第一节无机非金属材料的主角

1课题第一节无机非金属材料的主角——硅考纲标准1.了解碳、硅单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解碳、硅单质及其重要化合物对环境质量的影响。3.了解常见无机非金属材料的性质和用途基础知识回顾一、C、Si单质性质及其用途的比较。1.物理性质2.化学性质(1)碳单质的化学性质——还原性①与O2反应：O2不足：2C+O22CO；O2充足：C+O2CO2②与其他物质反应：a.与CuO反应：2CuO+C2Cu+CO2↑(可用于某些金属的冶炼)；b.与CO2反应：CO2+C2CO；c.与水蒸气反应：C+H2O(g)CO+H2(用于生产水煤气)；d.与浓硫酸反应：C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。(2)硅的化学性质——还原性点燃点燃△高温高温△2①与氢氟酸反应：Si+4HF====SiF4↑+2H2↑；②与NaOH溶液反应：Si+2NaOH+H2O=====Na2SiO3+2H2↑;③与O2反应：Si+O2SiO2。二、CO2和SiO2的比较3、硅酸及硅酸盐（1）硅酸①物理性质：与一般的无机含氧酸不同，硅酸难溶于水。⑵化学性质：a.弱酸性：是二元弱酸，酸性比碳酸弱，与NaOH溶液反应的化学方程式为：H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2O。b.不稳定性：受热易分解，化学方程式为：H2SiO3△H2O+SiO2。⑶制备：通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得，如Na2SiO3溶液与盐酸反应：Na2SiO3+2HCl==H2SiO3↓+2NaCl⑷用途：硅胶可用作干燥剂、催化剂的载体等。2、硅酸盐⑴硅酸盐：硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。⑵硅酸钠：硅酸钠溶液俗称水玻璃，是无色黏稠液体，常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。⑶硅酸盐组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成：如硅酸钠（Na2SiO3）可表示为Na2O·SiO2。长石（KAlSi3O8）可表示为K2O·Al2O3·6SiO2。（注意：硅酸盐写法与氧化物写法中各元素的化合价保持不变，原子个数比相等；表示顺序一般为：活泼金属的氧化物·较活泼金属的氧化物·二氧化硅·水。三、常见无极非金属材料及其主要用途1.传统的无极非金属材料硅酸盐材料是传统的无机非金属材料：玻璃、水泥、各种陶瓷等都是以黏土、石英和长石等为△3原料生产的硅酸盐制品，比较如下(2)主要用途陶瓷、玻璃、水泥是主要建材，也广泛应用于生活中。2.特殊功能的含硅物质(1)碳化硅具有金刚石结构，可用作磨料。(2)含硅元素4%的硅钢具有导磁性。(3)硅橡胶具有既耐高温又耐低温的性质。典型例题解析【典例1】某氧化物不溶于水，溶于熔化的NaOH中，生成易溶于水的化合物，向稀盐酸中滴加所生成化合物的水溶液，立即有白色沉淀产生，则原氧化物是()A．Al2O3B．MgOC．SiO2D．Fe2O3[解析]能与NaOH反应的氧化物有Al2O3、SiO2，生成物分别为NaAlO2和Na2SiO3，但由于题目中是向稀盐酸中加所生成化合物的水溶液，即盐酸过量，NaAlO2与过量盐酸反应生成AlCl3，无沉淀，Na2SiO3与盐酸反应生成H2SiO3白色沉淀，故选C。【典例2】下列说法正确的是()A．将CO2通入CaCl2溶液或饱和Na2CO3溶液均有白色沉淀生成B．某溶液中加入Ba(OH)2溶液中有白色沉淀，说明可能有CO2－3不可能含有HCO－3C．在标准状况下将2.24LCO2通入100mL1.0mol/L的NaOH溶液中充分反应，其反应的离子方程式为：CO2＋2OH－===CO2－3＋H2OD．NaHCO3溶液和Na2CO3溶液可以用CaCl2溶液鉴别[答案]D[解析]A项CO2与CaCl2不反应，无现象，与饱和Na2CO3溶液反应生成溶解度更小的NaHCO3，从而析出沉淀；B项溶液中可能含CO2－3，也可能含有HCO－3、SO2－3、HSO－3，B错；C项中n(CO2)∶n(NaOH)＝1∶1，反应应该为CO2＋OH－===HCO－3，C错；D项，CaCl2与NaHCO3不反应，与Na2CO3反应生成CaCO3白色沉淀，D项正确。高考模拟训练1、（2012·江苏高考·13）下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是4选项实验操作实验现象结论A向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl溶液和CuSO4溶液均有固体析出蛋白质均发生变性B向溶液中先滴加稀硝酸，再滴加Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀溶液X中一定含有SO42－C向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体出现白色沉淀H2SiO3的酸性比H2CO3强D向浓度均为0.1mol·L－1NaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液出现黄色沉淀Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI)【参考答案】D【解析】选D。选项具体分析结论A蛋白质中加入轻金属盐发生盐析，加入重金属盐发生变性错误B若溶液中含有SO2—3（不含SO2—4），加入稀硝酸SO2—3被氧化为SO2—4，也会产生硫酸钡白色沉淀错误C硅酸钠溶液中通二氧化碳产生的白色沉淀为硅酸，根据强酸制弱酸，说明碳酸的酸性比硅酸强错误DCl—、I—物质的量浓度相同，氯化银、碘化银为同类型化合物，出现的黄色沉淀为碘化银，说明碘化银溶度积小正确2、（2012·海南高考·1）化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是A．CO2属于大气污染物B．酸雨是pH小于7的雨水C．CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成D．大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧【解析】CO2不属于大气污染物，酸雨pH5.6。【答案】D12、（2012·重庆高考·26）（15分）（15分）金刚石、SiC具有优良的耐磨、耐腐蚀特性，应用广5泛。(1)碳与周期元素Q的单质化合仅能生成两种常见气态化合物，其中一种化合物H为非极性分子，碳元素在周期表中的位置是，Q是，R的电子式为。（2）一定条件下，Na还原CCl4可制备金刚石，反应结束冷却至室温后，回收中CCl4的实验操作名称为，除去粗产品中少量钠的试剂为.（3）碳还原SiO2制SiC，其粗产品中杂质为Si和SiO2。先将20.0gSiC粗产品加入到过量的NaOH溶液中充分反应，收集到0.1mol氢气，过滤得SiC固体11.4g，滤液稀释到1L。生成氢气的离子方程式为，硅盐酸的物质量浓度为。（4）下列叙述正确的有（填序号）。①Na还原CCl4的反应、Cl2与H2O的反应均是置换反应②水晶、干冰熔化时克服粒子间作用力的类型相同③Na2SiO3溶液与SO3的反应可用于推断Si与S的非金属性强弱④钠、锂分别在空气中燃烧，生成的氧化物中阴阳离子数目比均为1:2【解题指南】解答本题时应注意以下四点：（1）钠与水或乙醇反应；（2）硅与二氧化硅都能与氢氧化钠溶液反应；（3）分子晶体和原子晶体的微粒间的作用力不同；（4）元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，反之亦然；【答案】（1）第二周期第ⅦA族，氧（或O）（2）过滤，水（或乙醇）（3）Si+2OH-=SiO32-+2H2↑,0.17mol·L-1（4）③④课后反思(1)CO2－3的检验向待检验溶液中滴加一定量的Ca2＋或Ba2＋的可溶性盐溶液，有白色沉淀生成，再加入适量的酸，白色沉淀溶解且生成无色，无味的气体，则待检溶液中有CO2－3。(2)HCO－3的检验向待检验溶液中滴加足量的Ca2＋或Ba2＋的可溶性盐溶液，无明显现象，再向溶液中加入足量的酸。若溶液中有无色、无味的气体生成，则待检溶液中有HCO－3。