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    2022高三一轮复习 第四章 第12讲 碳、硅及无机非金属材料课件
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    2022高三一轮复习 第四章 第12讲 碳、硅及无机非金属材料课件

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    这是一份2022高三一轮复习 第四章 第12讲 碳、硅及无机非金属材料课件,共60页。PPT课件主要包含了正四面体,正六边形,③用数轴来表示,Na2SiO3,二氧化硅,CaSiO3,Si+2CO↑,水玻璃,Na2O·SiO2等内容,欢迎下载使用。

    考点 1 碳及其重要化合物1.碳单质存在形式有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯,它们互为同素异形体。(1)
    CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O
    (3)CO2在自然界中的循环
    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.碳酸的酸式盐与正盐的比较
    碳的重要化合物转化关系如图:思考每步转化的试剂及条件,并用化学方程式表示标有序号的各步变化。① ;② ;
    ③ ;④ ;⑤ ;⑥ 。
    (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)向CaCl2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。(  )(6)氨化的饱和食盐水中通入足量的CO2气体,会析出晶体。(  )
    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(  )
    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:D
    2.(2021·成都调研)科技的进步为二氧化碳资源化利用提供了广阔的前景。下列说法错误的是(  )A.CO2是自然界碳循环中的重要物质B.CO2加氢转化为乙烯,CO2被还原C.CO2电催化时,在阳极转化为燃料D.CO2与环氧丙烷可合成可降解塑料
    4.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:_________________________________________________________。
    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)确定混合气体中含有CO气体的实验现象:________________________________________________________________________________________________________________________。答案:(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
    CO2与盐或碱溶液反应产物的判断1.CO2与盐溶液反应产物的判断
    ②反应后溶质成分的判断:
    (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。
    [考能突破练]1.用四种溶液进行实验,表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是(  )
    2.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(  )
    A B C D
    解析: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↓+H2O;②2KOH+CO2===K2CO3+H2O;③2KAlO2+3H2O+CO2===2Al(OH)3↓+K2CO3;④K2CO3+CO2+H2O===2KHCO3;⑤BaCO3+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。
    3.标准状况下,将3.36 L CO2气体通入200 mL 1.00 ml·L-1 NaOH溶液中,充分反应后溶液中溶质及其物质的量为____________________。答案:Na2CO3 0.05 ml;NaHCO3 0.1 ml
    考点 2 硅及其化合物 无机非金属材料1.硅单质
    Na2SiO3+H2O
    Na2SiO3+CO2↑
    SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O
    H2SiO3↓+Na2CO3
    Na2SiO3+2HCl===H2SiO3↓+2NaCl
    4.硅酸盐(1)硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称,是构成地壳岩石的主要成分。(2)硅酸钠:硅酸钠溶液俗称________,是无色黏稠液体,常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。
    (3)硅酸盐组成的表示方法: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:①氧化物的书写顺序:活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水,不同氧化物间以“·”隔开。②各元素的化合价保持不变,且满足化合价代数和为零,各元素原子个数比符合原来的组成。如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为_____________,长石(KAlSi3O8)可表示为________________。
    K2O·Al2O3·6SiO2
    5.无机非金属材料(1)传统无机非金属材料,如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。①常见硅酸盐材料比较
    CaSiO3+CO2↑
    提示:2.不能。强酸+弱酸盐===强酸盐+弱酸,该规律仅适用于常温下水溶液中进行的反应,而该反应是在高温且熔融态下进行的,只能从化学平衡移动角度去解释反应发生的原因——CO2为气体,能及时分离出反应体系,使化学反应向右进行。
    (1)硅在自然界中只以化合态的形式存在。(  )(2)晶体硅熔点高、硬度大,故可用于制作半导体材料。(  )(3)Si和SiO2都可用于制造光导纤维。(  )(4)非金属性:C>Si,则热稳定性:CH4>SiH4。(  )(5)硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质反应。(  )(6)SiO2是酸性氧化物,可溶于强碱(NaOH),不溶于任何酸。(  )(7)玻璃是一种晶体,有较高的熔点。(  )(8)水玻璃是一种特殊的玻璃,泡花碱属于碱。(  )
    1.知识归纳:SiO2的两个特性(1)酸性氧化物一般能与水反应生成相应的酸,但SiO2不溶于H2O,不能直接与H2O反应生成H2SiO3。(2)酸性氧化物一般不与酸反应,但SiO2可以与氢氟酸反应:SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O,SiF4不是盐。
    2.易错点辨析:硅及其化合物用途的易错点归纳(1)用作半导体材料的是晶体硅而不是SiO2,用于制作光导纤维的是SiO2而不是晶体硅,计算机芯片的主要成分是晶体硅而不是SiO2。(2)水晶、石英、玛瑙、硅石、沙子等的主要成分是SiO2,而不是硅酸盐。(3)传统无机非金属材料(陶瓷、水泥、普通玻璃)的主要成分是硅酸盐。
    (4)SiHCl3、SiCl4能与水发生反应:SiHCl3+3H2O===H2SiO3↓+3HCl+H2↑;SiCl4+3H2O===H2SiO3↓+4HCl。(5)SiH4在空气中易自燃:SiH4+2O2===SiO2+2H2O。
    题组一 硅及其化合物的性质及应用1.(2021·宜昌模拟)下列关于硅的说法不正确的是(  )A.硅是非金属元素,它的单质是灰黑色有金属光泽的固体B.硅的导电性能介于金属和绝缘体之间,是良好的半导体材料 C.用二氧化硅制取单质硅的反应中硅元素被氧化D.加热到一定温度时,硅能与氢气、氧气等非金属单质发生反应
    2.下列转化不能一步完成的是(  )A.SiO2―→Na2SiO3B.SiO2―→H2SiO3C.Na2CO3―→Na2SiO3D.H2SiO3―→SiO2解析:二氧化硅可与氢氧化钠直接反应生成硅酸钠;碳酸钠可与二氧化硅在高温下反应生成硅酸钠;硅酸受热可直接分解生成二氧化硅。
    回答相关问题:(1)粗硅与HCl气体反应完全后,经冷凝得到SiHCl3(沸点为36.5 ℃),只含有少量SiCl4(沸点为57.6 ℃)和HCl(沸点为-84.7 ℃),提纯SiHCl3的方法为________。答案:(1)蒸馏
    (2)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图所示(热源及夹持装置已略去):
    ①在加热D处前应先打开A处分液漏斗的活塞,目的是_____________。②C处烧瓶需要加热,采用的方法是____________________________。③D处发生反应的化学方程式为_____________________________________________________________________________________________。
    题组三 无机非金属材料4.硅是构成无机非金属材料的一种主要元素,下列有关硅的化合物的叙述错误的是(  )A.氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料,其化学式为Si3N4B.碳化硅(SiC)的硬度大,其硬度大于金刚石的硬度C.光导纤维是一种新型无机非金属材料,其主要成分为SiO2D.二氧化硅为立体网状结构,其晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为1∶4
    5.陶瓷是中华民族的骄傲。有许多相关诗篇流传,如赞誉越窑的“九秋风露越窑升,夺得千峰翠色来”。描述钧窑窑变“入窑一色,出窑万彩”等。回答相关问题。(1)人类最早使用的硅酸盐产品为________。(2)烧制元青花瓷的原料高岭土化学式为Al2Si2O5(OH)4,改写成氧化物的形式为________。答案:(1)陶瓷 (2)Al2O3·2SiO2·2H2O
    (3)窑变的原因为__________________________________________________________________________________________________________。(4)有些同学认为合成纤维、光导纤维都是新型无机非金属材料,另外一部分同学不同意他们的观点。这些同学的依据是________________。答案:(3)原料中的金属氧化物在灼烧的过程中发生了氧化还原反应导致物质变化与颜色变化 (4)合成纤维为有机物
    题组四 新素材命题6.2019年是中华人民共和国成立70周年,10月1日上午,在天安门广场举行了盛大的阅兵及群众游行活动,其中江西彩车引人瞩目,车体如同一个大的如意造型,且有景德镇青花吉祥纹样。歌曲《青花瓷》中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案让人赏心悦目,但古瓷所用颜料的成分一直是个谜。近年来科学家才得知古瓷中所用的颜料大多为硅酸盐。“九秋风露越窑开,夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句,描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品。
    根据上述材料,回答下列问题:问题1.人类最早使用的硅酸盐制品是什么?(素养角度——科学态度与社会责任)问题2.制造水泥和玻璃的共同原料是什么?(素养角度——科学态度与社会责任)问题3.某陶瓷的蓝紫色可由硅酸铜钡(BaCuSi2Ox,铜的化合价为+2)显示,x等于多少?硅酸铜钡用氧化物的形式如何表示?(素养角度——宏观辨识与微观探析)
    答案:问题1 提示:陶瓷。问题2 提示:石灰石。纯碱、石灰石和石英是制玻璃的原料,而制水泥的原料是黏土和石灰石。问题3 提示:x为6,硅酸铜钡用氧化物的形式表示为BaO·CuO·2SiO2。根据元素化合价代数和为0可得x等于6;氧化物的书写顺序:活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水,不同氧化物间以“·”隔开,故为BaO·CuO·2SiO2。
    1.熟记两个用途:SiO2制光导纤维;Si可作半导体材料和太阳能电池材料。2.熟记三种物质的性质(1)硅的三个特性:与HF、F2反应;与NaOH反应生成H2。(2)SiO2的两个性质:酸性、氧化性。(3)H2SiO3的两个性质:酸性(弱于碳酸)、不稳定性。
    2.(2019·高考全国卷Ⅰ)陶瓷是火与土的结晶,是中华文明的象征之一,其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是(  )A.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,来自氧化铁B.闻名世界的秦兵马俑是陶制品,由黏土经高温烧结而成C.陶瓷是应用较早的人造材料,主要化学成分是硅酸盐D.陶瓷化学性质稳定,具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点解析:A错,氧化铁的颜色为红棕色,不是青色。B、C、D对,秦兵马俑是陶制品,由黏土经高温烧结而成,陶瓷的主要成分是硅酸盐,具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点。
    解析:A对,碳化硅材料属于无机非金属材料,且碳、硅元素属于同主族元素;B错,聚氨酯属于合成高分子材料;C错,碳包覆银纳米线不属于无机非金属材料;D错,钛合金属于金属材料。
    4.(2017·高考全国卷Ⅱ)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2,并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示:
    回答下列问题:(1)在分解水泥样品过程中,以盐酸为溶剂,氯化铵为助溶剂,还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是__________________________________________________________________,还可使用________代替硝酸。(2)沉淀A的主要成分是________,其不溶于强酸但可与一种弱酸反应,该反应的化学方程式为____________________________________________________________________________________________________。
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