O = Ca(HCO3)2,1:1,产生白色浑浊,14,课堂教学,例2:现有Na2CO3溶液2mol/L500mL、HCl溶液2mo

4、l/L750mL.若向HCl溶液中逐滴加Na2CO3溶液 ， 向Na2CO3溶液中逐滴加HCl溶液，分别产生CO2多少？,15,课堂教学,例3：某混合气体中可能含有HCl、H2、CO、CO2、NH3和水蒸气中的两种或多种。当混合气体依次通过澄清石灰水(无混浊现象)；氢氧化钡溶液(有浑浊现象)；浓H2SO4(无现象)；灼热的氧化铜(变红)；无水CuSO4(变蓝)。对该混合气体成分判断正确的是（ ）,A.一定没有CO2，肯定有H2,B.一定有CO、 CO2和H2O,C.一定有HCl、H2和CO2,D.可能有CO2、NH3和水蒸气,C,16,课堂教学,由此可见,先后滴入的次序不同,所得气体量不同.故

5、可用相互滴入法来鉴别Na2CO3和HCl两种无色溶液. 想一想:如维持两种溶液浓度不变,Na2CO3溶液和HCl溶液均为1L,结果又如何呢？,17,课堂教学,硅元素及其化合物的转化,1、SiO2是酸性氧化物；,2、SiO2具有弱的氧化性；,18,课堂教学,1.注意硅的化学性质和精硅的制取 常温下硅不活泼(但自然界无游离硅存在，常以硅酸盐形式存在),不与强酸、强氧化性酸反应.,19,课堂教学,SiO2+H2O=H2SiO3,2.注重CO2和SiO2性质比较,20,课堂教学,试分析下列说法是否正确，说明理由。,1、SiO2高温时与Na2CO3反应产生CO2，将CO2通入Na2SiO3溶液中可产生H

6、2SiO3，说明H2SiO3酸性有时比H2CO3强，有时比H2CO3弱？,2、SiO2既能与NaOH反应又能与HF反应。,3、NaOH溶液、Na2SiO3溶液和氢氟酸均不应装在玻璃瓶中。,NaOH与SiO2常温下的反应十分缓慢，所以NaOH溶液、Na2SiO3溶液可以保存在玻璃瓶中，但不能用磨口的玻璃塞,SiO2与HF的反应是SiO2的特殊性质，并非所有的酸都能反应。,强酸制弱酸适用于常温下水溶液里的复分解反应，不适用于高温非水体系的反应。,21,课堂教学,3.碳族元素与人类健康,SiO2-在日常生活、生产和科研有着重要的用途，但有时也会对人体造成危害。如果长期吸入含有二氧化硅的粉尘，就会患硅

7、肺病（或矽肺病）。长期在二氧化硅粉尘含量较高的地方，如采矿、翻砂、喷砂、制陶瓷等场所的工作人员易患此病。,Pb-铅为蓝色的软金属，铅是能作用于全身各系统和器官的毒物，尤其是神经系统、消化系统、造血和心血管系统等。污染和毒害最厉害的是四乙基铅，所以推广无铅汽油是防止铅污染最有效的方法。另据调查发现，小学生使用铅笔也有铅中毒的现象，因此要正确使用铅笔。铅在体内无任何生理功能，理想的血铅水平应为零。任何水平的铅负荷，都会对健康造成损害。,22,课堂教学,4.了解硅酸盐的特点,是构成地壳岩石和矿物的主要成分,种类繁多，结构复杂，常用氧化物的形式表示组成,绝大多数硅酸盐难溶于水,1、硅酸钠：易溶于水，其

8、水溶液俗名水玻璃，粘性很強，是一种重要的矿物胶。,2、粘土的主要成分是硅酸盐,（3）正长石KAlSi3O8,（1）硅酸钠Na2SiO3:,（2）高岭石Al2(Si2O5)(OH)4,Al2O3 2SiO2 2H2O,K2O Al2O3 6SiO2,Na2O SiO2,23,课堂教学,例：硅酸盐可以改写成氧化物的形式（注意金属氧化物在前，非金属氧化物在后，低价在前，高价在后，H2O一般写在最后）,（1）许多含氧酸及其盐类类似地改写为氧化物形式，请改写下列物质：,HNO3: ; HCOOH: ;,KAl(SO4)212H2O ;,（2）已知在一定条件下，Fe在Cl2中燃烧可以生成Fe3Cl8,它可

9、以改写成FeCl2 2FeCl3。类似地碘与Fe在一定条件下可得到Fe3I8，则它可以看作是 。,N2O5 H2O,CO H2O,K2OAl2O34SO324H2O,3FeI2 I2,24,课堂教学,5.硅酸盐工业,（以含硅物质为原料的材料制造）,25,课堂教学,例 某碳酸盐矿石，主要成分为BaCO3 ,另外有少量CaCO3 ，现需要获得BaCO3，并尽可能降低钙含量。为此，查得有关溶解度数据如下表：,0,0,0,原料只有该矿石、焦炭和水，没有其它化工原料。请在方框中写出每步产物的化学式，并填上反应条件或所需物质或方法。,矿石,BaCO3,煅烧,BaO CaO,加热,H2O,Ba(OH)2,C

10、a(OH)2,过滤,Ba(OH)2,CO2,过滤,26,课堂教学,例2 下列试剂的保存正确的是（ ）,A,27,课堂教学,例3 已知，氮化硅是一种高温陶瓷，它硬度大，熔点高，性质稳定，工业上用高纯硅和氮气在高温下反应制得。,1）氮气的电子式为 。,2）氮化硅属于 （共价或离子）化合物，其化学式为 。,3）氮化硅抗腐蚀性强，除氢氟酸外，它不与其它无机酸反应。它与氢氟酸反应的产物为 。,4）四氯化硅和氮气在氢气氛保护下，加强热可得到高纯度氮化硅。该反应的化学方程式为 。,28,课堂教学,例4 某碳酸盐矿石，主要成分为BaCO3 ,另外有少量CaCO3 ，现需要获得BaCO3，并尽可能降低钙含量。为

11、此，查得有关溶解度数据如下表：,0,0,0,原料只有该矿石、焦炭和水，没有其它化工原料。请在方框中写出每步产物的化学式，并填上反应条件或所需物质或方法。,矿石,BaCO3,煅烧,BaO CaO,加热,H2O,Ba(OH)2,Ca(OH)2,过滤,Ba(OH)2,CO2,过滤,29,课堂教学,例5 化合物A、B、C、D、E、F是中学常见的物质，这些化合物之间存在如下关系，其 中A和B的反应是一种重要化工生产中的主要反应。,据此判断： (1)A、C、F中含有相同的元素是_ (2)该工业称为 .化合物C的化学式为 ,化合物A可溶于水,水溶液显_性. (3)C的水溶液和D能否反应?其理由是_,Na,制

12、玻璃(硅酸盐工业),Na2CO3,碱,能,酸性 H2CO3H2SiO3,30,课堂教学,解析 由题意可推得A、C与盐酸作用,生成物中有共同产物F,但前者有三种产物,预测A应为一种不稳定的弱酸盐;后者有二种产物,估计C应为一种较稳定的弱酸盐,且A与B在高温下的反应为重要化工生产的重要反应.联想硅酸盐工业.可得 (1)Na (2)制玻璃(硅酸盐工业),C为Na2SiO3 A可溶于水， A为Na2CO3,溶液显碱性. (3)能,酸性 H2CO3H2SiO3,31,课堂教学,例6 工业上用生石灰与碳在2700oC高温作用下制电石和CO，现从理论上分析以Mg和石灰石为原料，按下图制取乙炔,试填写: (1

13、)C的分子式是 ; (2)G与E反应的化学方程式 ; (3)B与D反应的化学方程式 ; 该反应中氧化剂与还原剂的质量比是_,MgO,2:1,32,课堂教学,例7 .某溶液A可能含有等物质的量浓度的SiO32、CO32、SO32、S2、AlO2、Cl、 PO43中的几种，现进行以下实验： 取10mL A溶液，往其中通入足量CO2，得到白色沉淀B，B可完全溶于稀HCl溶液 ， 另取10mL A溶液，往其中加入稀盐酸，生成气体C将C通入Pb(NO3)2溶液中， 有黑色沉淀D生成 (1)溶液中肯定存在的上述中离子是 ， (2)溶液中肯定不存在上述中离子是 ，其理由是 ,33,课堂教学,例8 我国古代炼

14、丹中经常使用红丹，俗称铅丹在一定条件下铅丹（用X表示）与硝酸发生如下反应： X + 4HNO3 = PbO2 + 2Pb(NO3)2 + 2H2O (1)铅丹的化学式是_， 此铅丹中铅的化合价是_。 （2）由此反应可推测PbO是_氧化物, PbO2是_氧化物.,+2和+4价,Pb3O4,碱性,酸性,例9 海战中为了进行掩蔽，常喷放SiCl4 和液氨，形成很浓的烟幕。写出有关的化学方程式： _. _.,SiCl4+ 4H2O= H4SiO4+ 4HCl,HCl + NH3= NH4Cl,34,课堂教学,例10 三硅酸镁被用来治疗胃酸过多的胃溃疡，因为该物质不溶于水，服用后能中和胃酸，作用持久。把

15、三硅酸镁Mg2Si3O8nH2O改写成氧化物的形式为_,它中和胃酸的化学方程式是 _,2MgO 3SiO2nH2O,Mg2Si3O8nH2O +4H+=2Mg2+ + 3SiO2+ (n+2)H2O,例11 (1)化学行业合成了一种晶体氮化碳。试推断它的化学式_. (2)写出CaSiO3和氢氟酸反应的化学方程式 _,C3N4,CaSiO3+ 6HF = CaF2 + SiF4+ 3H2O,35,课堂教学,例12 在没有现成CO2气体发生器的情况下，请你选用如图中部分仪器装配成一个简易的、能 随开随用的、随关随停的CO2气体发生装置. (1)应选用的仪器是(填入编号) . (2)若用上面已装配好

16、的实验装置制取CO2气体，而实验室只有稀H2SO4、浓HNO3、 水、块状纯碱、块状大理石.比较合理的方案，你认为应选的药品是 .,36,课堂教学,习题一 往下列溶液中通入CO2，直至过量，整个过程中始终没有沉淀出现的是（ ） A、FeCl2 B、Ca(NO3)2 C、饱和Na2CO3 D、Na2SiO3,习题二 将 1 体积选项中的一种气体与 10 体积氧气混和后,依次通过盛有足量浓NaOH液的洗气瓶和盛有足量灼热铜屑的管子，若反应都充分，最后得到的尾气可以是（ ） ACl2 BCO CCO2DN2,AB,CD,练 习,课堂巩固练习,37,课堂教学,习题三 将镁粉与石英砂混合強热，将反应后的

17、固体加入到足量的稀盐酸中，产生一种在空气中能自燃的无色气体。试写出有关反应的化学方程式。,Mg2Si + 4HCl = 2MgCl2 + SiH4,SiH4 + 2 O2 = 2H2O + SiO2,习题四 怎样去掉氯化钾溶液中含有的少量溴化钾、碳酸氢钙，最后得到纯净的氯化钾溶液？写出实验步骤。,4、将滤液蒸干。,1、加热煮沸,2、过滤,3、再往滤液中加入过量的氯水,5、将固体配成溶液。,练 习,38,课堂教学,习题五 铁氧体磁性材料在微波领域应用广泛。有一种铁、氧、钇三种元素组成的磁性材料，其中铁、钇的原子个数比为5/3 。氧的质量分数为26。则该磁性材料的化学式为 ，其中铁和钇的化合价分别

18、为 。,练 习,39,课堂教学,习题六实验室用右图的装置将CO2和CO进行分离和干燥.已知a、b均为活塞，试回答 (1)甲瓶中装的是 溶液，乙瓶中装的 是 溶液，分液漏斗中装的是 .(2)当CO2与CO的混和气体通过该装置时，先分离得到的是 ，活塞操作是 ；然后得到 ，活塞操作是 .,40,课堂教学,习题七已知高温下能发生 Si+C = SiC , 现有石英砂和碳粉的混和物 a mol , 在高温电炉中隔绝空气充分反应后，冷却得到 残留固体。 1）写出可能发生的反应的化学方程式 2）若石英与混和物的物质的量之比为 x (0x1),试讨论X的取值范围、残留固体成分和物质的量。,1/3,Si,a/3,1/4,SiC,a/4,1/3 1,Si SiO2,a(1-x)/2,a(3x-1)/2,1/4 1/3,Si SiC,SiC C,01/4,41,课堂教学,