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- 2021-08-24 发布
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碳,硅单质以及氧化物
班级:___________ 姓名:______________ 小组:_______________
【学习目标】了解碳硅单质及其重要化合物的主要性质以及应用。了解碳,硅元素及其重要化合物对环境质量的影响
【重点难点】了解碳硅单质及其重要化合物的主要性质以及应用。了解碳,硅元素及其重要化合物对环境质量的影响
【导学流程】
一、 基础感知
1.C、Si单质的存在形态、物理性质及用途
(1)自然界中的碳元素既有游离态,又有化合态,而硅元素因有亲氧性,所以仅有 态。碳单质主要有 等,他们互为: ,硅单质主要有 和 两大类。
(2)单质的结构、物理性质与用途比较
碳
硅
结构
金刚石: 结构,碳原子与碳碳键比例:
石墨:层状结构
晶体硅:与金刚石类似的结构
物理
性质
金刚石
石墨熔点高、质 ,有滑腻感
晶体硅为 色固体,有金属光泽、硬度 、熔点
用途
金刚石用作切割刀具, 用作电极、铅笔芯
晶体硅用作 材料、硅芯片和硅太阳能电池
2.碳、硅单质的化学性质——还原性
碳、硅的最外层都是 个电子,位于元素周期表的第 族,不容易失也不容易得电子,通常化学性质 ,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)碳的还原性
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①~④的化学方程式。
① ② ;③ ;④ 。
碳的还原性还表现为可将强氧化性浓硫酸、浓硝酸分别还原为 和 ,本身被氧化为 。
(2)硅的化学性质不活泼,在常温下只能与氟气(F2)、 、
3
反应,不能与氢气、氧气、氯气、硫酸、硝酸反应,加热时能与氧气、氯气反应。
完成上图转化关系中⑥~⑧的化学方程式。⑥ ;⑦ ;
⑧ 。
3.二氧化硅和二氧化碳的比较
物质
二氧化硅
二氧化碳
结构
结构,不存在单个分子
存在单个
CO2分子
主要物
理性质
硬度大,熔、沸点 ,常温下为固体,不溶于水
熔、沸点低,常温下为气体,微溶于水
化
学
性
质
与水
反应
不反应(是否为酸性氧化物
)
与酸
反应
只与氢氟酸反应:
不反应
与碱
反应
(盛碱液的试剂瓶用 )
CO2少量:CO2+2NaOH===
CO2过量:CO2+NaOH===
与盐
反应
如与Na2CO3反应:
Na2SiO3+H2O+CO2(足量)===
理论:
与碱性氧化物反应
如与CaO反应:
如与Na2O反应:
用途
光导纤维、光学仪器、电子部件
制饮料、制碳酸盐
深度思考
1. 写出除去下列气体中混有的杂质(括号内为杂质)可采取的方法:
(1)CO(CO2):_______________________________________________________________。
(2)CO2(CO):_______________________________________________________________。
(3)CO2(O2):________________________________________________________________。
(4)CO2(SO2):_______________________________________________________________。
(5)CO2(HCl):_______________________________________________________________。
2. 如何用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)。将所选答案的编号填入下表内相应的空格内(如果不需要外加试剂,则对应答案栏可空着)。
可供选择的试剂:A.盐酸 B.氢氧化钠溶液 C.氧气D.水 E.二氧化碳
可选用的操作:①水洗 ②加热 ③高温灼烧 ④过滤⑤结晶
粉末状混合物
选择的试剂
选用的操作
3
(1)
CaCO3(SiO2)
(2)
NaCl(SiO2)
(3)
SiO2(Fe2O3)
(4)
SiO2(CaCO3)
(5)
SiO2(NH4Cl)
3.下列对于碳和硅的叙述中,正确的是( )
A.其氧化物都能与NaOH溶液反应
B.其单质在加热时都能跟O2反应
C.其氧化物都能溶于水生成相应的酸
D.碳和硅两种元素共有两种单质
4.下列叙述正确的是( )
A.利用高纯硅可以制成光电池,将光能直接转化为电能
B.CO、CO2均易与血红蛋白结合而中毒
C.SiO2可用于制造光导纤维和半导体
D.SiO2和H2O反应可直接制备H2SiO3
5.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
6.标准状况下,将3.36 L CO2气体通入200 mL 1.00 mol·L-1 NaOH溶液中,充分反应后溶液中c(CO)与c(HCO)的比值为(不考虑CO、HCO的水解)( )
A.1∶1 B.1∶2 C.2∶1 D.1∶3
3
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