2018版高考化学二轮复习第四章非金属及其化合物教案.docx

第四章 非金属及其化合物考点一碳、硅单质及氧化物的性质一、对比掌握碳、硅单质的性质与用途1碳、硅单质的存在形式碳硅存在形式既有游离态，又有化合态因有亲氧性，所以仅有化合态单质金刚石、石墨、C60等同素异形体晶体硅和无定形硅两大类2碳、硅单质的结构、物理性质与用途(1)碳、硅单质的结构金刚石：空间网状结构；石墨：层状结构；晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构。(2)碳、硅的物理性质和用途(用短线连接起来)：提示：caebd注意(1)碳单质的结构不同导致物理性质不同，但化学性质相似。(2)同素异形体之间的转化是化学变化，但不是氧化还原反应。基点小练1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)碳有多种同素异形体，而氧不存在同素异形体()(2)单质硅常用作半导体材料和光导纤维()(3)硅在自然界中只以化合态的形式存在()(4)石墨在一定条件下能转化成金刚石，该转化属于物理变化()二、碳、硅单质的化学性质还原性碳、硅的最外层都是4个电子，位于元素周期表的第A族，不容易失也不容易得电子，通常化学性质稳定，但在一定条件下也能与许多物质发生化学反应，一般表现为还原性(如图)。1碳的性质与用途碳有重要的用途，除了在氧气中燃烧利用其热能外，还能用于金属冶炼(如铜)、制取粗硅、生产水煤气等，完成上图转化关系中、的化学方程式。CCO22CO；CH2O(g)COH2。2硅的化学性质硅的化学性质不活泼，在常温下只能与氟气、氢氟酸、NaOH溶液反应，不能与H2、O2、Cl2、浓硫酸、浓硝酸反应，但加热时能与O2、Cl2反应。完成上图转化关系中的化学方程式：SiO2SiO2；Si2Cl2SiCl4；Si4HF=SiF42H2；Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。3硅的工业制法用焦炭和二氧化硅在电炉中反应得到粗硅，反应的化学方程式为2CSiO2Si2CO。注意工业上常用焦炭在电炉中还原SiO2得到粗硅，但反应需隔绝空气(或O2)，生成的是CO而不是CO2。基点小练2下列物质能与单质硅起化学反应的是_。浓HNO3水浓H2SO4氢氟酸NaOH溶液氟气氯气答案：三、性质迥异的两种氧化物CO2与SiO21物理性质(1)熔、沸点：SiO2的熔、沸点比CO2的熔、沸点高。(2)溶解性：CO2可溶于水，SiO2不溶于水。2化学性质物质二氧化硅二氧化碳与水反应不反应CO2H2OH2CO3与酸反应只与氢氟酸反应：SiO24HF=SiF42H2O不反应与碱(NaOH) 溶液反应SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)CO2少量：CO22NaOH=Na2CO3H2O CO2足量：CO2NaOH=NaHCO3与盐反应如与Na2CO3反应：SiO2Na2CO3 Na2SiO3CO2如与Ca(ClO)2反应：Ca(ClO)2CO2H2O=CaCO32HClO与碱性氧化物反应如与CaO反应：SiO2CaO CaSiO3如与Na2O反应：CO2Na2O= Na2CO33主要用途CO2：制饮料、碳酸盐，干冰用作制冷剂。SiO2：作光导纤维，制光学仪器、电子部件，水晶可制作饰品。4CO2的实验室制法(1)反应原理用大理石与稀盐酸或稀硝酸反应离子方程式：CaCO32H=Ca2CO2H2O。(2)发生装置通常用启普发生器。注意(1)CO2与水反应生成碳酸，但SiO2不溶于水，不能用SiO2与水反应制备硅酸。(2)SiO2既能与HF反应，又能与NaOH溶液反应，但SiO2不是两性氧化物。基点小练3依据SiO2的性质，选择下列试剂，除去括号中的杂质。A盐酸BNaOH溶液粉末状混合物选择的试剂实验操作(1)CaCO3(SiO2)(2)SiO2(CaCO3)(3)SiO2(Fe2O3)(4)Fe2O3(SiO2)答案：(1)B过滤(2)A过滤(3)A过滤(4)B过滤题点(一)碳及其化合物的性质1判断下列描述的正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)(2016全国甲卷)燃料燃烧产物CO2是温室气体之一()(2)(2016四川高考)将某溶液与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，说明该溶液中一定含有CO()(3)(2016四川高考)标准状况下，5.6 L CO2气体中含有氧原子数为0.5NA()(4)(2016海南高考)将澄清石灰水滴入某溶液证明其中存在CO()(5)(2014全国卷)用活性炭去除冰箱中的异味，没有发生化学反应()(6)(2014全国卷)利用如图装置除去CO气体中的CO2气体()(7)(2015江苏高考)元素碳的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体()(8)(2013江苏高考)甲、乙、丙均含有相同的某种元素，它们之间具有转化关系：甲乙丙，若甲为焦炭，则丁可能是O2()2(2016江苏高考)大气中CO2含量的增加会加剧“温室效应”。下列活动会导致大气中CO2含量增加的是()A燃烧煤炭供热B利用风力发电C增加植被面积 D节约用水用电解析：选A燃烧煤炭供热会产生CO2，A正确；利用风力发电不会产生CO2，B错误；增加植被面积，会增加植物的光合作用，减少大气中CO2的含量，C错误；节水节电不会增加CO2的排放，D错误。3(2017信阳模拟)为检验二氧化碳气体中是否混有一氧化碳，某课外兴趣小组的同学设计了如下图所示的实验装置：根据装置回答问题：(1)A装置的作用是_。(2)实验后怎样处理尾气_，发生反应的化学方程式为_。(3)若实验时观察到_，则证明原气体中一定含有一氧化碳。解析：(1)除去混合气体的CO2时，可先将混合气体通入盛有浓NaOH溶液的洗气瓶中，故A装置的作用是吸收CO2，以排除对下面实验的干扰。(2)CO有毒，故将CO点燃生成CO2才能排放到空气中。(3)CO还原CuO的实验现象是黑色粉末变成红色，故利用这一现象来证明原气体中一定含有CO。答案：(1)吸收CO2(2)点燃2COO22CO2(3)B中无明显现象，装置C中黑色粉末变成光亮的红色，D中澄清石灰水变浑浊确认混合气体(CO、CO2)中含有CO气体的实验设计方法各装置的作用是：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CCO还原CuO：COCuOCuCO2D验证CO的氧化产物CO2E除去尾气中的CO2气体F除去尾气中的CO气体、防止污染环境确定混合气体中含有CO气体的实验现象是：C中的物质由黑色变成红色，B中无明显现象，D中的澄清石灰水变浑浊。题点(二)硅及其氧化物的性质与制备4判断下列描述的正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)(2016全国丙卷)因为HF与SiO2反应，故用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记()(2)(2016江苏高考)下列转化在一定条件下能够实现：SiO2SiCl4Si()(3)(2016海南高考)石英砂可用于生产单晶硅()(4)(2016上海高考)用NaOH溶液不能分离氧化铁中混有的二氧化硅()(5)(2015江苏高考)物质间转化能一步实现：粗硅SiCl4Si()(6)(2015广东高考)硅的最高价氧化物可用于制造光导纤维()(7)(2015安徽高考)SiO2既能和NaOH溶液反应，又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物()(8)(2014海南高考)Si和SiO2都用于制造光导纤维()(9)(2013广东高考)SiO2可与HF反应，因而氢氟酸不能保存在玻璃瓶中()(10)(2013广东高考)高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅()5半导体工业中，有一句行话：“从沙滩到用户”，即由SiO2制取Si。制取过程中不涉及的化学反应是()A2CSiO2Si2COBSiO22NaOH=Na2SiO3H2OCSi2Cl2SiCl4DSiCl42H2Si4HCl解析：选B工业制取纯硅的工艺流程为：SiO2粗硅SiCl4纯硅，该工艺流程中不涉及SiO2与NaOH溶液的反应。熟记硅及其化合物的特殊性质物质一般规律硅及其化合物的特性Si硅还原性强于碳2CSiO2Si2CO非金属单质与强碱溶液反应一般不产生H2硅可与强碱溶液反应产生H2非金属单质一般不与非氧化性酸反应Si4HF=SiF42H2非金属单质一般为绝缘体硅为半导体SiO2酸性氧化物一般与水反应生成相应酸SiO2不溶于水，也不与水反应酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应SiO24HF=SiF42H2O“较强酸制较弱酸”是复分解反应的一般规律，H2CO3酸性大于H2SiO3，故可发生反应Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3以下反应不能说明酸性的强弱：Na2CO3SiO2 Na2SiO3CO2CaCO3SiO2 CaSiO3CO2H2SiO3无机酸一般易溶于水硅酸难溶于水考点二硅酸、硅酸盐及无机非金属材料1硅酸思考如何通过实验证明硅酸的酸性比碳酸的弱？提示：向硅酸钠溶液中通入CO2气体，若溶液变浑浊，说明H2CO3的酸性强于H2SiO3。2硅酸盐(1)硅酸钠白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。与酸性较硅酸强的酸反应：a与盐酸反应的化学方程式：Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3。b与CO2水溶液反应的化学方程式：Na2SiO3H2OCO2=Na2CO3H2SiO3。用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。(2)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，如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2OSiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为K2OAl2O36SiO2。注意(1)氧化物形式只表示硅酸盐的组成而不表示其结构，切不可认为硅酸盐是由氧化物混合而成的。(2)硅酸盐大多难溶于水，常见可溶性硅酸盐是硅酸钠，其水溶液称为泡花碱或水玻璃，但却是盐溶液。硅胶(mSiO2nH2O)是一种很好的无毒干燥剂。3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。常见硅酸盐材料比较水泥玻璃陶瓷生产原料石灰石、黏土纯碱、石英、石灰石黏土主要设备水泥回转窑玻璃熔窑陶瓷窑玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2；CaCO3SiO2CaSiO3CO2。(2)新型无机非金属材料高温结构陶瓷：如氮化硅陶瓷具有较高的硬度和耐磨性、较强的抗化学侵蚀性和电绝缘性等。生物陶瓷：对机体无排异反应，不会引起代谢作用异常。压电陶瓷：具有压电效应。注意(1)玻璃中含有二氧化硅，因此氢氟酸可用于雕刻玻璃，盛放氢氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。(2)NaOH溶液可以用玻璃瓶盛放，但不能用带磨口玻璃塞而使用橡胶塞。题点(一)硅酸盐、无机非金属材料1判断下列说法的正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)(2016四川高考)硅胶作袋装食品的干燥剂的过程中没有发生化学变化()(2)(2016四川高考)pH2的溶液中可能大量存在Na、NH、SiO()(3)(2016江苏高考)向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸的离子方程式：Na2SiO32H=H2SiO32Na()(4)(2015山东高考)向Na2SiO3溶液中通入过量SO2的离子方程式：SiOSO2H2O=H2SiO3SO()(5)(2015重庆高考)烧结黏土制陶瓷，不涉及化学反应()2大多数物质的俗名是根据其特殊的物理性质或用途得来的。下列物质的俗名与化学式或用途不相符的一组是()选项俗名主要成分(化学式)用途A石英SiO2集成电路B纯碱Na2CO3制备玻璃C水玻璃Na2SiO3制备硅胶D铁红Fe2O3用作油漆和涂料解析：选A石英主要用于生产玻璃和光导纤维等，晶体硅才用于制作集成电路。3(2017洛阳模拟)胃舒平主要成分是氢氧化铝，同时含有三硅酸镁(Mg2Si3O8nH2O)等化合物。(1)三硅酸镁的氧化物形式为_。(2)Al2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料，其原因是_。aAl2O3、MgO和SiO2都是白色固体bAl2O3、MgO和SiO2都是金属氧化物cAl2O3、MgO和SiO2都有很高的熔点解析：(1)Mg2Si3O8nH2O改写成氧化物的形式为2MgO3SiO2nH2O。(2)Al2O3、MgO和SiO2均具有很高的熔点，故可作为耐火材料。答案：(1)2MgO3SiO2nH2O(2)c硅酸盐改写成氧化物形式的方法(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。(2)氧化物前计量数的配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置计量数，且不同氧化物间以“”隔开。(3)当计量数配置出现分数时应化为整数。如正长石：KAlSi3O8不能写成K2OAl2O33SiO2，应写成K2OAl2O36SiO2。题点(二)硅及其化合物的转化4下列变化中，不能一步实现的是()ANa2SiO3H2SiO3BH2SiO3SiO2CSiO2H2SiO3 DSiO2Na2SiO3解析：选CNa2SiO3H2SiO3；H2SiO3,SiO2，SiO2NaOH,Na2SiO3，SiO2不与H2O反应，故不能一步转化为H2SiO3。5如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，下列说法正确的是()ASiO2属于两性氧化物B盛放Na2CO3溶液的试剂瓶用玻璃塞C硅胶吸水后可重复再生D图中所示的转化都是氧化还原反应解析：选CSiO2是酸性氧化物，A错误；Na2CO3溶液呈碱性，试剂瓶不能用玻璃塞，B错误；题图中有的转化不是氧化还原反应，例如SiO2与NaOH溶液的反应，D错误。课堂巩固练对应学生用书P63 14G网络让手机“飞”起来了。手机芯片的核心是硅板，其成分是()ASiO2BSiCH2SiO3 DNa2SiO3解析：选B手机芯片的核心是硅板，其成分是Si单质，故选项B正确。2(2017湖北八校联考)如何解决好碳排放问题是关系到人类可持续发展的重大课题之一。目前，采用较多的方法是对二氧化碳进行捕集封存和富集再利用。下列与二氧化碳有关的叙述正确的是()ACO2是形成酸雨的主要物质BCO2导致温室效应，是一种大气污染物CCO2(g)C(s)2CO(g)H0，高温有利于该反应自发进行D实验室常用大理石与稀盐酸或稀硫酸反应制取二氧化碳解析：选C硫的氧化物和氮的氧化物是形成酸雨的主要物质，A项错误；CO2不属于大气污染物，B项错误；CO2(g)C(s)2CO(g)为熵增的吸热反应，当GHTSH2CO3HClO，所以向溶液中加入碳酸钙粉末，会发生反应：2HClCaCO3=CaCl2H2OCO2，使化学平衡正向移动，导致c(HClO)增大，溶液的漂白性会增强，正确；B项，若加入稀硫酸，使溶液中c(H)增大，平衡逆向移动，溶液的漂白性减弱，错误；C项，加入氯化钙溶液，不能发生反应，但对氯水起稀释作用，使溶液的漂白性减弱，错误；D项，加入二氧化硫的水溶液，SO2与Cl2反应，平衡左移，c(HClO)减小，溶液的漂白性减弱，错误。4下列是关于氯水的叙述，其中正确的是()A新制氯水中只含Cl2和HClO分子B新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色C光照氯水有气泡冒出，该气体为Cl2D氯水放置数天后，pH增大解析：选B新制氯水中含Cl2、HClO和H2O分子，A错误；新制氯水中含有盐酸和HClO，可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色，B正确；光照氯水时，HClO分解产生的气体是O2，C错误；氯水久置后，HClO分解生成盐酸，酸性增强，pH减小，D错误。5(2014浙江高考)氯在饮用水处理中常用作杀菌剂，且HClO的杀菌能力比ClO强。25 时氯气氯水体系中存在以下平衡关系：Cl2(g)Cl2(aq)K1101.2Cl2(aq)H2OHClOHClK2103.4HClOHClO Ka？其中Cl2(aq)、HClO和ClO分别在三者中所占分数()随pH变化的关系如图所示。下列表述正确的是()ACl2(g)H2O2HClOClK1010.9B在氯处理水体系中，c(HClO)c(ClO) c(H)c(OH)C用氯处理饮用水时，pH7.5时杀菌效果比pH6.5时差D氯处理饮用水时，在夏季的杀菌效果比在冬季好解析：选CCl2(g)H2O2HClOCl，KK1K2Ka，由图可得Ka107.5，故K值为1012.