2019-2020年高中化學(xué)（大綱版）第一冊(cè) 第七章 碳族元素 無(wú)機(jī)非金屬材料 第一節(jié)碳族元素(備課資料).doc

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2019-2020年高中化學(xué)（大綱版）第一冊(cè) 第七章 碳族元素 無(wú)機(jī)非金屬材料 第一節(jié)碳族元素(備課資料) 1.為什么用馬口鐵制罐頭盒？ 錫的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易被腐蝕。人們常把錫鍍?cè)阼F皮外面，以防止鐵皮的銹蝕。這種穿了錫“衣服”的鐵皮，就是大家熟知的“馬口鐵”。1噸錫可以覆蓋7000多平方米的鐵片，因此，馬口鐵很普通，也很便宜。馬口鐵最大的“主顧”是罐頭工業(yè)。如果注意保護(hù)，馬口鐵可使用十多年而保持不銹。但是，一旦不小心碰破了錫的“衣服”，鐵片便很快被銹蝕（電化學(xué)腐蝕），沒(méi)多久，整張馬口鐵便布滿(mǎn)紅棕色的鐵銹斑。所以，在使用馬口鐵時(shí)，應(yīng)注意切勿使錫層破損，也不要使它受潮受熱。解放前，由于帝國(guó)主義的侵略，我國(guó)連馬口鐵都得依賴(lài)外國(guó)進(jìn)口。“馬口鐵”這個(gè)名字，最初便是由于它是從西藏阿里部馬口地方輸入（英國(guó)經(jīng)印度從馬口輸入）而得名的。 2.半導(dǎo)體材料的用途 物質(zhì)的電阻率介于導(dǎo)體和絕緣體之間（電阻率在10－3~108歐姆厘米之間）時(shí)，為半導(dǎo)體。 半導(dǎo)體材料可以制造出具有各種功能的半導(dǎo)體器件來(lái)取代真空管用來(lái)整流、檢波、放大，并有縮小電子設(shè)備體積，減輕重量、延長(zhǎng)壽命、耐沖擊、效率高和可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。用半導(dǎo)體材料制成的集成電路還可以將成千上萬(wàn)個(gè)分立的晶體管、電阻、電容等電子元件融為一體，使上述優(yōu)點(diǎn)得到進(jìn)一步發(fā)揮。廣泛應(yīng)用于通訊、電訊、電子計(jì)算機(jī)中。另外，超純硅對(duì)紅外光有很高的透過(guò)能力，可以用以制作紅外聚焦透鏡，對(duì)紅外輻射目標(biāo)進(jìn)行夜間跟蹤、照像、追擊。利用半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力隨溫度的升高或光線的照射而有顯著的增大的特性，可以做成自動(dòng)控制用的熱敏元件（如熱敏電阻等）和光敏元件。半導(dǎo)體材料是制作太陽(yáng)能電池的主要材料。半導(dǎo)體材料還可制成激光二極管，用于激光通訊，測(cè)距和空間導(dǎo)航等方面。 3.C60的超導(dǎo)性 1991年，赫巴德（Hebard）等首先提出摻鉀C60具有超導(dǎo)性，超導(dǎo)起始溫度為18 K，打破了有機(jī)超導(dǎo)體（Et）2Cu〔N（CN）2〕Cl超導(dǎo)起始溫度為12.8 K的紀(jì)錄。不久又制備出Rb3C60的超導(dǎo)體，超導(dǎo)體起始溫度為29 K。下表列出了已合成的各種摻雜C60的超導(dǎo)體和超導(dǎo)起始溫度，說(shuō)明摻雜C60的超導(dǎo)體已進(jìn)入高溫超導(dǎo)體的行列。我國(guó)在這方面的研究也很有成就，北京大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院物理所合作，成功地合成了K3C60和Rb3C60導(dǎo)體，超導(dǎo)起始溫度分別為8 K和28 K。有科學(xué)工作者預(yù)言，如果摻雜C240和摻雜C540，有可能合成出具有更高超導(dǎo)起始溫度的超導(dǎo)體。 A3C60的超導(dǎo)起始溫度（Tc） （A：K、Rb、Cs） 4.溫室效應(yīng) 當(dāng)太陽(yáng)輻射能到達(dá)地球表面時(shí)，地球大氣層中的CO2和水蒸氣等在允許太陽(yáng)能透過(guò)并到達(dá)地面的同時(shí)，既吸收太陽(yáng)和地球的長(zhǎng)波輻射，也把部分長(zhǎng)波輻射能反射回地球表面，使地球表面溫度升高，這猶如在地球上空鑲上了“玻璃層”，“玻璃層”允許太陽(yáng)輻射能透過(guò)，但卻阻止地面熱量散發(fā)，致使地面溫度上升，這種作用叫做“溫室效應(yīng)”?！皽厥倚?yīng)”的積極作用是控制地球表面溫度，適合于動(dòng)植物的生存繁衍，是人類(lèi)賴(lài)以生存的必要條件。但是由于地球人口激增，現(xiàn)代工業(yè)大量燃燒礦物燃料，使大氣中二氧化碳不斷增加，致使二氧化碳吸收及反射回地面的長(zhǎng)波輻射能增多引起地面氣溫上升，因而造成“溫室效應(yīng)”加劇。由于人口的激增導(dǎo)致人類(lèi)以驚人的速度和規(guī)模砍伐森林，森林的大面積被毀，使得它原有的涵養(yǎng)水源、防止水土流失、調(diào)節(jié)氣溫等方面作用減弱。本來(lái)進(jìn)入大氣中的CO2約有2/3的量可被植物吸收，但是由于森林面積急劇減少，致使森林吸收CO2的量及送入大氣中的O2的量均顯著下降，這是導(dǎo)致“溫室效應(yīng)”加劇的另一個(gè)重要原因。 “溫室效應(yīng)”加劇導(dǎo)致地球表面溫度上升，因而地球兩極冰山和冰川開(kāi)始融化，會(huì)使海平面上升，最終上漲的海洋可能會(huì)淹沒(méi)沿海城市和農(nóng)田。氣候變暖也會(huì)引起海洋溫度升高，將促使強(qiáng)烈的熱帶風(fēng)暴形成。全球氣候的變化，必將破壞生態(tài)平衡，給人類(lèi)帶來(lái)災(zāi)難?？刂啤皽厥倚?yīng)”加劇必須采取的措施是：①控制礦物燃料的燃燒，合理開(kāi)發(fā)、合理利用燃料，尋找新能源如太陽(yáng)能、生物能、地?zé)岬纫詼p少二氧化碳的排放。②保護(hù)森林、保護(hù)植被，禁止亂砍濫伐，植樹(shù)造林，利用森林涵養(yǎng)水源，調(diào)節(jié)氣溫。③控制人口激增，盡快恢復(fù)正常循環(huán)。 5.一氧化碳和二氧化碳的比較 氧化物 CO CO2 物理性質(zhì) 無(wú)色、無(wú)味氣體，難溶于水 無(wú)色略帶酸味氣體，無(wú)毒能溶于水固態(tài)時(shí)俗稱(chēng)干冰 化學(xué)性質(zhì) ①可燃性②還原性（與Fe2O3、CuO、H2O反應(yīng)）③不成鹽氧化物 ①不能燃燒②氧化性（與C、Mg的反應(yīng)）③酸性氧化物 實(shí)驗(yàn)室制法 略 CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O 收集方法 排水法 向上排空氣法 檢驗(yàn)方法 點(diǎn)燃后再在火焰上面罩上沾有澄清石灰水的燒杯，出現(xiàn)渾濁 使澄清的石灰水渾濁 工業(yè)制法 C+H2OCO+H2 CaCO3CaO+CO2↑ ●綜合能力訓(xùn)練題 1.CO2通入下列溶液中，不可能產(chǎn)生沉淀的是 A.CaCl2溶液 B.石灰水 C.飽和Na2CO3溶液 D.Na2SiO3溶液 解析：A項(xiàng)，CO2與CaCl2溶液不反應(yīng)；B、C項(xiàng)的情況中都有沉淀生成：B中CO2+Ca（OH）2====CaCO3↓+H2O;C中：CO2+H2O+Na2CO3（飽和）====2NaHCO3↓;D項(xiàng)：因?yàn)樘妓崴嵝詮?qiáng)于硅酸，所以CO2通入Na2SiO3溶液會(huì)發(fā)生反應(yīng)，生成白色膠狀沉淀H4SiO4：Na2SiO3+CO2+2H2O====H4SiO4↓+Na2CO3。 答案：A 2.密陀僧是一氧化鉛，加熱時(shí)，它可與碳反應(yīng)如下：PbO+CPb+CO↑ 2PbO+C2Pb+CO2↑，為了證明密陀僧中含有氧元素，有位同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下：將密陀僧與一定量的碳混合加熱，在實(shí)驗(yàn)前后及過(guò)程中均通入氮?dú)?，試回答? （1）為了使實(shí)驗(yàn)成功，混合物中碳的含量應(yīng)（“較多”或“較少”）___________，原因_______________。 （2）該實(shí)驗(yàn)以干燥的N2代替空氣作為反應(yīng)環(huán)境，設(shè)計(jì)人考慮的可能原因是___________。 （3）為證明密陀僧中含有氧元素，應(yīng)將產(chǎn)生的氣體通入_______________。 答案：（1）較少 若太多則均生成CO，無(wú)法用后面的通入澄清石灰水來(lái)證明氧元素存在 （2）防止空氣中O2與C反應(yīng)生成CO2 （3）澄清石灰水 3.向碳酸鈉的濃溶液中逐滴加入稀鹽酸，直到不再生成二氧化碳?xì)怏w為止。則在此過(guò)程中，溶液的碳酸氫根離子濃度變化趨勢(shì)可能是 A.逐漸減小 B.逐漸增大 C.先逐漸增大，而后減小 D.先逐漸減小，而后增大 試用化學(xué)方程式和簡(jiǎn)要文字表述其理由______________________。 解析：往Na2CO3溶液中滴加鹽酸，開(kāi)始發(fā)生的反應(yīng)為CO+H+====HCO,HCO濃度增大；生成的HCO繼續(xù)反應(yīng)HCO+H+====CO2↑+H2O，HCO濃度減小，審此題時(shí)，一定要抓住題示信息中的“Na2CO3濃溶液”“逐滴加入稀鹽酸”來(lái)理解題意。 答案：C 首先，Na2CO3====2Na++CO，CO+H+====HCO，所以溶液中的HCO的濃度逐漸增大。而后，因?yàn)镠CO+H+====CO2↑+H2O，所以溶液中的HCO濃度逐漸減小。 4.在沒(méi)有現(xiàn)成CO2氣體發(fā)生器的情況下，請(qǐng)你選用下圖中部分儀器裝配成一個(gè)簡(jiǎn)易的、能隨開(kāi)隨用、隨關(guān)隨停的CO2氣體發(fā)生裝置。 （1）應(yīng)選用的儀器是（填入編號(hào)）__________。 （2）若用上述裝置制取CO2氣體，而實(shí)驗(yàn)室只有稀H2SO4、濃HNO3、水、塊狀純堿和塊狀大理石，應(yīng)選用的藥品是_____________。 答案：（1）a、c、d、e （2）濃HNO3、水、塊狀大理石