第七章碳族元素 无机非金属材料.doc
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1、 第七章 碳族元素 无机非金属材料第一课时 碳族元素一、碳族元素1结构特点包含元素:_、_、_、_、_,碳族元素的原子最外层均有_个电子,位于元素周期表_ 族2主要化合价:碳族元素的主要化合价有_价和_ 价。其中C、Si、Ge、Sn的_价化合物稳定,Pb的_价化合物稳定。3化合物通式(R代表碳族元素):氢化物:_,最高价氧化物:_,最高价含氧酸:_和 _ 。4性质递变规律(1)碳族元素随核电荷数增大,元素的非金属性逐渐_,金属性逐渐_。(2)单质的密度逐渐_,单质的熔沸点逐渐_。(3)气态氢化物的稳定性逐渐_。(4)最高价氧化物的水化物的酸性逐渐_,碱性逐渐_ 。特别注意: (1)碳族元素单质
2、的熔沸点大致随核电荷数的增多而降低,这与碱金属相似,但变化实质不同,碱金属全部是金属,熔点随金属键的减弱而降低;而金刚石、晶体硅、锗是原子晶体,其熔点随共价键的减弱而降低。(2)与同周期的氮族、氧族、卤族元素比较,碳族元素的非金属性都_ 。练一练:下列关于碳族元素的说法中,错误的是()A它们从上到下由非金属性向金属性递变的趋势比卤族元素明显 B碳族元素的气态氢化物的稳定性从上到下逐渐减弱C碳族元素原子的最外层都有4个电子 D主要化合价有2价和4价,大多数2价化合物稳定二、碳及其化合物1碳的同素异形体:碳的同素异形体有_ 、_ 、_ 等。2碳单质的化学性质(1)可燃性(2)还原性:与CO2反应:
3、CO2C2CO 与H2O反应:H2OCCOH2与氧化铜反应:CuOCCuCO2(3)氧化性C2H2CH43碳的氧化物比较COCO2氧化物类型不成盐氧化物酸性氧化物实验室制法(原理)HCOOHH2O+COCaCO32HCl=CaCl2CO2H2O工业制法(原理)H2OCCOH2CaCO3CaOCO2化学性质可燃性2COO2=2CO2;还原性Fe2O33CO=2Fe3CO2 具有酸性氧化物的通性 与Na2O2反应:Na2O22CO2=2Na2CO3O2 与Mg反应:2MgCO2=2MgOC检验方法点燃后在火焰上方罩上干燥小烧杯,无水雾出现;而罩上沾有澄清石灰水的烧杯,则出现浑浊使澄清的石灰水变浑浊
4、,反应方程式为:CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O毒性剧毒,能与人体内 结合,使人体因缺氧而中毒 毒,是造成_的主要气体想一想:在下列反应中碳都表现了什么样的性质?2CuOC2CuCO2;SiO2CSi2CO;SiO23CSiC2CO方法规律技巧1碳酸盐性质的一般规律(1)水溶性:含K、Na、NH4的正盐易溶于水,其余一般不溶于水;酸式盐均易溶于水。一般地,在相同温度下,难溶性正盐溶解度小于其酸式盐溶解度,如溶解度Ca(HCO3)2CaCO3;而可溶性正盐溶解度大于其酸式盐溶解度,如溶解度Na2CO3NaHCO3。(2)热稳定性一般地,热稳定性顺序为:正盐酸式盐碳酸,如Na2CO3NaHC
5、O3H2CO3。可溶性正盐难溶性正盐,如CaCO3高温分解,而K2CO3不易分解。(3)与强酸反应均能产生CO2(4)与强碱反应生成对应盐酸式盐均能与强碱反应,如HCO3OH=CO32H2O含NH4的可溶性正盐均与强碱反应,如NH4OH=NH3H2O不含NH4的可溶性正盐均能与含Ba2、Ca2的碱反应,如Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH(5)与盐反应,如Na2CO3BaCl2=BaCO32NaCl;3NaHCO3AlCl3=Al(OH)33CO23NaCl试题调研调研一碳族元素例1根据碳族元素的相似性与递变性,一般性与特殊性的知识,判断下列说法正确的是()ACO2、PbO2均为
6、强氧化剂 BCO2、PbO2都是弱氧化剂而CO、PbO都是还原剂CSn(OH)4可与NaOH反应而不和HCl反应 D锗单质的熔点介于Pb、Si之间,是半导体材料牛刀小试1下列有关碳族元素的说法正确的是()A与其它元素化合时易形成共价化合物 B不能形成离子化合物 C单质晶体均为原子晶体 D它们均以4价为稳定价态 调研二碳的化合物的性质例2(2009年全国理综)下列叙述中正确的是()A. 向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2 至沉淀恰好溶解,再向溶液中加入NaHCO3 饱和溶液,又有CaCO3沉淀生成B. 向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸,生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为
7、12.C. 等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,在同温同压下,生成的CO2体积相同D. 向Na2CO3饱和溶液中通入CO2,有NaHCO3结晶析出牛刀小试2某二价金属的碳酸盐和碳酸氢盐的混合物跟足量盐酸反应时消耗的H和产生CO2的物质的量之比为54,该混合物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比为()A12B23 C34 D45【解析】该碳酸盐为MCO3,其物质的量为x,碳酸氢盐的化学式为M(HCO3)2,其物质的量为y,则由消耗H和产生CO2的关系可得:,.所以碳酸盐与碳酸氢盐的物质的量之比为23。【答案】B 调研三碳及其化合物的转化例3V、W、X、Y、Z是由周期表中120号部分
8、元素组成的5种化合物,其中V、W、X、Z均由两种元素组成。上述5种化合物涉及的所有元素的原子序数之和等于35。它们之间的反应关系如下图:(1)5种化合物分别是:V_、W_、X_、Y_、Z_;(填化学式)(2)由上述5种化合物中的某2种化合物反应可生成一种新化合物,它包含了5种化合物中的所有元素,生成该化合物的化学方程式是_;(3)V的电子式是_。牛刀小试3(2010长沙质检)化合物A、B、C、D各由两种元素组成,甲、乙、丙是三种单质。这些常见的化合物与单质之间存在如下图所示的关系(已知化合物C是一种有机物)写出下列物质的化学式:A_,B_,D_,甲_。课时作业(十七)一、选择题1下列关于碳族元
9、素的说法中,错误的是()A它们从上到下非金属性向金属性递变的趋势比卤素明显 B碳族元素的气态氢化物的稳定性从上到下逐渐减弱C碳族元素原子的最外层都有4个电子 D主要化合价有2价和4价,大多数2价化合物稳定2下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是()硅是构成一些岩石和矿物的基本元素;水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品;高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料AB C D3少量下列物质在试管中加热,最后无固体残留物的是()ANH4HCO3 BCaCO3 CFe(OH)3 DNaHCO34目前,关于二氧化碳是否为大气污染物有不同的观点。认为“二氧化碳不是大气污染物”的理由是(
10、)二氧化碳是重要的化工原料;二氧化碳是植物光合作用的必需原料;二氧化碳是无色、无味、无毒的气体除二氧化碳外,甲烷、一氧化二氮也是温室气体A B C D5新发现的114号元素X,位于元素周期表第7周期A族,下列关于X元素性质的推测,合理的是()AX是非金属元素 B有稳定的氢化物XH4 CX的2价化合物比4价化合物稳定 DXO2具有强还原性6目前某些保健品中含有锗元素(Ge),已知锗在周期表中位于第四周期A族。下列有关锗的叙述正确的是()A锗的原子序数为24 B锗可以生成化学式为Na2GeO4的盐 C锗的金属活动性比钠强 D单质锗是半导体材料7与下列五项有关的一种元素是()主要化合价是2价和4价,
11、其中2价化合物稳定;处于元素周期表中A族;不具有同素异形体;不能作半导体材料;蓝白色固体A碳B硅 C锗 D铅8(2010山西省二模)当下列物质:大理石、钟乳石、锅垢、贝壳、蛋壳,分别滴加醋酸时,会产生相同气体的是()A只有 B只有 C只有 D9下列有关碳的氧化物的叙述中正确的是()A长期盛放NaOH溶液的滴瓶不易打开,是因为NaOH与瓶中的CO2反应导致瓶内气体减少形成负压BCO气体有毒,是造成煤气中毒的主要原因,在生有炉火的居室中多放几盆水可防止煤气中毒C水滴石穿主要是溶解了CO2的雨水与CaCO3长期作用生成了可溶性的Ca(HCO3)2的缘故D将CO2通入CaCl2溶液可以产生白色沉淀10
12、下列离子方程式的书写正确的是()ANa2SiO3溶液中通入CO2:Na2SiO3CO2H2O=2NaCO32H2SiO3B饱和Na2CO3溶液中通入CO2:2NaCO32CO2H2O=2NaHCO3CCaCO3与盐酸反应:CO322H=CO2H2OD碳酸氢钠溶液与氢氧化钙溶液反应:HCO3OH=H2OCO3210解析A应为SiO32CO2H2O=H2SiO3CO32;Na2CO3的溶解度要大于NaHCO3,故B中有NaHCO3沉淀析出,B正确;C应为CaCO32H=Ca2H2OCO2;NaHCO3溶液与少量Ca(OH)2溶液反应的离子方程式为2OHCa22HCO3=CaCO32H2OCO32,
13、NaHCO3溶液与足量Ca(OH)2溶液反应的离子方程式为HCO3OHCa2=H2OCaCO3,故D错误。答案B;11将CO2通入NaOH溶液中,当CO2与NaOH开始反应时,两者的质量比为m(CO2)m(NaOH)1115,则下列说法正确的是()A溶液中只有一种阴离子(OH除外) B溶液中溶质的物质的量之比为12C反应后有CO2逸出 D反应后的溶液还可以吸收部分CO212将CO2分别通入下列物质的溶液中,溶液会变浑浊的是()饱和Na2CO3Na2SiO3NaAlO2CH3COONaCa(ClO)2CaCl2CaCO3C6H5ONaA B C D二、非选择题13(2010福建福州模拟)将足量C
14、O2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中,生成沉淀的物质的量n和通入CO2体积(V)的关系如下图所示:(1)请写出OA、AB、BC段反应的离子方程式:OA:_,AB:_,BC:_。(2)若原溶液中KOH和Ca(OH)2均为0.1 mol,则沉淀的物质的量n0.1 mol时,CO2的体积V为_(在标准状况下)。14(2011黄冈模拟)某学生拟用50 mL NaOH溶液吸收CO2气体,制备Na2CO3溶液。为了防止通入的CO2气体过量而生成NaHCO3,他设计了如下实验步骤:取25mL NaOH溶液吸收过量的CO2气体,至CO2气体不再溶解;小心煮沸溶液12min排出溶液中溶解的二氧化碳气体;
15、在得到的溶液中加入另一半(25mL)NaOH溶液,使溶液充分混合。(1)他能否制得较纯净的Na2CO3?_,理由是_。(2)按他的设计,第步实验装置如下图所示。装置A使用的试剂是石灰石和盐酸。可否使用纯碱代替石灰石?_。原因是_装置B使用的试剂是_,作用是_。为了便于后续实验的煮沸、混合等操作,装NaOH溶液的容器还可使用_(填仪器名称)。(3)有人认为实验步骤的顺序对调,即先混合,再煮沸更合理,你认为对吗?_(填“合理”或“不合理”)。为什么?_。15对CO和CO2的混合气体进行间歇性分离及干燥的实验装置,设计如图:(1)如图装置中,甲瓶中所盛的溶液是_,乙瓶所盛的溶液是_。(2)当两个活塞
16、_(填“A”或“B”)处于开启,_(填“A”或“B”)处于关闭状态时,导入的混合气体可先分离得到干燥的_气体;然后当两个活塞分别变为_(填“A”或“B”)处于开启,_(填“A”或“B”)处于关闭状态时,可分离得到干燥的_气体,此时有关反应的离子方程式为_。(3)上述操作得到的气体均不够纯净,其主要原因是_。16已知固体混合物A由NaHCO3、KHCO3、MgCO3、CaCO3四种物质中的两种混合而成。请通过计算和推理回答下列各小题:(1)取A与足量的盐酸反应;当A的物质的量一定时,无论两种物质以何种比例混合,生成气体的量均为一定值,则A的组成可能有_种。当A的质量一定时,无论两种物质以何种比例
17、混合,生成气体的量均为一定值,则A可能的组成是(填写化学式):_、_;_、_;_、_。(可以不填满)(2)若先将A加热,剩余固体再与足量的盐酸反应,且先后两次产生的气体分别通过足量的澄清石灰水生成的沉淀均为10.0 g,则A的物质的量为_mol。第二课时 硅 无机非金属材料一、硅硅的性质(1)存在:在自然界中只以_形式存在。(2)主要的物理性质:晶体硅是_色、有金属光泽、硬而脆的固体,它的结构类似于金刚石,熔、沸点_,是良好的 材料。(3)化学性质与非金属反应:SiO2=SiO2;Si2F2=SiF4 与强碱反应:Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2 与HF反应:Si4HF=SiF42H
18、2二、二氧化硅1物理性质:SiO2属于原子晶体、熔、沸点_ 、硬度大、_ 溶于水。2化学性质(1)具有酸性氧化物的通性。与碱性氧化物CaO反应的化学方程式为:CaOSiO2=CaSiO3 与NaOH溶液反应:SiO22NaOH=Na2SiO3H2O与C在高温下反应:SiO22C=Si2CO 与HF反应:SiO24HF=SiF42H2O3用途:制造光导纤维、光学仪器、玻璃材料和建筑材料。【注意】盛NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,原因是SiO2与NaOH溶液反应生成Na2SiO3而发生粘连。三、硅酸、硅酸盐1硅酸(H2SiO3)(1)弱酸性向Na2SiO3溶液中通入CO2,反应的离子方程式为:(
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- 第七章 碳族元素 无机非金属材料 第七 元素 无机 非金属材料
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