碳、硅及其化合物(高考复习使用稿).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,非金属部分,碳、硅及其化合物（碳族）,高 三 总 复 习,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,碳及其化合物,石墨：,C,60,：,金刚石：,碳及其化合物,(,续,),H,2,CO,3,：,O,C,O,H,O,C,O,H,O,CO,2,：,(,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,),CH,4,：,H,H,H,H,C,(,正四面体,，属非极性分子，电子式要求,),CO,：,硅,及其化合物,二氧化硅,晶,体：,晶,体硅：,H,2,SiO,3,：,H,O,Si,O,H,O,SiH,4,：,H,H,H,H,Si,(,正四面体,，属非极性分子，电子式要求,),H,4,SiO,4,：,H,O,Si,O,H,H,O,O,H,硅,及其化合物,(,续,),碳与硅单质,碳,及其重要化合物之间的转化关系,Ca(HCO,3,),2,C,CH,4,CaCO,3,CO,2,CaC,2,HCOOH,CO,CS,2,C,2,H,4,C,2,H,2,SiC,H,2,C,2,O,4,H,2,CO,3,硅,及其重要化合物之间的转化关系,SiF,4,Si,Na,2,SiO,3,SiO,2,CaSiO,3,SiCl,4,SiH,4,H,2,SiO,3,碳元素及其化合物的转化,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,SiO,2,+2C,Si,+2CO,高温,如：,2Mg +CO,2,2MgO +C,点燃,3.,碳酸盐的性质规律,CaCO,3,考虑：,NaHCO,3,在溶于水或处于熔融状态（常压）时，都存在的离子是（）（已知碳酸氢钠的熔点高于其分解温度）,A.,B.,C.,D.,Na,+,H,+,HCO,3,-,CO,3,2-,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,Na,2,CO,3,NaHCO,3,);,如果碳酸正盐的溶解度小，则对应的酸式盐的溶解度较大（如,CaCO,3,Ca(HCO,3,),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。,4.,碳酸正盐与酸式盐的相互转化,例,1,在一定量饱和石灰水中通入,CO,2,，产生的白色沉淀与通入的,CO,2,的体积的关系如图。,沉淀质量,CO,2,体积,O,A,B,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,CO,2,和,Ca(OH),2,的物质的量之比为,3,）加热,B,处溶液，现象是,CO,2,+Ca(OH),2,=CaCO,3,+H,2,O,CO,2,+CaCO,3,+H,2,O=Ca(HCO,3,),2,1:1,产生白色浑浊,例,2:,现有,Na,2,CO,3,溶液,2mol/L500mL,、,HCl,溶液,2mol/L750mL.,若向,HCl,溶液中逐滴加,Na,2,CO,3,溶液，向,Na,2,CO,3,溶液中逐滴加,HCl,溶液，分别产生,CO,2,多少？,例,3,：某混合气体中可能含有,HCl,、,H,2,、,CO,、,CO,2,、,NH,3,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,H,2,SO,4,(,无现象,),；灼热的氧化铜,(,变红,),；无水,CuSO,4,(,变蓝,),。对该混合气体成分判断正确的是（）,A.,一定没有,CO,2,，肯定有,H,2,B.,一定有,CO,、,CO,2,和,H,2,O,C,.,一定有,HCl,、,H,2,和,CO,2,D.,可能有,CO,2,、,NH,3,和水蒸气,C,由此可见,先后滴入的次序不同,所得气体量不同,.,故可用,相互滴入法,来鉴别,Na,2,CO,3,和,HCl,两种无色溶液,.,想一想,:,如维持两种溶液浓度不变,Na,2,CO,3,溶液和,HCl,溶液均为,1L,结果又如何呢？,硅,元素,及其化合物的转化,1,、,SiO,2,是酸性氧化物；,2,、,SiO,2,具有弱的氧化性；,SiO,2,+2C=,Si,+2CO,高温,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,.,SiO,2,+H,2,O=H,2,SiO,3,2.,注重,CO,2,和,SiO,2,性质比较,试分析下列说法是否正确，说明理由。,1,、,SiO,2,高温时与,Na,2,CO,3,反应产生,CO,2,，将,CO,2,通入,Na,2,SiO,3,溶液中可产生,H,2,SiO,3,，说明,H,2,SiO,3,酸性有时比,H,2,CO,3,强，有时比,H,2,CO,3,弱？,2,、,SiO,2,既能与,NaOH,反应又能与,HF,反应。,3,、,NaOH,溶液、,Na,2,SiO,3,溶液和氢氟酸均不应装在玻璃瓶中。,NaOH,与,SiO,2,常温下的反应十分缓慢，所以,NaOH,溶液、,Na,2,SiO,3,溶液可以保存在玻璃瓶中，但不能用磨口的玻璃塞,SiO,2,与,HF,的反应是,SiO,2,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。,3.,碳族元素与人类健康,SiO,2,-,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。,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,KAlSi,3,O,8,（,1,）硅酸钠,Na,2,SiO,3,:,（,2,）高岭石,Al,2,(Si,2,O,5,)(OH),4,Al,2,O,3,2SiO,2,2H,2,O,K,2,O Al,2,O,3,6SiO,2,Na,2,O SiO,2,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，,H,2,O,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：,HNO,3,:,;HCOOH:,;,KAl,(SO,4,),2,12H,2,O,;,（,2,）已知在一定条件下，,Fe,在,Cl,2,中燃烧可以生成,Fe,3,Cl,8,它可以改写成,FeCl,2,2FeCl,3,。类似地碘与,Fe,在一定条件下可得到,Fe,3,I,8,，则它可以看作是,。,N,2,O,5,H,2,O,CO H,2,O,K,2,OAl,2,O,3,4SO,3,24H,2,O,3FeI,2,I,2,5.,硅酸盐工业,（以含硅物质为原料的材料制造）,例,某碳酸盐矿石，主要成分为,BaCO,3,另外有少量,CaCO,3,，现需要获得,BaCO,3,，,并尽可能降低钙含量。为此，查得有关溶解度数据如下表：,-,0 C,50 C,80 C,Ca,（,OH,）,2,0.173g,0.130g,0.094g,Ba,（,OH,）,2,1.64g,13.1g,101.5g,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,BaCO,3,煅烧,BaO,CaO,加热,H,2,O,Ba,(OH),2,Ca(OH),2,过滤,Ba,(OH),2,CO,2,过滤,例,2,下列试剂的保存正确的是（）,A,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,。,例,4,某碳酸盐矿石，主要成分为,BaCO,3,另外有少量,CaCO,3,，现需要获得,BaCO,3,，,并尽可能降低钙含量。为此，查得有关溶解度数据如下表：,-,0 C,50 C,80 C,Ca,（,OH,）,2,0.173g,0.130g,0.094g,Ba,（,OH,）,2,1.64g,13.1g,101.5g,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,BaCO,3,煅烧,BaO,CaO,加热,H,2,O,Ba,(OH),2,Ca(OH),2,过滤,Ba,(OH),2,CO,2,过滤,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,制玻璃,(,硅酸盐工业,),Na,2,CO,3,碱,能,酸性,H,2,CO,3,H,2,SiO,3,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,Na,2,SiO,3,A,可溶于水，,A,为,Na,2,CO,3,溶液显碱性,.,(3),能,酸性,H,2,CO,3,H,2,SiO3,例,6,工业上用生石灰与碳在,2700,o,C,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)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,CaC,2,+2H,2,O Ca(OH),2,+C,2,H,2,CaO,+3C CaC,2,+CO,高温,2:1,例,7,.,某溶液,A,可能含有等物质的量浓度的,SiO,3,2,、,CO,3,2,、,SO,3,2,、,S,2,、,AlO,2,、,Cl,、,PO,4,3,中的几种，现进行以下实验：,取,10mL A,溶液，往其中通入足量,CO,2,，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,(NO,3,),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,例,8,我国古代炼丹中经常使用红丹，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+4HNO,3,=PbO,2,+2Pb(NO,3,),2,+2H,2,O,(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,PbO,2,是,_,氧化物,.,+2,和,+4,价,Pb,3,O,4,碱性,酸性,例,9,海战中为了进行掩蔽，常喷放,SiCl,4,和液氨，形成很浓的烟幕。写出有关的化学方程式：,_.,_.,SiCl,4,+4H,2,O=H,4,SiO,4,+4HCl,HCl,+NH,3,=NH,4,Cl,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。把三硅酸镁,Mg,2,Si,3,O,8,nH,2,O,改写成氧化物的形式为,_,它中和胃酸的化学方程式是,_,2,MgO,3SiO,2,nH,2,O,Mg,2,Si,3,O,8,nH,2,O+4H,+,=2Mg,2+,+3SiO,2,+(n+2)H,2,O,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,CaSiO,3,和氢氟酸反应的化学方程式,_,C,3,N,4,CaSiO,3,+6HF=CaF,2,+SiF,4,+3H,2,O,例,12,在没有现成,CO,2,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,CO,2,气体发生装置,.,(1),应选用的仪器是,(,填入编号,),.,(2),若用上面已装配好的实验装置制取,CO,2,气体，而实验室只有稀,H,2,SO,4,、浓,HNO,3,、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,.,习题一,往下列溶液中通入,CO,2,，直至过量，整个过程中始终没有沉淀出现的是（）,A,、,FeCl,2,B,、,Ca(NO,3,),2,C,、饱和,Na,2,CO,3,D,、,Na,2,SiO,3,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（）,A,Cl,2,B,CO C,CO,2,D,N,2,AB,CD,练,习,课堂巩固练习,习题三,将镁粉与石英砂混合強热，将反应后的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。,Mg,2,Si +4HCl =2MgCl,2,+SiH,4,SiH,4,+2 O,2,=2H,2,O +SiO,2,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。,SiO,2,+2Mg =,Si,+2MgO,2Mg +,Si,=Mg,2,Si,练,习,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为,。,练,习,习题六,实验室用右图的装置将,CO,2,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,CO,2,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,.,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(0 x1),试讨论,X,的取值范围、残留固体成分和物质的量。,编号,1,2,3,4,5,X,值,残留固体,成分,mol,高温,高温,SiO,2,+2C=,Si,+CO,Si,+C =,SiC,1/3,Si,a/3,1/4,SiC,a/4,1/3 1,Si,SiO,2,a(1-x)/2,a(3x-1)/2,1/4 1/3,Si SiC,SiC,C,01/4,