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- 2021-05-13 发布
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【2019最新】精选高考化学一轮复习 第10章 碳族元素 无机非金属材料学案 新人教版
第一课时 碳族元素
【考纲要求】
1.掌握碳族元素在元素周期表中的特殊位置导致性质上的特殊性。
2.能熟练运用碳族元素原子结构的递变规律解释其性质的递变规律
3.掌握CO2与CO、CO2与SiO2、NaHCO3与Na2CO3这三组物质在物理性质、化学性质、制法、用途等方面的不同。
4.自主建立碳族元素的知识网络。
教与学方案 笔记与反思
【自学反馈】
一、概念辨析
1. 碳族元素:
(1)在周期表中的位置 (由原子结构中的 决定)。
(2)包含元素的名称、符号、原子结构简图、原子半径、化合价等比较
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元素名称 元素符号 原子结构简图 原子半径 化合价 单质性质变化
碳
硅
锗
锡
铅
(3)相似性: 、
(4)递变性: 。
(5)特殊性:难形成离子化合物,易形成共价化合物。
(6)用原子结构知识解释(3)(4)(5):
。
1. 碳单质:
(1)同素异形体: ;
无定形碳: 。
(2)性质:稳定性 ,比如 ;
还原性:
;
可燃性: ;
弱氧化性: 。
2. 含碳化合物:
(1)CO2:物理性质 ;
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化学性质 ;
实验室制法:原料 、
原理 、
装置 、
步骤 。
(2)CO:物理性质 ;
化学性质 ;
实验室制法:原料 、
原理 、
装置 ;
(3)碳酸正盐:稳定性 、
溶解性 ;
(4)酸式盐:稳定性 、
溶解性 ;
(5)其它含碳化合物、有机化合物、金属碳化物
候氏制碱法的主要反应中用到上述哪些物质中的哪些性质?
。
二、碳元素知识网络:写出化学方程式实现下列转化:
.
Si O2 Ca(HCO3)2 CaCO3
SiC C CO2
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Na2CO3
SiO2 CO Fe MgO NaHCO3
【例题解析】
[例1] 门捷列夫在19世纪中叶,曾根据他所发现的周期律,预言过第四周期第ⅣA族元素X(当时称为类硅)。下列有关类硅的元素性质,不正确的是( )
A.XH4不稳定,但有强还原性 B.可用焦炭在高温下从XO2中冶炼X
C.X单质的熔点比硅高 D.X(OH)4的酸性比H2SiO3强
解题思路: 。
易错点: 。
[例2] 最近,科学家研制得一种新的分子,它具有空心的类似足球状结构,分子式为C60,下列说法正确的是( )
A.C60是一种新型的化合物 B.C60和石墨都是碳的同素异形体
C.与C60结构类似的还有C60分子 D.C60的相对分子质量是720g/mol
解题思路: 。
易错点: 。
【巩固练习】
课堂反馈
1.下列各组物质中,不属于同素异形体的是
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( )
A. 金刚石、石墨 B. 水、重水
C. 氧气、臭氧 D. 晶体硅、无定形硅
2.下列物质中,能直接用作半导体材料的是 ( )
A. 金刚石 B. 石墨 C.晶体硅 D. 水晶
3.下列叙述能确定是ⅣA族元素的是 ( )
A. 原子核外有4个电子 B. 有+2和+4两种化合价
C. 易形成共价化合物 D. 原子最外层有4个电子
4.近年科学家制得一种新的分子,它类似足球的空心结构,化学式为C60。
下列说法中正确的是 ( )
A. C60是一种新型的化合物,有着重要的应用 B. C60是碳的一种同素异形体
C. C60分子中含有离子键 D. C60的相对分子质量为720 g / mol
5.下列元素的最高氧化物对应水化物中酸性最弱的是 ( )
A. Si B. P C. S D. Br
6.不能通过化合反应来制取的物质是 ( )
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A. SiCl4 B. H2SiO3 C. Na2O2 D. CaSiO3
7.下列变化属于氧化还原反应的是 ( )
A. 石灰石煅烧生成CO2和CaO B纯碱、石灰石、石英共熔制玻璃.
C. 硅与氢氧化钠溶液反应 D. 过氧化钠吸收CO2放出氧气
8.下列大气污染物中,能跟人体血红蛋白结合而引起中毒的气体 ( )
A. SO2 B. CO2 C. CO D. H2S
课外作业
1.下列物质中熔点最高的是 ( )
A. CsCl B. SiO2 C. CO2 D. Ar
2.下列各组酸的强弱比较中,正确的是 ( )
A H3PO4>H2CO3>H2SiO3 B H2CO3>H2SiO3>H3PO4..
C H2SiO3>H3PO4>H2CO3 D H2SiO3>H2CO3>H3PO4..
3.下列化学方程式中,正确的是 ( )
A Na2CO3+H2SiO3=Na2SiO3+CO2↑+H2O.
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B C+SiO2CO2↑+Si.
C SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑.
D CO+CuOCu+CO2↑.
4.下列离子方程式正确的是 ()
A 向石灰石中加稀硫酸 CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2.
B 向澄清石灰水中通入过量二氧化碳 CaOH2+2CO2=Ca2++2.()
C 氯化氢通过饱和小苏打溶液 +H+=H2O+CO2.
D 向碳酸氢钙溶液中加足量烧碱溶液 Ca2+++OH =CaCO3+H2O.-¯
5.只用一种试剂就能将Na2SiO3、Na2CO3、MgCl2、BaHCO32四种无色()
溶液区别开来,这种试剂是 ( )
A. 氢氧化钠溶液 B. 澄清石灰水
C. 2 mol / L 盐酸 D. 2 mol / L 硫酸
6.碳族元素位于周期表中的第 族,碳原子的电子式是 ,
硅的原子结构示意图是 ,C60、金刚石和石墨等由碳元素形成
的性质不同的单质,是碳的 。在质量均为12克且均由12C形
成的C60、金刚石、石墨的单质中,含有的共价键的物质和量分别是 、
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、 ;CO2是含有 键的 分子填“非极性”或(
“极性”,其结构式是 ,形成的晶体是 晶体,在高温高压)
等特殊条件下,可将CO2转化为硬度超过SiO2的晶体,则在这样的晶体中
与一个C原子紧邻的氧原子有 个,在44克该晶体中含有
个C—O键。
7.SiO2属_______性氧化物,它__________直接跟水化合成对应的酸,但它
是_________酸的酸酐。实验室里盛放碱液的玻璃试剂瓶不能用玻璃塞,
而常用橡皮塞是因为(用化学方程式表示)___________________________;
玻璃瓶也不能盛装氢氟酸,是因为(用化学方程式表示):
。
8.配平下列化学方程式,标出电子转移方向和数目:
Mg + SiO2 = Mg2Si + MgO
该反应中,氧化产物与还原产物的物质的量之比是 。
第 十 章 碳族元素 无机非金属材料
第二课时 硅 二氧化硅 无机非金属材料
【考纲要求】
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1.掌握硅和二氧化硅的结构、物理性质、化学性质、用途和制法,能从数学立体几何知识的角度理解硅和二氧化硅的晶体结构。
2.了解硅酸盐工业的含义和原理,掌握水泥和玻璃的工业制法,化学成分和化学反应原理。
3.了解无机非金属材料结构和性质特征以及它们的特殊用途。
教与学方案 笔记与反思
【自学反馈】
一、硅及其化合物
1. 硅:(1)硅元素在自然界的存在形态 ;
(2)晶体结构 、键角 、键能 ;
(3)物理性质 ;
(4)化学性质:常温下 、
、
加热时 ;
工业制法 ;
高纯硅的制取 。
2.二氧化硅:(1)在自然界的存在形式 ;
(2)晶体结构 ;
(3)物理性质 ;
(4)化学性质 、
、
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;
(5)用途 。
3.硅酸:(1)组成 ;
(2)特性 ;
(3)制法 。
4. 硅及其化合物的性质及转变关系如图
5.硅酸盐:
(1)Na2SiO3:俗称 、用途 。
(2)硅酸盐工业:
水泥:原料 ;化学组成 ;
加入石膏的作用 ;
具有水硬性的原因 。
玻璃:原料 ;
反应原理 、
;
化学成分 ;
特种玻璃的制备方法和用途
。
陶瓷:原料 、种类 。
(3)硅酸盐组成的表示方法
二、无机非金属材料
1. 分类:(1)传统: ;
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(2)新型: ;
2.特性:(1) 、(2) 、
(3) 、(4) ;
3.高温结构陶瓷:(1)优点 、
(2)种类:氧化铝陶瓷 、
氮化硅陶瓷 ;
4.光导纤维:(1)成分 、
(2)特点 、
(3)用途 。
.【例题解析】
[例1] 药爆炸的瞬间,可以产生400000atm的超高压和5000℃的超
高温,完全能达到石墨转化成金刚石的条件,你认为将炸药放在水槽
内的最主要原因是 ( )
A.形成高压条件 B.吸热降低温度
C.防止碳粉燃烧 D.溶解爆炸产生的气体
解题思路: 。
易错点: 。
[例2] 原硅酸的分子结构为,它在水溶液中不稳定,
通常在分子间脱水缩聚成网状大分子,这样的缩聚硅酸用通式
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表示,若n为1.5,则其缩聚物的化学式为。已知某缩聚硅酸中硅元
素的质量分数为40.6%,该缩聚硅酸的化学式为_________;其分子结构式为
__________;与NaOH溶液反应的化学方程式为____________________。
解题思路: 。
易错点: 。
【巩固练习】
课堂反馈
1.有一粗铝内含Fe和Si,取等质量样品两份,分别投入稀盐酸和稀强
碱中,放出等物质的量的气体,则Fe和Si的关系为 ( )
A.物质的量比为1:1 B.物质的量比为2:1
C.质量比为4:1 D.质量比为2:1
2.现有下列五个转化:①Na2CO3→Na2SiO3;②CuSO4→CuCl2;
③SiO2→H2SiO3;④CuO→Cu(OH)2;⑤Ca3(PO4)2→Ca(H2PO4)2,其中不
可能通过一步反应实现的是 ( )
A.只有①和② B.只有③和④ C.②③和④ D.②③④和⑤
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3.某溶液中含有ClO-、SiO32-、AlO2-、S2-等四种离子,若向其中加入过量
的盐酸溶液,微热并搅拌,再加入过量NaOH溶液,溶液中大量减少的阴离
子是 ( )
A. ClO-、 B.SiO32-、 C.AlO2-、 D.S2-
4.下列说法正确的是( )
A.二氧化硅溶于水显微酸性
B.从碳到铅,气态氢化物稳定性越来越弱
C.碳族元素不能形成离子化合物
D.硅跟氢氧化钠溶液反应中,硅作还原剂,水作氧化剂
5.新型无机材料碳化钛(TiC)、碳化硼(B4C)、氮化硅(Si3N4)等称为非氧
化物陶瓷,合成这些物质需在高温重要主要条件下进行,在合成工艺中必须
注意 ( )
A.通入充足氧气 B.避免与氧气接触
C.可在氮气氛中合成 D.通入少量氧气
6.“9•11”事件给纽约带来了一场严重的环境灾难——石棉污染,容易使石棉
吸入者患肺癌。已知石棉是硅酸盐矿物,某种石棉的化学式可表示为:
Ca2MgxSiyO22(OH)2 ,x、y的值分别是 ( )
A.8,3 B.5,8 C.3,8 D.5,5
课外作业
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1.常温下不能和单质硅反应的试剂是 ( )
A. 氢氟酸 B. 浓硝酸 C. 氢氧化钾溶液 D. 氟气
2.镁橄榄石Mg2SiO4可以用下列哪一种氧化物形式表示 ( )
A. MgO·SiO2 B. 2MgO·SiO2
C. MgO·2SiO2 D. MgO·3SiO2
3.二氧化硅是酸性氧化物是因为 ( )
A. 硅是非金属 B. 它是非金属氧化物
C. 二氧化硅能跟氢氧化钠反应生成盐和水
D. 它的对应水化物是弱酸,能溶于水
4.下列叙述中,错误的是 ( )
A. 硅在地壳中的含量仅次于氧,居第二位
B. 硅是构成矿物和岩石的主要元素
C. 硅和锗相似,是良好的半导体材料
D. 硅的化学性质不活泼,常温下与氧气、酸、碱都不反应
5.下列化合物中,氧化钙的质量分数为48.3%的是 ( )
A. 3CaO·SiO2 B. CaO·SiO2
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C 2CaO·SiO2 D 3CaO·Al2O3..
6.关于氮化硅陶瓷的性能,下列说法不正确的是 ( )
A. 是一种超硬物质,本身具有润滑性且耐磨损
B. 抗腐蚀能力强,不与任何酸反应 C. 耐高温,不易传热
D. 高温时也能抗氧化,且能抗冷热冲击
7.A、B为两种单质,常温下均为固体。在元素周期表中,A、B两种元素同周期且原子半径A>B。分别取三份完全相同的质量均为1.520g的A、B混合物粉末进行如下实验。
①向第一份试样中加入过量的盐酸,充分反应后放出0.896L气体(标准状况,下同),还余下0.560g残渣。
②向第二份试样中加入过量的10%的NaOH溶液,充分反应后放出0.896L气体,还余下0.960g残渣。
③将第三份试样隔绝空气加强热后,生成一种固体。冷却后,在隔绝空气的条件下加入足量稀盐酸,该固体全部溶解,产生xL气体。
(1)单质A是___________。
(2)混合物中B的质量分数为_______________。
(3)写出实验③中有关反应的化学方程式,并计算x的值。
8.A、B、C、D、E五种物质中均含有同一种元素,它们能发生如下图所示的变化。且该元素的单质用R表示能与强碱溶液反应生成盐2RO3和氢气。()(Na)
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(1) 写出这五种物质的化学式:A 、B 、C 、D 、E 。
(2) 写出下列反应的化学方程式:
A ® D:
A ® B:
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第 十 章 碳族元素 无机非金属材料
第一课时 碳族元素
【例题解析】
1.[解析] 门捷列夫指的类硅,依据其在周期表中的位置,应该是锗(Ge)。
根据同一主族元素性质的递变规律,已不稳定,应更不稳定,但
还原性会更强,所以A项正确。碳比锗活泼,焦炭在高温下可把中的
Ge还原出来,B项也对。C、D两项均违反了同一主族元素性质从上到下的
递变规律)
[答案]CD
2. [解析] 误选D的原因是对相对分子质量和摩尔质量的单位混淆不清。
误选A的原因是单质与化合物的概念不清。同一种元素组成性质不同的几种
单质,例如:、、金刚石、石墨等都是碳元素的同素异形体
[答案]BC n
【巩固练习】
课堂反馈:1.B 2.C 3.D 4.B 5.A 6.B 7.CD 8.C
课外作业:1.B 2.A 3.CD 4.C 5.D
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6.ⅣA; ·C· ;;同素异形体;2mol 2mol 1.5mol
¨
极性键 非极性分子 O==C==O 分子晶体 4 4NA
7. 酸性;不能;硅;原硅;;木塞或胶;2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O;
SiO2+4HF=SiF4+2H2O
8. 4、1、1、2
3:1
第二课时 硅 二氧化硅 无机非金属材料
【参考答案】
【例题解析】
1.[解析] 炸药放入水槽内沉入水下固然可以形成一定压力,但比之于
40000atm便显得微不足道;吸热降温又不利于金刚石的合成;溶解爆炸气
体则明显不合理
[答案]C
2.[解析及答案] 依据通式和含硅40.6%,列出下述
算式求n值,,解,故化学式为
,分子结构式为:,它是二元酸,与NaOH反应
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生成盐:
【巩固练习】
课堂反馈:1.BC 2.B 3.AD 4.BD 5.BC 6.B
课外作业:1.B 2.B 3.C 4.D 5.B 6.B
7.由题意可知,②中0.56g单质与NaOH反应产生的为,只能是Si而不是Al,,恰好产生;①中,0.96g单质产生,则应为Mg,因为,符合,故A为Mg,B为Si。
(2)Si的质量分数为
(3)
0.04mol 0.02mol
0.02mol 0.02mol
故x=0.448。
(1)Mg (2)Si的质量分数为36.8%
(3),
,x=0.448l。
8. (1) SiO2;CaSiO3;Na2SiO3;Si;H2SiO3或H4SiO4()
(2) 2C+SiO22CO↑+Si; SiO2+CaCO3(固)CaSiO3+CO2↑
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