高考化學(xué) 專題十四 碳、硅及其化合物 無(wú)機(jī)非金屬材料課件.ppt

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碳、硅的單質(zhì),1.碳、硅的存在形態(tài) （1）碳在自然界既有_____態(tài)又有_____態(tài)。碳的同素異形體有_______、______、無(wú)定形碳、C60等。 （2）硅在地殼中的含量占第二位，僅次于___，全部以______態(tài)存在，是一種親___元素，單質(zhì)硅有_____和_______兩種。,化合,金剛石,石墨,氧,化合,氧,晶體,無(wú)定形,游離,2.碳、硅單質(zhì)的結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)與用途的比較,空間網(wǎng)狀,軟,高,石墨,半導(dǎo)體,3.碳、硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì),（2）,Si＋2F2===SiF4,Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑,4.硅的工業(yè)制法,二氧化碳 焦炭,SiO2+2C Si+2CO,抓住一個(gè)“反?！薄€原性強(qiáng)弱規(guī)律的“反?！?一般情況下單質(zhì)硅的還原性比單質(zhì)碳強(qiáng)，但在SiO2＋2C Si＋2CO↑反應(yīng)中，C作還原劑，SiO2中硅原子得電子，而失電子的能力SiC。這反常情況可從化學(xué)平衡的角度理解，由于產(chǎn)物CO為氣體，能及時(shí)離開(kāi)反應(yīng)體系降低了生成物的濃度，促使反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行。,碳、硅的氧化物,1.CO的性質(zhì) （1）物理性質(zhì)：無(wú)色無(wú)味的氣體，難溶于水，能使人中毒的原因是：與人體中___________相結(jié)合，因缺氧而中毒。 （2）化學(xué)性質(zhì) ①可燃性：___________________ ②還原性：CO還原Fe2O3的反應(yīng)Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2。 2.CO2與SiO2的比較 （1）物理性質(zhì) ①熔沸點(diǎn)：CO2的熔沸點(diǎn)比SiO2的熔沸點(diǎn)低。 ②溶解性：CO2可溶于水；SiO2不溶于水。,血紅蛋白,（2）二氧化碳與二氧化硅化學(xué)性質(zhì)比較,SiO2＋,4HF===SiF4↑＋2H2O,CO2＋2NaOH===,Na2CO3＋H2O,或CO2,＋NaOH===NaHCO3,SiO2＋2NaOH,===Na2SiO3＋H2O,CO2＋Na2CO3＋,H2O===2NaHCO3,（3）主要用途 CO2：化工原料、滅火劑，干冰用作制冷劑、人工降雨。 SiO2：制光學(xué)儀器、石英玻璃，水晶可制作飾品，常用來(lái)制造通訊材料__________。,光導(dǎo)纖維,[易錯(cuò)警示] 1.不要混淆硅和二氧化硅的用途： 用作半導(dǎo)體材料的是晶體硅而不是SiO2，用于制作光導(dǎo)纖維的是SiO2而不是硅。 2.不要混淆常見(jiàn)含硅物質(zhì)的成分： （1）計(jì)算機(jī)芯片的成分是晶體硅而不是SiO2。 （2）水晶、石英、瑪瑙等主要成分是SiO2，而不是硅酸鹽。 （3）傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料陶瓷、水泥、玻璃的主要成分是硅酸鹽。,硅酸、硅酸鹽、無(wú)機(jī)非金屬材料,1.硅酸 （1）物理性質(zhì)：____溶于水。 （2）化學(xué)性質(zhì),不,H2SiO3+2OH-===SiO32-+2H2O,H2SiO3 SiO2+H2O,（3）用途：硅膠可用作________、催化劑的載體等。,干燥劑,2.硅酸鹽 （1）由硅、氧和金屬元素組成化合物的總稱，是構(gòu)成地殼巖石的主要成分。 （2）硅酸鈉 Na2SiO3＋CO2＋H2O===_________________ 硅酸鈉水溶液俗稱________，是無(wú)色黏稠液體，常用于制備_______、防腐劑、耐火材料。,Na2CO3＋H2SiO3↓,水玻璃,黏合劑,3.無(wú)機(jī)非金屬材料 （1）傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料,（2）新型無(wú)機(jī)非金屬材料 如高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、_________、__________、光導(dǎo)纖維等。,生物陶瓷 壓電陶瓷,要點(diǎn)一 硅及其化合物的特殊性質(zhì),解析 碳酸酸性比硅酸強(qiáng)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；CO2和SiO2屬不同類型晶體，在物理性質(zhì)方面有很大差異，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；SiO2能與氫氟酸反應(yīng)沒(méi)有生成鹽，并不能說(shuō)明它具有兩性，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；SiO2雖屬于酸性氧化物，但不能直接與H2O反應(yīng)生成H2SiO3，D項(xiàng)正確。 答案 D,【借題發(fā)揮】 1.兩性物質(zhì)是既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)且生成鹽和水的物質(zhì)，如Al2O3，Al（OH）3等，而SiO2、Si、Al都不是兩性物質(zhì)。 2.強(qiáng)酸制弱酸的反應(yīng)規(guī)律適用于在溶液中的反應(yīng)，而該反應(yīng)是在高溫狀態(tài)下進(jìn)行的，不能根據(jù)該規(guī)律判斷。,要點(diǎn)二 硅酸鹽的表示方法及無(wú)機(jī)非金屬材料分類,1.硅酸鹽的表示方法 硅酸鹽的種類很多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其組成的表示方法有兩種： （1）鹽化學(xué)式法 如：硅酸鈉Na2SiO3，硅酸鈣CaSiO3等。此法一般用于表示組成簡(jiǎn)單的硅酸鹽。,（2）氧化物法 如：黏土：Al2O32SiO22H2O 石棉：CaO2MgO4SiO2 云母：K2O 3Al2O36SiO22H2O 滑石：3MgO4SiO2H2O 鉀長(zhǎng)石：K2OAl2O36SiO2 此法一般用于表示組成復(fù)雜的硅酸鹽。其氧化物的順序?yàn)椋夯顫娊饘傺趸铩^活潑金屬氧化物→二氧化硅→水,【典例示范2】 漢代器物上的顏料“漢紫”至今尚沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其自然存在的記載。20世紀(jì)80年代科學(xué)家進(jìn)行超導(dǎo)材料研究時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)其成分為紫色的硅酸銅鋇（化學(xué)式：BaCuSi2Ox，Cu為＋2價(jià)），下列有關(guān)“漢紫”的說(shuō)法中不正確的是（ ） A.用鹽的形式表示：BaSiO3CuSiO3 B.用氧化的形式表示：BaOCuO2SiO2 C.易溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿 D.性質(zhì)穩(wěn)定，不易褪色,解析 “漢紫”能穩(wěn)定存在至今，說(shuō)明其性質(zhì)穩(wěn)定，不易褪色，不易與酸、堿反應(yīng)。“漢紫”中Ba為＋2價(jià)，Cu為＋2價(jià)，Si為＋4價(jià)，則x＝6。 答案 C,【借題發(fā)揮】 氧化物前系數(shù)配置原則：除氧元素外，其他元素按配置前后原子個(gè)數(shù)守恒原則配置系數(shù)。 注意事項(xiàng)：①氧化物之間以“”隔開(kāi)；②系數(shù)配置出現(xiàn)分?jǐn)?shù)應(yīng)化為整數(shù)。,要點(diǎn)三 CO2與堿溶液反應(yīng)產(chǎn)物的判斷,1.反應(yīng)順序的判斷 當(dāng)有多種組分與一種物質(zhì)反應(yīng)時(shí)，判斷反應(yīng)順序的方法：先假設(shè)與其中的一種組分反應(yīng)，若產(chǎn)物還能與另一種組分反應(yīng)，則假設(shè)錯(cuò)誤。如： 將CO2通入KOH、Ba（OH）2混合溶液中，假設(shè)CO2先與KOH反應(yīng)，則生成的K2CO3會(huì)與Ba（OH）2繼續(xù)反應(yīng)生成BaCO3，故假設(shè)錯(cuò)誤，應(yīng)該是CO2先與Ba（OH）2反應(yīng)。,（2）反應(yīng)后溶質(zhì)成分的判斷 Ⅰ.2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O Ⅱ.Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3 當(dāng)n（OH－）∶n（CO2）的值不同時(shí)產(chǎn)物如下：,答案 B,