《碳硅及其化合物》导学案中学教育高考_中学教育-中学学案.pdf

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1、优质资料 欢迎下载 碳、硅及其化合物导学案【考纲解读】1了解 C、Si 元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2了解 C、Si 元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。3以新材料、新技术为背景考查 C、Si 元素及其重要化合物的性质及应用。【理主干脉】硅及其化合物的转化关系 单质 氧化物盐 酸 【回扣教材】（必 1P81-1）1.下列物品或设备：陶瓷餐具 砖瓦 水泥路桥 门窗玻璃 水晶镜片 石英钟表 玛瑙手镯 硅太阳能电池 石英光导纤维 计算机芯片。（1）用到硅单质的_;（2）所用材料为 SiO2或要用到 SiO2的是_;（3）所用材料为硅酸盐的是_。（必 1P81-4）2.赏心悦目的雕花玻

2、璃是用下列物质中的一种对玻璃进行刻蚀而制成的。这种物质是（）A.盐酸 B.氢氟酸 C.烧碱 D.纯碱（必 1P81-7）3.写出下列反应的化学方程式：（1）纯净的石英与烧碱制水玻璃_。（2）纯碱与二氧化硅共熔制水玻璃_。【基础知识梳理】考点一 碳、硅单质的化学性质,碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。化学性质 C Si 还原性 与单质反应（氧气）O2 F2 与酸反应 浓硫酸 与氢氟酸 浓硝酸 与碱溶液反应 应用 优质资料 欢迎下载【基础训练】1下列关于碳族元素的叙述，不正确的是 A碳族元素的化合物主要是共价化合物 B 碳族元素的单质都是导体或半导体 C自然界中大量存在着碳族元素中某元素的气

3、态氢化物 D碳族元素形成的化合物多于其他族元素形成的化合物 2下列关于硅的说法中，不正确的是 A硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料 B硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料 C硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应 D加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应 考点二 碳、硅的氧化物 二氧化碳和二氧化硅的比较（完成创新设计P74 表格）【基础训练】3下列关于碳和硅的氧化物说法正确的是_。碳和硅的氧化物都是酸性氧化物 二氧化硅分子由 1 个硅原子和 2 个氧原子构成 二氧化硅不与水及任何酸反应 CO2、CH4等气体都是温室气体 CO 常作还原剂，PbO2常作氧化剂 碳在高

4、温下与 SiO2反应，作还原剂，但碳的非金属性比硅强 4下列离子方程式，正确的是 （）A澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca2+2OH+CO2=CaCO3+H2O B碳酸钠溶液中加入二氧化硅：CO32+SiO2=SiO32+CO2 C二氧化硅与烧碱溶液反应：SiO2+OH=SiO32+H2O D硅酸与烧碱溶液中和：H2SiO3 +2OH=SiO32+2H2O【练后归纳】、拓展（创新设计P）考点三 硅酸硅酸盐及无机非金属材料（完成创新设计P75）【基础训练】5能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是 （）ACO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水 BCO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀 C高温下 S

5、iO2与碳酸盐反应生成 CO2 D氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀 6.将足量 CO2气体通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后得到的固体物质是（）A.Na2SiO3 B.Na2CO3、Na2SiO3 C.Na2CO3、SiO2 D.SiO2 7赛伦的化学通式为 Si6xAlxOxN8x，以耐高温、高强度、超硬度、耐磨损、抗腐蚀等性能为主要特征，因此，在冶金、机械、光学、医学等领域有重要应用它属于()A金属材料 B有机高分子材料 C新型无机非金属材料 D无机高分子材料 8北京奥运金牌“金玉合璧”(如图)上的环形玉是产自新疆

6、的和田玉，和田玉是一种具有链状结构的含水钙镁硅酸盐 某种和田玉的化学成分为 Ca2Mg3Fe2(Si4O11)2(OH)2，下列有关叙述中正确的是()A 将该和田玉的化学式改写成氧化物的形式表示如下：2CaO3MgOFe2O38SiO2H2O B该和田玉能抵抗任何酸或碱的腐蚀 及其重要化合物对环境质量的影响以新材料新技术为背景考查元素及其重要化合物的性质及应用理主干脉硅及其化合物的转化关系单质氧化物盐酸回扣教材必下列物品或设备陶瓷餐具砖瓦水泥路桥门窗玻璃水晶镜片石英钟表玛瑙手的雕花玻璃是用下列物质中的一种对玻璃进行刻蚀而制成的这种物质是盐酸氢氟酸烧碱纯碱必写出下列反应的化学方程式纯净的石英与烧

7、碱制水玻璃纯碱与二氧化硅共熔制水玻璃基础知识梳理考点一碳硅单质的化学性质碳硅在参与质资料欢迎下载基础训练下列关于碳族元素的叙述不正确的是碳族元素的化合物主要是共价化合物碳族元素的单质都是导体或半导体自然界中大量存在着碳族元素中某元素的气态氢化物碳族元素形成的化合物多于其他族元素形成的优质资料 欢迎下载 C该和田玉中 Fe 的化合价为2 价 D该和田玉是由 5 种氧化物组成的混合物【能力提升】1硅及其化合物是带来人类文明的重要物质。下列说法正确的是()A陶瓷、水晶、水泥、玻璃都属于硅酸盐 B水玻璃是纯净物，可用于生产黏合剂和防火剂 C某硅酸盐的化学式为 KAlSi3O8，可用 K2O Al2O3

8、 6SiO2表示 D高纯硅可用于制造光导纤维，高纯二氧化硅可用于制造太阳能电池 2下列有关说法错误的是()A氢氟酸不能盛放在玻璃试剂瓶中 B玻璃、水晶、陶瓷的主要成分均是硅酸盐 C灼烧 NaOH 固体时不能使用瓷坩埚，因为瓷坩埚中的 SiO2能与 NaOH 反应 D二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反应生成硅酸 3下列关于无机非金属材料的说法中不正确的是()A传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料 B新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的许多缺点 C高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点 D传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主

9、要成分都是硅酸盐 4.(2008 广东)硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：石英砂 焦炭高温粗硅 HCl573 K以上SiHCl3(粗)精馏SiHCl3(纯)H21 357 K高纯硅 写出由纯 SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式_。整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成 H2SiO3、HCl 和另一种物质，写出配平的化学反应方程式_；H2还原 SiHCl3过程中若混入 O2，可能引起的后果是_。(2)下列有关硅材料的说法正确的是_(填字母

10、)。A碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥 B氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承 C高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料光导纤维 D普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高 E盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象并给予解释：。5含 A元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含 A元素的一种化合物 C可用于制造高性能的现代通讯材料光导纤维，C与烧碱溶液反应生成含 A元素的化合物 D.(1)在元素周期表中，A位于_族，与 A同族但相对原子质量比 A小的元素 B的原

11、子结构示意图为_，A与 B在原子的电子层结构上的相同点是_.(2)易与 C发生化学反应的酸是_，反应的化学方程式是_.及其重要化合物对环境质量的影响以新材料新技术为背景考查元素及其重要化合物的性质及应用理主干脉硅及其化合物的转化关系单质氧化物盐酸回扣教材必下列物品或设备陶瓷餐具砖瓦水泥路桥门窗玻璃水晶镜片石英钟表玛瑙手的雕花玻璃是用下列物质中的一种对玻璃进行刻蚀而制成的这种物质是盐酸氢氟酸烧碱纯碱必写出下列反应的化学方程式纯净的石英与烧碱制水玻璃纯碱与二氧化硅共熔制水玻璃基础知识梳理考点一碳硅单质的化学性质碳硅在参与质资料欢迎下载基础训练下列关于碳族元素的叙述不正确的是碳族元素的化合物主要是共

12、价化合物碳族元素的单质都是导体或半导体自然界中大量存在着碳族元素中某元素的气态氢化物碳族元素形成的化合物多于其他族元素形成的优质资料 欢迎下载(3)将 C与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成 D.同时还生成 B的最高价氧化物 E；将全部的 E与全部的 D在足量的水中混合后，又发生化学反应生成含 A的化合物 F.写出生成 D和 F的化学方程式：_.要将纯碱高温熔化，下列坩埚中不可选用的是_.A普通玻璃坩埚 B石英玻璃坩埚 C氧化铝坩锅 D铁坩锅(4)100 g C与石灰石的混合物充分反应后，生成的气体在标准状况下的体积为 11.2 L,100 g混合物中石灰石的质量分数是_.6（2009浙江）

13、单晶硅是信息产业中重要的基础材料通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度 450500)，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图 相关信息如下：a四氯化硅遇水极易水解；b硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；c有关物质的物理常数见下表：物质 SiCl4 BCl3 AlCl3 FeCl3 PCl5 沸点/57.7 12.8 315 熔点/70.0 107.2 升华温度/180 300 162 请回答下列问题：(1)写出装置 A中发生反应的离子方程式_.(2)装置 A中 g 管的作用是

14、_；装置 C中的试剂是_；装置 E中的 h 瓶 需要冷却的理由是_.(3)装置 E中 h 瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是_(填写元素符号)(4)为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，使铁元素还原成 Fe2，再用 KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是：5Fe2MnO48H=5Fe3Mn24H2O 滴定前是否要滴加指示剂？_(填“是”或“否”)，请说明理由 _.某同学称取 5.000 g残留物，经预处理后在容量瓶中配制成 100 mL 溶液，移取 25.00 mL 试样溶液，用

15、 1.000102 molL1 KMnO4标准溶液滴定达到滴定终点时，消耗标准溶液 20.00 mL，则残留物中铁元素的质量分数是_.及其重要化合物对环境质量的影响以新材料新技术为背景考查元素及其重要化合物的性质及应用理主干脉硅及其化合物的转化关系单质氧化物盐酸回扣教材必下列物品或设备陶瓷餐具砖瓦水泥路桥门窗玻璃水晶镜片石英钟表玛瑙手的雕花玻璃是用下列物质中的一种对玻璃进行刻蚀而制成的这种物质是盐酸氢氟酸烧碱纯碱必写出下列反应的化学方程式纯净的石英与烧碱制水玻璃纯碱与二氧化硅共熔制水玻璃基础知识梳理考点一碳硅单质的化学性质碳硅在参与质资料欢迎下载基础训练下列关于碳族元素的叙述不正确的是碳族元素

16、的化合物主要是共价化合物碳族元素的单质都是导体或半导体自然界中大量存在着碳族元素中某元素的气态氢化物碳族元素形成的化合物多于其他族元素形成的优质资料 欢迎下载 碳、硅及其化合物导学案【回扣教材】1.（1）（2）（3）2.B （）SiO2NaOH Na2SiO3H2O （）SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2 【基础训练】C C D B A C C 能力提升 1.C2 B3 D 4.SiHCl3H2=Si3HCl SiHCl33H2O=H2SiO33HClH2 氧气与氢气混合，可能引起爆炸；氧气可能会氧化 SiHCl3(2)BC(3)现象：试管中有白色胶状沉淀生成，并且有刺激性气味气体生

17、成；解释：Na2SiO3和 NH4Cl 均能够水解，二者相互促进，Na2SiO3水解生成 H2SiO3，NH4Cl 水解产生 NH3。5.（1）A 最外层均有 4 个电子，最内层均有 2 个电子（2）氢氟酸 SiO2+4HF=SiF4+2H2O（3）SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2 Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3 A、B、C（4）50%6.(1)MnO24H2ClMn2Cl22H2O (2)使 SiCl4冷凝 (3)Al、P、Cl(4)否 KMnO4溶液自身可作指示剂 4.480%【解析】制四氯化硅是由粗硅与 Cl2反应得到的，所以必须先制得 Cl2，因

18、 SiCl4极易水解，所以 Cl2须干燥，再根据表格数据分析提纯 SiCl4的方法。(1)书写的是离子方程式，B中盛装饱和食盐水除去 HCl，C用浓 H2SO4除水以制得干燥纯净的 Cl2；(2)A 中用恒压分液漏斗平衡压强，使液体顺利流下；h 瓶用冷却液冷却，主要目的是得到SiCl4；(3)精馏粗产物得到 SiCl4，温度应控制在 57.7 C，此时 BCl3已汽化，但 AlCl3、FeCl3、PCl3均残留在瓶中，所以残留杂质元素是 Fe、Al、P、Cl，(4)中滴定时 MnO4-是自身指示剂，终点时变为紫红色且 30 s 内不变即可读数；中 5Fe2MnO4-5 1 x 1.000102

19、 mol L1 20 mL103LmL1 2.000104 mol x1.000103 mol，从 100 mL 中取出 25 mL，原溶液中 n(Fe2)4.000103 mol，w4.480%。及其重要化合物对环境质量的影响以新材料新技术为背景考查元素及其重要化合物的性质及应用理主干脉硅及其化合物的转化关系单质氧化物盐酸回扣教材必下列物品或设备陶瓷餐具砖瓦水泥路桥门窗玻璃水晶镜片石英钟表玛瑙手的雕花玻璃是用下列物质中的一种对玻璃进行刻蚀而制成的这种物质是盐酸氢氟酸烧碱纯碱必写出下列反应的化学方程式纯净的石英与烧碱制水玻璃纯碱与二氧化硅共熔制水玻璃基础知识梳理考点一碳硅单质的化学性质碳硅在参

20、与质资料欢迎下载基础训练下列关于碳族元素的叙述不正确的是碳族元素的化合物主要是共价化合物碳族元素的单质都是导体或半导体自然界中大量存在着碳族元素中某元素的气态氢化物碳族元素形成的化合物多于其他族元素形成的优质资料 欢迎下载 及其重要化合物对环境质量的影响以新材料新技术为背景考查元素及其重要化合物的性质及应用理主干脉硅及其化合物的转化关系单质氧化物盐酸回扣教材必下列物品或设备陶瓷餐具砖瓦水泥路桥门窗玻璃水晶镜片石英钟表玛瑙手的雕花玻璃是用下列物质中的一种对玻璃进行刻蚀而制成的这种物质是盐酸氢氟酸烧碱纯碱必写出下列反应的化学方程式纯净的石英与烧碱制水玻璃纯碱与二氧化硅共熔制水玻璃基础知识梳理考点一碳硅单质的化学性质碳硅在参与质资料欢迎下载基础训练下列关于碳族元素的叙述不正确的是碳族元素的化合物主要是共价化合物碳族元素的单质都是导体或半导体自然界中大量存在着碳族元素中某元素的气态氢化物碳族元素形成的化合物多于其他族元素形成的