2020届高考化学一轮总复习 第四章 第14讲 碳、硅及无机非金属材料课件

微专题16考点1目录ONTENTSC考点24第四章非金属及其化合物第14讲碳、硅及无机非金属材料5[做真题•对接高考]课时作业【考纲要求】1.掌握碳、硅元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解碳、硅元素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。[知识梳理]抓基础夯实必备知识1．碳单质(1)碳单质的存在形式有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯，它们互为同素异形体。(2)结构金刚石：空间网状结构；石墨：平面层状结构。(3)物理性质：金刚石熔点高、硬度大；石墨熔点高、质，有滑腻感。正四面体正六边形软(4)主要化学性质——还原性①可燃性②与氧化物反应CuO：冶炼金属SiO2：制取粗硅H2O：制取水煤气③与强氧化性酸反应浓H2SO4：浓HNO3：2．一氧化碳(1)物理性质：无色气体，有毒，难溶于水。(2)化学性质——还原性①燃烧：2CO＋O2=====点燃2CO2，淡蓝色火焰；②还原CuO：CuO＋CO=====△Cu＋CO2(冶炼金属)。3．二氧化碳(CO2)(1)一种无色、无味的气体，能溶于水，固态CO2俗称干冰。(2)与H2O、Na2O、Ca(OH)2(足量、澄清)、Mg反应的方程式分别为CO2＋H2OH2CO3，Na2O＋CO2===Na2CO3，，。CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O2Mg＋CO2=====点燃2MgO＋C(3)CO2在自然界中的循环①CO2的主要来源：大量含碳燃料的燃烧。②自然界消耗CO2的主要反应：a．溶于江水、海水中：CO2＋H2OH2CO3；b．光合作用将CO2转化为O2；c．岩石的风化：CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2。4．碳酸(H2CO3)弱酸性、不稳定性。碳酸(H2CO3)只能在水中存在。H2CO3在水中与CO2共存，因此常把CO2＋H2O当碳酸用。5．碳酸的酸式盐和正盐的比较(1)在水中的溶解性①含K＋、Na＋、NH＋4的正盐易溶于水，其余一般不溶于水；酸式盐均能溶于水。②一般来说，在相同温度下，难溶性正盐溶解度小于其酸式盐溶解度，如溶解度Ca(HCO3)2CaCO3；可溶性正盐溶解度大于其酸式盐溶解度，如溶解度Na2CO3NaHCO3。(2)热稳定性一般来说，热稳定性顺序为正盐酸式盐碳酸，如稳定性Na2CO3NaHCO3H2CO3。可溶性正盐难溶性正盐，如CaCO3高温分解，而K2CO3不易分解。(3)水溶液酸碱性强弱物质的量浓度相同时，正盐溶液的pH大于其酸式盐溶液，如pH：Na2CO3溶液NaHCO3溶液。■多维思考·查漏补缺一、思维诊断——易错易混辨析1．碳单质及其氧化物性质用途的判断(1)12C、13C、14C是碳的三种同素异形体()(2)金刚石和石墨由相同的元素组成，因此它们具有相同的性质()(3)石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应()(4)向空气中排放二氧化碳会形成酸雨()(5)一氧化碳易与血液中的血红蛋白结合()(6)木炭、一氧化碳在一定条件下都能与氧化铜反应()(7)大气中二氧化碳的消耗途径主要是绿色植物的光合作用()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√(7)√2．二氧化碳与盐溶液反应的判断(1)向Na2SiO3溶液中通入CO2，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊消失()(2)向Ca(ClO)2溶液中通入CO2气体，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊消失()(3)向CaCl2溶液中通入CO2，无明显现象，若先通入NH3再通CO2，溶液会变浑浊()(4)向饱和Na2CO3溶液中通入过量的CO2气体，有晶体析出()(5)向NaAlO2溶液中通入CO2气体，一开始有白色沉淀生成，CO2过量，沉淀溶解()(6)向饱和NaCl的氨溶液中通入过量CO2气体，有晶体析出()答案：(1)×(2)√(3)√(4)√(5)×(6)√二、深度思考——提升思维能力确定混合气体(CO、CO2)中含有CO气体的实验设计方法按要求回答下列问题(1)填写下列指定装置的作用A：___________________________________________________________________。B：___________________________________________________________________。E：___________________________________________________________________。F：___________________________________________________________________。(2)确定混合气体中含有CO气体的实验现象：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)A：除去混合气体中的CO2气体B：检验混合气体中CO2是否除尽E：除去尾气中的CO2气体F：除去尾气中的CO气体、防止污染环境(2)B中无明显现象，C中的物质由黑色变成红色，D中的澄清石灰水变浑浊[题组设计]练题组提高解题能力1．近年来科学家制造出大量的新物质，对下列三种物质的相关说法错误的是()石墨烯：从石墨中分离出来，是最薄、最坚硬的纳米材料石墨炔：平面网状结构的全碳分子，具有优良的化学稳定性纳米碳管：具有优良的场发射性能，制作阴极显像管、储氢材料A.石墨烯具有良好的导电性B．上述三种物质与金刚石互为同素异形体C．石墨炔孔径略大于H2分子的直径，可作H2的提纯薄膜D．上述三种物质与浓硫酸都能发生反应，但反应产物不同解析：石墨烯和铜有着一样出色的导电性，因此具有良好的导电性，A正确；题述三种物质均为碳的单质，与金刚石互为同素异形体，B正确；碳原子半径大于氢原子，则石墨炔孔径大于H2分子的直径，可以容纳H2分子，则石墨炔是理想的H2提纯薄膜，C正确；题述三种物质都是碳的单质，在加热条件与浓硫酸都能发生反应，且反应产物相同，D错误。答案：D2．下列关于碳和碳的化合物的说法不正确的是()A．过多CO2排放会导致“温室效应”，应提倡“低碳生活”B．一氧化碳易与血液中的血红蛋白结合C．金刚石和石墨都是碳单质，但原子排列方式不同，物理性质差别很大D．石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应D3．研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。(1)溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在，其中HCO－3占95%。写出CO2溶于水产生HCO－3的方程式：_________________________________________________。(2)在海洋碳循环中，通过下图所示的途径固碳。①写出钙化作用的离子方程式：____________________________________________________________________________________________________________________。②同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自H2O。用18O标记物质的光合作用的化学方程式如下，将其补充完整：______＋______――→光能叶绿体(CH2O)x＋x18O2＋xH2O(3)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上，其准确测量是研究海洋碳循环的基础。测量溶解无机碳，可采用如下方法：①气提、吸收CO2。用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收(装置示意图如下)。将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。②滴定。将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3，再用xmol·L－1HCl溶液滴定，消耗ymLHCl溶液。海水中溶解无机碳的浓度＝________mol·L－1。答案：(1)CO2＋H2OH2CO3、H2CO3H＋＋HCO－3(2)①2HCO－3＋Ca2＋===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O②xCO22xH182O(3)①②xyz核心要点归纳1．CO2与盐溶液反应产物的判断一般从强酸制弱酸的角度去分析，同时注意生成碳酸盐的类型。(1)CO2的用量不同产物不同，如：CO2(过量)＋NaAlO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3；CO2(少量)＋2NaAlO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋Na2CO3；(2)与CO2用量无关。CO2＋ONa＋H2O―→OH＋NaHCO3、CO2＋NaClO＋H2O===HClO＋NaHCO3、CO2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO。2．CO2与碱反应产物的判断(1)CO2与单一组分反应(如CO2通入NaOH溶液)产物的分析①反应原理NaOH――――→少量CO2Na2CO3――→CO2NaHCO3②反应后溶质成分的判断x＝nNaOHnCO2溶质成分x≤1∶1NaHCO31∶1x2∶1Na2CO3、NaHCO3x＝2∶1Na2CO3x2∶1NaOH、Na2CO3③用数轴来表示(2)CO2与多组分[如CO2通入NaOH、Ca(OH)2的混合溶液]，反应的顺序是①Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O；②2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O；③Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3；④CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2。专题突破训练1．用四种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是()选项操作及现象溶液A通入CO2，溶液变浑浊饱和Na2CO3溶液B通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失，再加入足量NaOH溶液，又变浑浊澄清石灰水B2．将足量的CO2不断通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀的物质的量与通入CO2的体积的关系可表示为()ABCD将CO2通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，依次发生如下反应：①Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O②2KOH＋CO2===K2CO3＋H2O③2KAlO2＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋K2CO3④K2CO3＋CO2＋H2O===2KHCO3⑤BaCO3＋H2O＋CO2===Ba(HCO3)2根据沉淀生成和溶解的情况，对照图像可知，C正确。C3．标准状况下，将3.36LCO2气体通入200mL1.00mol·L－1NaOH溶液中，充分反应后溶液中c(CO2－3)与c(HCO－3)的比值为(不考虑CO2－3、HCO－3的水解)()A．1∶1B．1∶2C．2∶1D．1∶3由题意知，n(NaOH)＝0.2mol，n(CO2)＝0.15mol，nNaOHnCO2＝0.2mol0.15mol＝43，1432，有关反应为CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O，Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，设溶液中Na2CO3、NaHCO3的物质的量分别为xmol、ymol，由碳原子守恒知：①x＋y＝0.15；由钠原子守恒知：②2x＋y＝0.2；联立①②解得x＝0.05，y＝0.1，故B正确。B4．向300mLKOH溶液中缓慢通入一定量的CO2气体，充分反应后，在减压低温下蒸发溶液得到白色固体，请回答下列问题：(1)由于CO2通入量不同，所得到的白色固体的量及组成也不同，试推断有几种可能的组成，并分别列出。______________________________________________________________________________________________________________