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1第四章复习教案【考纲点击】1．了解C、Si元素单质及其重要化合物的主要性质及应用．2．了解C、Si元素单质及其重要化合物对环境质量的影响．【考情播报】1．以新材料、新技术为背景，考查C、Si及其重要化合物的性质及应用．2．以实验探究题、框图推断题考查C、Si元素单质及其化合物知识的综合应用．3．结合硅的工业生产考查硅及其重要化合物的性质以及一些基本理论、基本概念.1．物理性质及用途碳硅存在形态物理性质金刚石：石墨：灰黑色固体，有金属光泽，有脆性用途用作切割刀具，用作电极、铅笔芯材料和合金材料2．化学性质碳、硅在参加的化学反应中，一般表现还原性．(1)碳①与O2反应2氧足量：，氧不足：.②与氧化物反应碳与SiO2反应的化学方程式为：碳与H2O反应的化学方程式为：③与强氧化性酸反应C和浓H2SO4反应的化学方程式为：_______C和浓HNO3反应的化学方程式为：_______________(2)硅①与非金属反应硅和O2反应的化学方程式为：，硅和Cl2反应的化学方程式为：，硅和F2反应的化学方程式为：.②与氢氟酸反应化学方程式为：.碳、硅元素单质的特性1．一般情况下，非金属元素单质，熔沸点低，硬度小，但硅、金刚石熔沸点高，硬度大，其中金刚石为硬度最大的物质．2．一般情况下，非金属元素单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体．3．一般情况下，较强氧化剂＋较强还原剂―→较弱氧化剂＋较弱还原剂，而碳却还原出比它更强的还原剂：SiO2＋2CSi＋2CO↑，FeO＋CFe＋CO↑.4．硅为非金属，却可以和强碱反应，放出氢气：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑.5．一般情况下，较活泼金属＋酸―→盐＋氢气，然而Si是非金属，却能与氢氟酸发生反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑.硅是非金属元素，但是从硅单质具有金属光泽，硅是半导体，能与碱溶液反应放出H2等可以看出，硅表现出某些金属性．1．下列关于硅的说法中，不正确的是()3A．硅是非金属元素，晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体B．硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应D．加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应1．一氧化碳CO是无色无味的有毒气体，不溶于水，可用作气体燃料和冶金工业的(1)燃烧的化学方程式为：·(2)还原CuO的化学方程式为：2．二氧化碳和二氧化硅二氧化碳二氧化硅类别均为氧化物结构特点由二氧化碳分子构成由氧原子与硅原子构成结构物理性质熔点和沸点低、可溶于水坚硬难熔的固体、不溶于水化学性质与碱(如NaOH)溶液反应与CaO反应4与HF的反应与Na2CO3反应用途制饮料、制碳酸盐光导纤维、光学仪器、电子部件CO2与NaOH溶液反应产物的判断1.反应原理CO2不足：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2OCO2过量：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2OCO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3即CO2＋NaOH===NaHCO32.产物判断n(CO2)/n(NaOH)低温蒸干所得物质1/2NaOH、Na2CO3＝1/2Na2CO31/2～1Na2CO3、NaHCO3≥1NaHCO3用数轴表示为：5该类问题分析的方法思路为：首先确定CO2和NaOH的物质的量之比，然后再根据比例判断产物，同时还要注意守恒法和极值法的应用．2．关于二氧化硅，下列叙述不正确的是()A．水晶的主要成分是二氧化硅B．二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差别C．二氧化硅不溶于水，也不能跟水反应生成酸D．二氧化硅是一种酸性氧化物，它不跟任何酸起反应3．用1L1.0mol/LNaOH溶液吸收0.8molCO2，所得溶液中与的物质的量浓度之比约是()A．1∶3B．1∶2C．2∶3D．3∶21．硅酸(1)物理性质：溶于水．(2)化学性质①弱酸性硅酸是一种很弱的酸，酸性比碳酸．与NaOH溶液反应的化学方程式为：②不稳定性受热易分解，化学方程式为：(3)制备及用途可溶性硅酸盐溶液与其他酸溶液反应可制得硅酸．如硅酸钠溶液与盐酸反应，其离子方程式为：.硅胶可用作、的载体．2．硅酸盐6(1)硅酸盐由组成的化合物的总称．硅酸盐结构复杂，大多，化学性质．(2)硅酸钠硅酸钠可溶于水，其水溶液俗称，是无色黏稠液体，常用于制备和等．3．无机非金属材料(1)硅酸盐材料水泥玻璃陶瓷生产原料主要设备陶瓷窑(2)特殊功能的含硅物质①具有金刚石结构，可用作磨料．②含硅元素4%的硅钢具有性．③硅橡胶具有的性质．④分子筛(具有均匀微孔结构的铝硅酸盐)主要用作和．硅酸盐组成的表示方法1．表示形式硅酸盐种类繁多，结构复杂，通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式来表示其组成，如：硅酸钠(Na2SiO3)：Na2O·SiO2，正长石(KAlSi3O8)：K2O·Al2O3·6SiO2.2．书写方法(1)根据组成元素写成氧化物的形式；(2)根据原子守恒及原子个数比例配置系数；(3)按活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水的顺序书写．7注意：氧化物之间以“·”隔开，系数出现分数的要化为整数．硅酸盐的组成用氧化物来表示，但实际上硅酸盐并不是以简单氧化物形式存在．4．世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：“中国至少在距今3000年以前就已经使用玻璃了．”下列关于普通玻璃的叙述中，正确的是A．它是人类最早使用的硅酸盐材料B．制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英C．它在加热熔化时有固定的熔点D．无色玻璃是纯净物5．月球上有丰富的绿柱石(绿宝石)矿藏，其主要化学成分为BenAl2(Si6O18)，也可用氧化物形式表示为nBeO·Al2O3·6SiO2，其n的值为A．1B．2C．3D．4[例1](2008·广东高考)硅单质及其化合物应用范围很广．请回答下列问题：(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅．三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式________________________________.②整个制备过程必须严格控制无水无氧．SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式__________________________________；H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是_____________________________________________.(2)下列有关硅材料的说法正确的是________(填字母)．A．碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥B．氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承8C．高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维D．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英制成的，其熔点很高E．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃．取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡．写出实验现象并给予解释：__________________________________________________.[思路点拨]解答本题的关键有以下几点：(1)应用质量守恒、电子守恒书写、配平化学方程式．(2)明确硅及其化合物的重要性质和应用．(3)灵活应用盐类水解的原理解答问题．常见含硅材料的应用(1)硅单质：硅太阳能电池、计算机芯片、半导体晶体管等．(2)二氧化硅：石英钟表、水晶镜片、玛瑙饰物、光导纤维等．(3)硅酸盐材料：水泥、玻璃、陶瓷等.[例2](2009·广州调研)向0.50L0.3mol/L的NaOH溶液中缓慢通入CO2气体至溶液增重4.4g，下列说法正确的是（）A．增重的4.4g为参加反应的CO2的质量B．溶质为Na2CO3C．溶质为Na2CO3、NaHCO3D．低温蒸干溶液，所得固体的质量为：原溶液中NaOH的质量＋4.4g[思路点拨]解答本题要注意以下两点：(1)根据氢氧化钠和CO2的物质的量比确定产物．(2)应用守恒法分析质量的变化．硅酸盐的组成探究硅酸盐在日常生产、生活中有着广泛的应用，其组成、结构复杂，但性能优异．为了更好地发挥硅酸盐在各行各业中的作用，实验分析其组成、结构，进一步了解其性能成为了研究领域的热门．这类题目在考试中也将有逐渐增加的趋势．(2009·扬州模拟)江苏东海有蛭石．蛭石为一种层状结构的含镁的水铝硅酸盐，是黑云母等天然矿物风化蚀变的产物，因为其受热膨胀时呈挠曲状，形态酷似水蛭，故此得名蛭石．膨化后的蛭石呈颗粒状，有隔热、耐冻、抗菌、防火、吸声等优异性能，但不耐酸．(1)某硅酸盐矿石的组成可以看作SiO2中有1/3的Si被Al置换，再由K平衡其9电荷形成的．该矿石得组成以氧化物的形式表示为________________________________．(2)某校研究性学习小组取得了某种牌号的膨化蛭石样品，其成分可以用氧化物(MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2、H2O)的形式表示．为研究蛭石的组成，拟进行实验探究，实验流程及相关数据如下：①固体A的化学式是____________________________________________．②固体F的物质的量是__________________________________________．③通过计算，给出用氧化物的形式表示某种膨化蛭石组成的化学式______________________________________1．(2009·广东高考)下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是()①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料A．①②B．②③C．①④D．③④2．(2010·重庆联考)下列关于SiO2和CO2的叙述中不正确的是()A．都是共价化合物B．都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应C．都能溶于水且与水反应生成相应的酸D．SiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨3．高岭土的组成可表示为Al2Si2Ox(OH)y，其中x、y的数值分别为（）A．7、2B．5、4C．6、3D．3、64．以氮化硅(Si3N4)和氧化铝(Al2O3)为原料，采用高压烧结或热压工艺制备赛伦(Sialan)．赛伦的化学通式为Si6－xAlxOxN8－x，以耐高温、高强度、超硬度、耐磨损、10抗腐蚀等性能为主要特征，因此，在冶金、机械、光学、医学等领域有重要应用．它属于（）A．金属材料B．有机高分子材料C．新型无机非金属材料D．无机高分子材料5．A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转化关系如下图所示．A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质．请填空：(1)形成单质A的原子的结构示意图为________，它的最高化合价为________．(2)B的化学式(分子式)为________，B和碳反应生成A和E的化学方程式是________________________________________________________．(3)C的化学式(分子式)为________，D的化学式(分子式)为________．6．含A元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料——光导纤维，C与烧碱反应生成含A元素的化合物D.(1)在元素周期表中，A位于第______________族，与A同族但相对原子质量比A小的元素B的原子结构示意图为____________，A与B在原子的电子层结构上的相同点是_______________________________________________________________________(2)易与C发生化学反应的酸是__________，反应的化学方程式是_______________________________________．(3)将C与纯碱混合，高温熔融时也发生化学反应生成D，同时还生成B的最高价氧化物E；将全部的E与全