2022年高一化学教案第一节碳族元素 .pdf

第一节 碳族元素教学目标知识目标：掌握碳族元素名称、符号和它们在周期表中的位置及其原子结构特点。掌握碳族元素性质上的相似性、递变性和特殊性。并能用物质结构和元素周期律等知识解释其原因。认识硅和二氧化硅的化学性质和用途。能力目标：应用物质结构、元素周期律的理论知识指导元素化合物知识的学习。明确“位置、结构、性质”之间的关系。培养学生的知识迁移能力。情感目标：渗透量变到质变，对立统一规律等辩证唯物主义观点在学习元素化合物知识中的应用。教学建议教材分析本节教材以原子结构、元素周期律的理论为指导，介绍碳族元素及其化合物的知识。教材从学生学过的碳元素入手，引出碳族元素，根据碳族元素在周期表中的位置和结构特点，研究、讨论碳族元素性质递变规律和共性，并以列表的形式简单介绍碳族元素的一些重要性质。在碳族元素中，碳及其化合物的知识已在初中介绍过，所以，本节主要介绍碳族元素中的另一种重要的代表元素硅。教材从已学过的碳和元素周期律的知识入手，着重介绍了硅和二氧化硅的存在、性质、用途。例如，硅作为重要的半导体材料，在电子工业中有广泛的用途；二氧化硅既具有酸性氧化物的共性，又有其特性等。了解这些元素化合物知识，对于扩大学生对非金属和酸性氧化物的认识很有帮助。旧教材中硅一章作为化学第二册中的第一章。其中碳族元素和硅及其重要的化合物分别为第一、二节。新教材中把二者合二为一，降低了难度，增加了知识的广度。学生在学习氧族元素的知识之后，对元素周期律和原子结构理论的运用已经有了一些了解，碳族元素放在后面，就可以对所学知识有更进一步的认识。尤其是碳族元素从非金属性向金属性变化的规律很典型，对复习、巩固元素周期律和原子结构理论有重要作用。为了不使学生感到枯燥，编写时注意联系生产和生活实际。例如，在介绍二氧化硅时，联系生活中常见的石英电子表、石英钟，以及自然界存在的水晶等，并配有插图。为了扩大学生的知识面，激发学生学习化学的兴趣，本书还安排了一段选学内容和一段阅读材料，供教师在教学中选用或供有兴趣的学生课外阅读。在本节教材中，适当地编入了一些“讨论”。例如，在介绍碳族元素知识以前，安排了一个讨论，让学生先根据元素周期律的知识试着推断碳族元素性质变化的一些规律，然后再进行简单的归纳。这样，既复习、巩固了所学知识，也加深了对新学知识的理解。同时，还能启发学生思考，培养学生的能力。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 30 页 - - - - - - - - - 本节教学重点：碳族元素性质递变规律，硅和二氧化硅的化学性质。碳族元素性质递变的教学建议1掌握A族含碳（ C）、硅（ Si ）、锗（ Ge ）、锡（ Sn）、铅（ Pb）5 种元素。2应用原子结构和元素周期律的理论掌握：（1）本族元素位于周期表里易失电子和易得电子主族元素的中间位置，原子最外层有4个电子，易生成共价化合物（主要指C、Si 等）。（2）各元素最高正价为 4 价。（3）随电子层数递增，元素的非金属性渐弱、金属性渐强。C、Si 为非金属元素， C比Si 非金属性强； Ge 、Sn、Pb为金属元素，金属性依次增强（注意，Sn比 Pb活泼仅适用于水溶液中的反应）。3从氧化还原角度分析，碳、硅、锗、锡的4 价化合物稳定，铅的 2 价化合物稳定。4根据晶体类型和结构掌握，碳和硅的单质熔沸点高于另3 种金属单质，且碳比硅高，锗、锡、铅的单质熔沸点依次降低（反常现象为锡比铅的熔点低）。（备注： *部分不作要求，教师可以根据本地的具体情况灵活掌握。）碳族元素的结构和性质比较下面就碳族元素结构和性质进行了列表对比，教师在授课中可以参考使用。碳硅锗原子结构示意图锡铅原子半径元素的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 30 页 - - - - - - - - - 非金属性和金属性主要化合价4、2 4、2 4、2 4、2 2、4 单质色态金刚石：无色固体石墨：灰黑固体晶体硅：灰黑色固体银白色固体银白色固体蓝白色固体密度熔、 沸点氢化物稳定性最高价氧化物对应的水化物酸性名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 30 页 - - - - - - - - - 二氧化碳和二氧化硅的比较建议教师可以在教学中将二氧化碳和二氧化硅进行对比，特别是二者在物理性质上的差异及其原因。化学式的意义是分子式，可表示二氧化碳的分子组成是化学式，不能表示二氧化硅的分子组成，仅表示其晶体中硅原子与氧原子的个数比为 1：2 物理性质熔、沸点低，硬度小熔沸点较高，硬度较大化学性质酸酐，具有酸性氧化物的通性氧化性与盐的反应酸酐，但不与水反应相应酸的特点为液态酸均为固态酸质碳和硅的比较建议教师在授课中运用比较法，把碳和硅从原子半径、成键特征、化学性质、用途等方面进行比较，这样有利于学生把前后知识联系起来。具体内容请参考下面的小结：原子结构示意图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 30 页 - - - - - - - - - 碳硅原子半径 相对较小相对较大成键特征 难以得失电子，主要靠共价键与其它原子结合晶体硅的结构与金刚石结构相似，是具有正四面体型结构的原子晶体化学性质 在高温和点燃下有强还原性不与碱反应不与反应加热时可与反应常温下和强碱溶液反应常温下和反应用途做还原剂、吸附剂做半导体材料单晶硅、二氧化硅的性质和结构本节主要介绍碳族元素中的另一种重要的代表元素：硅。下面将主要内容作一小结，供教师教课时参考。像碳一样硅原子最外层有四个电子，但是由于硅原子比碳原子多一个电子层，半径比较大。硅元素的非金属性比碳元素弱。常温下，硅的化学性质比较稳定，但能与氟气、氢氟酸反应。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 30 页 - - - - - - - - - 在一定条件下能够与氢氧化钠、氯气、氧气反应。有趣的是， 尽管单质硅的性质比较稳定， 但是自然界中的硅元素并不以游离态的硅存在，只以化合态存在。因此，科学家认为在地球形成时代温度很高，硅与其他元素形成化合物，这些化合物又十分稳定。所以硅在自然界中以化合态存在。单晶硅与金刚石一样具有正四面体型的立体空间网状结构，每个硅原子以四个共价键与其他四个硅原子相连，硅硅键之间的夹角为10928。每 6 个硅原子形成一个闭合的六元环。硅的结构二氧化硅也是原子晶体，其结构可以看作是单晶硅中每个硅硅键的硅原子之间插入了一个氧原子。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 30 页 - - - - - - - - - 二氧化硅的结构（代表硅原子；代表氧原子）教学设计方案一课题：碳族元素（第一课时）教学重点：碳族元素性质递变规律教学过程：引入：我们在初中已经介绍了碳及其化合物的一些性质，请同学们先回忆一下，互相讨论，然后请小组代表说明。提出：我们在高中化学学习了一个非常重要的理论：元素周期律。它是指导我们学习元素化合物知识的工具。“位置、结构、性质”三者之间有着紧密的联系。展示：碳族元素在周期表中的位置。阅读思考 ：1碳族元素在原子结构上的共同点和不同点？2根据所学的元素周期律知识，试推断碳族元素性质变化的一些规律。展示图片 ：碳、硅、锗、锡、铅等元素原子结构特征，要求学生画出它们的原子结构示意图。师生归纳 ：原子结构的相同点和不同点。展示：碳族元素单质的颜色和状态的图片。学生完成碳族元素性质递变的表格，教师讲评订正。小结：碳族元素性质的递变规律。思考： 1 为什么碳族元素容易形成共价化合物？2 为什么单质熔点的变化是从低高低？（其中第二个问题教师可以根据本班实际情况决定取舍。）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 30 页 - - - - - - - - - 解释：事物发展往往是由量变产生质变。其中碳和硅是非金属，锗是典型的两性金属，而锡和铅是典型的金属的事实充分说明了这一点。同时还告诉我们金属和非金属之间没有绝对界限。提出：根据元素周期律的知识，Pb的金属性铋 Sn强，而在金属活动顺序中，Sn的活动性比Pb强，这是否矛盾呢？教师解释 ：前者是干态时失电子能力。后者是在水溶液里失电子能力，条件不同并不矛盾。课堂练习 ：1下列关于碳族元素的叙述中，正确的是（）（A）最外层上有 2 个电子（B）主要化合价均为 +2、+4 （C ）稳定化合价均为 +4 （D）不易形成离子化合物2下列气态氢化物最不稳定的是（）（A） PH3 （B）H2S （C ）HCl （D）SiH43最近科学家制得一种新的分子，它具有空心的类似足球状结构，化学式为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 ）C60中含有离子键（D ）C60的式量为 720 4某元素位于元素周期性表的A族，它是良好的半导体材料，其金属性比非金属性强，所以通常认为它是金属，此元素可能是（）（A） Si （B） Ge （C ）Sn （D） Pb 5下列有关碳族元素的叙述中，不正确的是（）（A）碳族元素易形成共价化合物（B）碳族元素最高价氧化物均易溶于水（C ）碳族元素中硅和锗可作半导体材料（D ）碳族元素的非金属性向金属性递变的趋势没有氮族元素明显名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 30 页 - - - - - - - - - 参考答案： 1D 2D 3 B、C 4 B 5 B、D 知识小结：小结全课的重点内容课后作业：练习题：按照氧化物的形式可表示为， 若将其看做一种盐可表示为。 （1）试根据化合价规则对用上述两种形式表示组成，其氧化物形式应为，其盐的形式应为。（2）已知铅的 2 价化合物是稳定的，则铅的4 价化合物应具有较强的氧化性。与浓盐酸可发生氧化还原反应生成。试写出与浓盐酸发生反应的化学方程式。分析：这是一道信息迁移题。题中铅元素的化合价与铁元素不同，呈2 价和 4价，所以氧化物形式写成，盐的形式写成。，与盐酸的反应可理解为和。答案：（ 1）；（2）迁移点拨： 有一种锰和氧的化合物可以称为高锰酸锰，其中锰元素呈 2 价和 7 价两种价态，则这种化合物的化学式为。答案：或。板书设计 ：一、原子结构相同点：最外层电子数均为4 个不同点：从 C到 Pb电子层数、原子半径依次增大二、元素性质共性( 相似性 ): 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 30 页 - - - - - - - - - 1主要化合价为 +4、+2；2最高价氧化物为XO2型；3氢化物为 XH4型递变规律（从 C 到 Pb）：金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。教学设计方案二课题：碳族元素（第二课时）教学重点：硅及其二氧化硅的化学性质教学过程：引入： 本节主要学习硅及二氧化硅的化学性质。阅读：教材硅在自然界的存在形式一段。讲述：硅的分布与存在展示：硅单质的图片阅读：硅的物理性质一段讲解：硅的物理性质。展示：晶体硅的图片。讨论：根据所学的碳以及元素周期律的知识，归纳出一些硅的化学性质。小结：硅的化学性质。常温下化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，硅不跟其它物质反应。加热条件下，硅能跟一些非金属反应。简介：硅的工业制法。用碳在高温下还原二氧化硅的方法制得粗硅。与氯反应生成的SiCl4液体通过精馏，除去其中的硼、砷等杂质。然后用氢气还原。归纳：硅的用途。硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制成太阳能电池，可制成有良好导磁性、耐酸性的合金。展示：太阳能电池的图片。简要介绍 ：二氧化硅的结构，播放二氧化硅结构的动画。展示：二氧化硅的图片小结：二氧化硅的物理性质和用途。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 30 页 - - - - - - - - - 对比：让学生根据二氧化碳的性质推断二氧化硅的主要化学性质。归纳：二氧化硅是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，但是它不能与水反应。能与氢氟酸、碳酸钙、碳酸钠（制玻璃的主要反应）固体等反应。介绍：硅酸盐组成的表示方法并练习用氧化物形式表示高岭石和钙长石。硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成。表示方法：金属元素氧化物写在前面，再写SiO2，最后写 H2O ；氧化物之间用“”隔开。课堂练习 ：1下列有关物质的用途（括号中为用途）错误的是（）（A）锗和硅（半导体材料）（B）二氧化硅（制光导纤维）（C ）水玻璃（用作粘合剂）（D ）原硅酸（用作耐火材料）2将过量的二氧化碳分别通入氯化钙溶液硅酸钠溶液次氯酸钙溶液饱和碳酸钠的溶液，最终溶液中有白色沉淀析出的是（）（A）（B）（C）（D）参考答案： D；B。（说明：教师可以根据本班具体情况增加硅酸的部分内容。指出其酸性比碳酸还弱。）板书设计 ：三、硅1分布与存在：存在：没有游离态，只有化合态分布：自然界中分布广泛，在地壳中居第二位，仅次于氧。是构成矿物和岩石的主要成分。2物理性质硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。硅的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度大。导电性介于导体和绝缘体之间。3化学性质名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 30 页 - - - - - - - - - 常温下，化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，硅不跟其他物质（如氧气、氯气、硫酸、硝酸等）起反应。在加热条件下，能跟一些非金属反应。（不稳定）4硅的工业制法；。5用途四、二氧化硅1物理性质和用途2化学性质；3硅酸盐组成的表示方法典型例题例 1 下列有关物质的用途（括号中为用途）错误的是（）（A）锗和硅（半导体材料）（B）二氧化硅（制光导纤维）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 30 页 - - - - - - - - - （C ）水玻璃（用作粘合剂）（D ）原硅酸（用作耐火材料）选题目的：考查物质的用途要结合物质的性质。解析：锗和硅的导电性介于导体和绝缘体之间，属于半导体，可作为半导体材料。纯净的二氧化硅晶体具有良好的折光性能，可用于制作光导纤维。水玻璃是Na2SiO3的水溶液，无色、粘稠、粘结性强，既不易燃烧又不易受腐蚀，可用作建筑工业粘合剂，木材、织物的防腐剂、防火剂。原硅酸是一种不溶于水的弱酸，不稳定，在空气中失去一部分水后变成硅酸，因此不能用作耐火材料。答案： D 例 2 下列有关碳族元素的叙述中，不正确的是（）A碳族元素易形成共价化合物B碳族元素最高价氧化物均易溶于水C 碳族元素中硅和锗可作半导体材料D碳族元素的非金属性向金属性递变的趋势没有氮族元素明显解析：此题主要考查碳族元素的单质及化合物性质及其递变规律，碳族元素位于周期表中容易失去电子的主族元素和容易得到电子的主族元素中间位置，容易形成共价化合物，最高价氧化物并不是易溶于水的化合物，如就不溶。硅和锗在周期表的特殊位置，使其导电性介于导体和绝缘体之间，是重要的半导体材料。碳族元素的非金属性向金属性递变的趋势比氮族元素更明显。答案： B、D。启示：碳族元素性质的递变性和前面学过的典型的金属元素碱金属、典型的非金属元素卤族元素联系起来。碳族元素、碱金属和卤族元素的熔点、沸点怎样变化？答案：随着核电荷数的增加，熔点、沸点逐渐降低。例 3 某无色混合气体中可能含有及水蒸气中的两种或多种，当混合气体依次通过： （1）澄清石灰水（无浑浊现象） ；（2）氢氧化钡（有浑浊现象） ；（3）浓硫酸（无现象）；（ 4）灼热氧化铜（变红色）；（ 5）无水硫酸铜（变蓝色）。试分析该混合气体中肯定有什么，肯定没有什么，可能有什么。解析：此题是一道由化学实验现象推断混合气体成分的应用题，要求有扎实的元素及其化合物知识，以及较强的逻辑分析推理能力。 正确解答本题， 可通过下列程序分析推理：（1）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 30 页 - - - - - - - - - 氢氧化钡溶液有浑浊现象，说明混合气体中一定含有。（2）澄清石灰水无浑浊现象，说明混合气体中一定含有气体，否则观察不到题中（ 1）的现象，而且气体的量至少应将完全中和，又因和不能共存，所以肯定不存在。（ 3）浓硫酸起到干燥作用。（ 4）无水硫酸铜变蓝色，说明题中（4）反应中肯定产生了，进一步推出混合气体中肯定含有。CO是否存在无法判断；原混合气体是否有水蒸气无法判断。答案：混合气体中肯定有、和；肯定没有；可能有 CO 、水蒸气。强化训练 ：某无色混合气体，可能含有、水蒸气中的一种或几种。将混合气体依次通过无水硫酸铜、少量品红试液、澄清石灰水、灼热时观察到的现象为：无水硫酸铜不变色，品红试液不褪色，澄清石灰水变浑浊，灼热的变红色。根据以上实验现象可断定，该混合气体是由组成。所以，原混合气体是由和组成。例 4 按照氧化物的形式可表示为，若将其看做一种盐可表示为。（1）试根据化合价规则对用上述两种形式表示组成，其氧化物形式应为，其盐的形式应为。（2）已知铅的 2 价化合物是稳定的，则铅的4 价化合物应具有较强的氧化性。与浓盐酸可发生氧化还原反应生成。试写出与浓盐酸发生反应的化学方程式。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 30 页 - - - - - - - - - 解析：这是一道信息迁移题。题中铅元素的化合价与铁元素不同，呈2 价和 4价，所以氧化物形式写成，盐的形式写成。，与盐酸的反应可理解为和。答案：（1）；（2）强化训练 ：有一种锰和氧的化合物可以称为高锰酸锰，其中锰元素呈 2 价和 7 价两种价态，则这种化合物的化学式为。答案：或。例 5将过量的分别通入溶液溶液溶液饱和的溶液，最终溶液中有白色沉淀析出的是（）A BC D选题目的：对应的酸为碳酸， 碳酸是一种不稳定易分解的二元弱酸，本题实质是考查对碳酸性质的理解。解析：只能与比碳酸更弱的酸的盐反应，生成新酸和新盐， 而不能与酸性较碳酸强的酸的盐反应， 所以，通入溶液中无反应发生， 无沉淀生成，通入溶液中有如下反应：生成沉淀，在通入过量的情况下，沉淀不会溶解。当通入溶液中，将发生如下反应：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 30 页 - - - - - - - - - 但在通入过量时，转为，沉淀将溶解所以当过量通入溶液中，最终无沉淀生成。若通入饱和溶液，将转为，和同属于可溶性的盐，但在同温度时，的溶解度大于的溶解度，而由转化生成的的质量大于原有的质量，且在转化过程中还要消耗溶剂水，故将有沉淀析出。通入过量的对沉淀无影响，故本题答案为。答案： B 启示：在复分解反应中，酸可以和盐反应生成新的酸和新的盐。一般有两种情况，一是较强的酸制较弱的酸，二是高沸点酸制低沸点酸，其中有个别例外情况，如：在溶液中通入，有黑色沉淀生成，溶液中则形成硫酸，这是由于不溶于水，也不溶于一般酸，所以能发生上述反应。这种情况是很少的。本题还涉及到的溶解度的问题，酸式盐的溶解度一般大于相应的正盐的溶解度，但是的溶解度比大，这是例外情况，但不能由此认为是一种难溶于水的物质， 20时，溶解度为 9.6g ，是一种可溶物质。例 6根据金刚石石墨 1.89kJ ，可以得出的结论是（）A石墨比金刚石稳定B石墨和金刚石互为同素异形体C金刚石转变为石墨时能量升高D属于物理变化名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 30 页 - - - - - - - - - 解析：由于各种物质所具有的能量不同，如果反应物的总能量高于生成物所具有的总能量，那么在发生化学反应时，有一部分能量就会转变成热量等形式释放出来，这就是放热反应，如果反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，那么在发生化学反应时，反应物就需要吸收能量才能转化为生成物，这就是吸热反应。所以上式说明金刚石所具有总能量高于石墨所具有的能量，由金刚石转变为石墨时，将有能量向外释放，物质所具有能量较低，则较为稳定，若使其发生化学变化，需要提供更多的能量。由上述转化关系也可说明石墨较金刚石稳定，金刚石转变为石墨时能量降低。上述转化过程没有其他物质参加，仅是由碳元素组成的单质的转化，能量的变化表现出两物质结构的差异，因此金刚石与石墨应为同由碳元素形成的结构性质不同的单质，也就是互为同素异形体，所以，上述变化的实质是由一种物质转变为一种新的物质，是一种化学变化。答案： A、B 启示：元素形成同素异形体的现象较多，如碳元素的同素体有金刚石、石墨、等。氧元素的同素异形体有和（臭氧）。磷元素的同素异形体有白磷和红磷等。同一元素形成的同素异形体是不同的物质，因此在一定条件下的同素异形体的转化属于化学变化。如：金刚石石墨在这种转化中无化合价的变化（单质中元素的化合价均视为0 价），因此不属于氧化还原反应，同时也不属于四类基本反应（化合、分解、置换、复分解）中的任何一类。例 7 草酸晶体与浓硫酸共热可制得CO ，其化学方程式如下：，现利用该反应制取CO气体，要求： a验证 CO 还原性及其氧化产物。 b剩余气体 CO不能排入大气中，并回答有关问题：（1）试从图中选用几种装置（有些可重复使用）连接成一套实验装置，所选用的装置及连接顺序为。（2）用简洁的文字说明所选的装置，如何达到上述两要求：a；b。93）在装置 C中的化学反应方程式为。（4） 本实验有四个酒精灯A、B、 C、 H ， 正确操作时点燃酒精灯的顺序是；试简单说明理由；。熄灭酒精灯的顺序是；试简单说明理由：。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 30 页 - - - - - - - - - （5）用有效气体还原将生成的气体通入过量澄清石灰水中，生成0.75g 白色沉淀，则中值是，值是。选题目的：本题要根据反应原理，实验装置及提供的试剂，实验目的及实验过程进行综合分析，确定实验操作的具体步骤和仪器的连接顺序，根据题意，回答有关实验的一些具体问题。解析：本实验的原理及步骤是，加热草酸晶体，使之分解，制取CO气体，并要求 a验证 CO的还原性及其氧化产物，b剩余气体 CO不能排入大气中。在制取气体时，根据方程式：可知这是一个固体与液体物质在加热条件下制取气体的反应，应选装置A。因为草酸在加热中分解生成CO时，同时有和生成，若不除去则影响CO还原性和进行氧化产物的鉴定。可选用装有苛性钠的U型管以吸收混合气体中的，同时还要配以装有澄清石灰水的装置E。当气体通过 G装置后进行装置E无浑浊出现，说明混合气体中已除尽，然后通过装有浓的洗气瓶进行干燥， 才能进入装置 C与反应，证明 CO 的还原性。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 30 页 - - - - - - - - - 在 C中反应生成 Fe和，证明生成了，只能再次选用装置E，其中溶液在气体通过后出现浑浊，证明在反应中已生成了，这就说明了 CO 的还原性， CO在反应中被氧化为，剩余 CO 不能向空气中排放， 无其他试剂可以将其吸收， 所以将尾气在 H处点燃，使未反应的 CO 转化为。实验中有三处装置使用酒精灯，即A、C、H。正确操作点燃酒精灯的顺序应为AH C 。使分解产生的气体将系统内的空气排净，防止加热时发生爆炸，而熄灭酒精灯的顺序应为C AH 。这是因为要使已被还原的铁粉在CO的气流中冷却， 以防止再被氧化影响实验结果。实验最后给出测定的有关数值，要求确定中的和值：中含氧原子的物质的量：故答案：（ 1）AG EFC EH（2）a草酸分解气体通过装置E时无白色沉淀生成说明其中所含已除尽，通过装置 C反应后气体通过第二个装置E时出现白色沉淀，说明CO的氧化产物为。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 30 页 - - - - - - - - - b尾气在装置 H处点燃，使剩余的CO转化为（3）（4）AH C ，使分解产生的气体把实验系统内的空气排尽，防止加热时引起爆炸C AH ，使热的铁粉在CO气流中冷却，防止铁粉再次被氧化（5）2、3 探究活动（一）水中花园一、教学原理：由于非挥发性溶质 的存在，常使溶剂的物理性质发生变化，渗透作用亦为其中之一。渗透作用与半透膜有关，该膜对透过的物质有选择作用。当某一溶液以半透膜与溶剂分隔时，溶剂可以透过半透膜而进入溶液中，使溶液的液面逐渐升高。然而上升至某一程度后，液面则不在上升，此系统就达到了平衡。而化学花园也是利用这种原理，若于水玻璃 溶液中，加入金属盐 的晶体时，金属离子可与水玻璃作用，在晶体表面形成偏硅酸盐的薄膜 。此薄膜具有半透膜的功效。因而使水玻璃的水经半透膜向晶体内渗透。而渗透的水使晶体溶解，进而使半透膜膨胀破裂，使溶解的金属盐溶液流出。流出液的表面又构成半透膜，水又渗透进入，再度破裂，流出溶解的金属盐溶液。如此继续进行生长。结果形成许多线状物，因此水玻璃溶液中，若加入各种金属盐，可形成各种颜色不同的线状物，构成美丽的化学花园。二、实验步骤 ：1取 40mL的水玻璃溶液 , 置于 250mL的烧杯中 , 2加入 60mL的蒸馏水 , 搅拌均匀3分别取 0.51.5 克的 FeCl3、CuSO4、NiCl2、Co(NO3)2等晶体 , 置于水玻璃溶液中，静置。即可得化学花园。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 30 页 - - - - - - - - - （二）动手制作足球烯分子模型材料：胶水、牙签、硬纸、剪刀。方法：用 12个正五边形和 20 个正六边形，按照每个碳原子都处在一个五边形和两个六边形的顶点上的规则拼粘（可用牙签帮助固定）。方法很简单，而且这个模型做得好了，掉在地上可以弹起来。但是真正做起来需要耐心。（三）动手制作二氧化硅晶体结构的模型材料：用黑、白两色橡皮泥制成的圆球若干，牙签若干。方法：按照下图所示结构，黑色球代表硅原子，白色球代表氧原子。每个硅原子周围有四个氧原子，而每个氧原子周围有两个硅原子，用牙签连接起来。二氧化硅晶体平面示意图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 30 页 - - - - - - - - - 你会发现，这样拼接下去，永远没有尽头，这正是我们要说明的，二氧化硅几个女童实际上是由硅原子和氧原子按1 ：2 的比例组成的立体网状的原子晶体，因此仅仅表示二氧化硅的组成，是化学式，不是分子式。习题精选一、选择题1下列叙述正确的是（）（A）C 、Si 同主族，因此和物理性质相似（B）与高温反应生成，说明比酸性强（C ）C比 Si 非金属性强，因此比热稳定性强（D ）C与高温下能生成 Si，说明 C比 Si 氧化性强2常温下不能与硅反应的是（）（A） 氢氟酸（B）浓硝酸（C） 氢氧化钠溶液（D）氯气3不能由酸酐和水生成的酸是（）（A）（B）（C ）（D）4下列反应有二氧化碳生成的是（）（A）碳和二氧化硅在高温下反应（B）碳和氧化铜在高温下反应（C）水蒸气通过红热的碳（D）炭粉与氧化镁隔绝空气加热5不能用作半导体材料的是（）（A）Si （B）Ge （C）Se （D ）Sn 6下列溶液：氯氟酸、碳酸钠溶液、氨水、水玻璃、浓硝酸、汽油，应盛放在带橡皮塞玻璃瓶中的是（）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 22 页，共 30 页 - - - - - - - - - （A） 只有（B）只有（C） 只有（D）全部7用一种试剂鉴别 4 种溶液，这种试剂可以是（）（A） 盐酸（B）溶液（C ）溶液（D）溴水8下列离子组能在水溶液中大量共存，且加入盐酸可能生成沉淀的是（）（A）（B）（C ）（D）9下列反应发生后能使原溶液质量减轻的是（）（A）通入水玻璃中（B）通入溶液中（C ）放入氢氟酸中（D）（过量）通入石灰水中10下列有关硅酸盐定义合理的是（）（A）硅酸对应的盐（B）原硅酸对应的盐（C ）硅酸和原硅酸对应的盐（D ）以上均不完全11将和的混合物在高温下加热，充分反应后，所得固体的质量为原混合物质量的一半，则原混合物中与物质的量之比及所得固体的成分分别是（）（A）6：5 和（B）5：6 和（C ）6：5 、和（D）无法判断参考答案：1（C） 2 （B）、（ D） 3 （C） 4 （B） 5 （D） 6 （B） 7 （A）、（ D ）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 23 页，共 30 页 - - - - - - - - - 8（A）、（C）可生成 S；D项中与不共存。9（A）、（C） A 项通入的质量小于生成硅酸沉淀的质量，C项反应的质量小于生成气体的质量。10（D ）硅酸盐含硅酸、原硅酸和由它们缩水结合成酸对应的盐。11（A）逸出（气）的质量为原混合物质量的一半。二、填空题1有下列几种物质：晶体硅、金刚石、氯化钠、钠、二氧化硅、三氧化硫、冰， 7 种固体的熔点从高到低的顺序是。2（1）除去中的少量，可使混合气体通过 _ 。（2）除去中的少量和水蒸气可使混合气体通过_ 。（3）除去中的少量，可使混合气体依次通过 _和_。（4）检验中是否混有，可使混合气体依次通过_和_。（5）除去二氧化硅中混有的少量碳酸钙的实验方法是_ 。（6）除去二氧化硅中混有的少量硅酸钠的实验方法是_ 。（7）检验生石灰里含有石英和石灰石的化学方法是_ 。3现有 A、B、C、D、E 5 种元素，它们的原子序数依次增大。已知：E、A元素组成的化合物为，它在空气中能自燃，生成和。D 组成的单质常温常压下为气体，它可与反应，生成单质和 AD的溶液。 AD常温常压下为气体，它的水溶液能与反应，生成和气体。B 和 D同主族。（1）写出这 5 种元素的符号： A 、B 、C 、D 、E 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 24 页，共 30 页 - - - - - - - - - （2）写出上述有关反应的化学方程式：、。4A、B、C、D、E、F、G和甲、乙、丙共10种物质间的反应如下图所示（反应条件均已略去）。已知：组成这 10 种物质的元素均为短周期元素；A和甲为同土族元素形成的单质，它们都具有很高的熔点； B、D、F、G中均为含 A元素的化合物， B的熔点高； D和 Z两种物质易溶于水，且热稳定性强；C和 E通常情况下为气体，丙为液体。试写出有关反应的化学方程式：、。参考答案：1 2解析：（ 1）二氧化碳具有氧化性，一氧化碳具有还原性，二者通过灼热的氧化铜或者氧化铁粉末，一氧化碳转化为二氧化碳。（2）一氧化碳不跟碱性氧化物和碱起反应，使混合气体通过氧化钙和氢氧化钠的固体混合物（又称碱石灰），吸收了二氧化碳和水蒸气。（3）因为二氧化硫对应的亚硫酸的酸性比二氧化碳对应的碳酸的酸性强，使混合气体依次通过饱和碳酸氢钠溶液和浓硫酸，反应方程式为：，同时避免了二氧化碳跟水的反应，又不混入新的杂质水蒸气。不能用碳酸钠溶液，因为二氧化碳会发生如下反应：。（4） 二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊，但是二氧化硫具有还原性和漂白性，二氧化碳不具备这两点性质，因此使气体先通过足量的酸性高锰酸钾溶液（或品红溶液），将二氧化硫吸收后，再通入到足量的澄清石灰水，就可检验是否含有二氧化碳。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 25 页，共 30 页 - - - - - - - - - （5）二氧化硅不跟氢氟酸以外的酸反应，碳酸钙却易溶于稀盐酸或稀硝酸，故除去碳酸钙的方法是：向样品中加入足量稀盐酸，使碳酸钙完全溶解，然后过滤并用蒸馏水洗涤不溶物。（6）二氧化硅不溶于水，而硅酸钠易溶于水。（7）因为石英（）不溶于盐酸，石灰石溶于盐酸并放出二氧化碳气体，而生石灰溶于盐酸不会放出二氧化碳。答案：（ 1）灼烧的粉末（2）和固体的混合物（或其它固体碱性干燥剂）（3）饱和溶液，浓硫酸（4）足量的酸性溶液（或品红溶液），澄清石灰水（5）向样品中加入足量稀盐酸（或稀硝酸）使完全溶液，然后过滤并用蒸馏水洗涤不溶物（6）向样品中加入足量的水，使充分溶解，然后过滤并用蒸馏水洗涤不溶物（7）向样品中加入过量的盐酸，有大量气体放出说明有石灰石，有不溶物存在证明含有石英3（1）H C O F Si （2）4名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 26 页，共 30 页 - - - - - - - - - 根据 A和甲由同主族元素组成且熔点高可知为C和 Si 。三、计算题110g和的混合物高温下充分反应，固体变为8.24g，求所得固体的成分和各自的质量。2将 9g 钠和硅的混合物放入足量水中， 充分反应后固体无剩余， 并产生 6.72L 气体（标准状况），求原混合物中含钠多少g？3自然界存在的碳酸盐类铜矿 （如孔雀石、 青石等）的化学式组成为（a、b 为正整数，且）。（1）将孔雀石、青石矿样分别加入盐酸至完全溶解，耗用盐酸物质的量与产生二氧化碳物质的量之比：孔雀石为 4： 1； 青石为 3： 1。 则它们的化学组成可表示为