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2022高考化学专题复习 专题四 非金属及其化合物 第1讲 碳、硅及其化合物课件PPT
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这是一份2022高考化学专题复习 专题四 非金属及其化合物 第1讲 碳、硅及其化合物课件PPT，共51页。
1.C、Si单质的存在形态、物理性质及用途
3.二氧化硅与二氧化碳的比较
4.CO2的实验室制法(1)反应原理: CaCO3+2HCl CaCl2+CO2↑+H2O 。(2)发生装置:启普发生器。(3)除去CO2中混有的HCl的试剂: 饱和NaHCO3溶液 。(4)收集方法: 向上排空气法 。(5)验满方法: 用燃着的小木条靠近集气瓶口,火焰熄灭 。
二、硅酸、硅酸盐和无机非金属材料
1.硅酸的性质、制备及用途
2.硅酸盐(1)硅酸盐是由 硅、氧 元素和 金属 元素组成的化合物的总称,是构成 地壳岩石的主要成分。(2)Na2SiO3水溶液俗称 水玻璃 ,是无色液体,常用于制作黏合剂、防腐剂 和耐火材料。(3)硅酸钠溶液在空气中易变质,反应的化学方程式为Na2SiO3+H2O+CO2 Na2CO3+H2SiO3↓。
(4)硅酸盐组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成,排列顺序:活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水,如硅酸钠(Na2SiO3)可表示 为 Na2O·SiO2 ,石棉(CaMg3Si4O12)可表示为 CaO·3MgO·4SiO2 。
3.无机非金属材料(1)传统无机非金属材料
玻璃生产中的两个重要反应:Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑ ;CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑ 。
(2)新型无机非金属材料,如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷等。(3)特殊功能的含硅物质a.碳化硅具有金刚石结构,可用作磨料。b.含硅元素4%的硅钢具有导磁性。c.硅橡胶具有既耐高温又耐低温的性质。
(6)SiO2与水反应可制取硅酸 ( )(7)CO2通入水玻璃可以得到硅酸沉淀 ( )(8)水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品 ( )(9)陶瓷、玻璃、水泥都用到石灰石作原料 ( )(10)水玻璃的化学性质稳定,在空气中不易变质 ( )
2.将下列物质和其物理性质或用途用短线连接起来。
3.硅是无机非金属材料的主角,硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。(1)用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧,说明Na2SiO3可用作 阻燃剂 。Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得,高温熔融纯碱时下列 坩埚可选用的是 D 。A.普通玻璃坩埚 B.石英玻璃坩埚C.氧化铝坩埚 D.铁坩埚(2)工业上常利用反应2C+SiO2 Si+2CO↑制备硅单质,该反应中所含元素化合价升高的物质是 C (填化学式,下同),氧化剂是 SiO2 。
考点一 碳、硅及其化合物典例探究例 (2020吉林长春模拟)将足量CO2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)的关系正确的是 ( )
解析 CO2与KOH和Ca(OH)2都会反应,但如果CO2先与KOH反应,则反应后生 成的K2CO3立即会与Ca(OH)2反应生成CaCO3,因此,可以看成CO2先与Ca(OH)2 反应,所以通CO2后立即有CaCO3生成。第二步还要判断CO2是先跟KOH反应 还是先与生成的CaCO3反应,同样可以采用假设法判断,即如果先与CaCO3反 应,则生成的Ca(HCO3)2又会与KOH反应,因此是先与KOH反应,此过程生成沉 淀的物质的量不变,当KOH反应完全,CO2再与CaCO3反应,直至沉淀完全溶解, 故选D。
题组训练题组一 Si单质的存在形态、性质及用途
1.(2020河南洛阳月考)在自然界中,只能以化合态存在的元素是( )A.碳 B.硅 C.硫 D.Au
解析 Si为亲氧元素,在自然界中与一定氧结合形成化合物,B项符合题意。
2.(2020河北保定月考)高速公路两边的太阳能板使用的材料是( )A.硅 B.钛合金C.二氧化硅 D.铅合金
解析 Si常用作半导体材料,应用于芯片、太阳能电池中,A正确。
题组二 二氧化碳的性质
3.(2020湖北宜昌模拟)碳循环(如图)对人类生存、发展有着重要的意义。下 列说法错误的是 ( )
A.碳是构成有机物的主要元素B.光合作用是将太阳能转化为化学能的过程C.化石燃料的大量燃烧是加剧温室效应的原因之一D.石油的年产量是一个国家石油化工发展水平的标志
解析 乙烯的年产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志,D错误。
4.用4种溶液进行实验,下表中“溶液”与“操作及现象”对应关系错误的是 ( )
5.(2020黑龙江牡丹江模拟)下列有关硅及硅的化合物的叙述中,正确的是 ( )A.硅是光导纤维的主要成分B.硅是构成岩石与许多矿物的基本元素C.SiO2是酸性氧化物,不与任何酸发生反应D.可以通过SiO2一步制得硅酸
题组三 二氧化硅的性质
解析 光导纤维的主要成分是二氧化硅,故A错误;硅是亲氧元素,岩石与许多 矿物的基本元素中都有Si元素,故B正确;SiO2是酸性氧化物,但可与氢氟酸发 生反应,故C错误;二氧化硅不溶于水,不能通过SiO2一步制得硅酸,故D错误。
6.(2020吉林延边检测)利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程如下图所示, 下列说法正确的是 ( )A.SiO2属于两性氧化物B.盛放Na2CO3溶液的试剂瓶(玻璃瓶)用玻璃塞C.硅胶吸水后可重复再生D.流程图中的转化都是氧化还原反应
解析 SiO2是酸性氧化物,A错误;Na2CO3溶液呈碱性,试剂瓶(玻璃瓶)不能用 玻璃塞,B错误;题图中有的转化不是氧化还原反应,例如SiO2与NaOH溶液的 反应,D错误。
题组四 二氧化碳与碱反应的图像题
7.向含有0.2 ml NaOH和0.1 ml Ba(OH)2的溶液中持续稳定地通入CO2,当通入气体8.96 L(0 ℃,1.01×105 Pa)时立即停止。则这一过程中,溶液中离子的物质的量与通入CO2的体积关系正确的是(气体的溶解和离子的水解忽略不计)( )
8.向体积均为10 mL且物质的量浓度相同的两份NaOH溶液中分别通入一定 量的CO2得到溶液甲和乙。向甲、乙两溶液中分别滴加0.1 ml·L-1盐酸。此 时反应生成CO2体积(标准状况)与所加盐酸体积间的关系如图所示。则下列 叙述中正确的是 ( )
解析 在氢氧化钠溶液中通入一定量的二氧化碳后,溶液中溶质的组成可能 是NaOH和Na2CO3、Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、NaHCO3四种情况,没有产 生二氧化碳时的反应可能为OH-+H+ H2O和C +H+ HC ,产生二氧化碳的反应为HC +H+ CO2↑+H2O。根据题图可以知道,当V(HCl)=50 mL时,得到的产物为NaCl,由原子守恒可以知道:n(NaOH)=n(NaCl)=n(HCl)=0.1 ml·L-1×0.05 L=0.005 ml,则原氢氧化钠溶液的浓度c(NaOH)= =0.5 ml·L-1,A正确;当0
解析 晶体硅具有半导体性质,可用于生产电脑芯片,A错误;雕刻玻璃可用氢 氟酸,B错误;石英玻璃的主要成分是二氧化硅,C错误;硅酸盐Na2Fe2Si3O9用氧 化物的形式可表示为Na2O·2FeO·3SiO2,D正确。
题组训练题组一 硅酸、硅酸盐的性质与用途
1.不属于硅酸盐工业产品的是 ( )A.水泥 B.玻璃 C.陶瓷 D.化肥
解析 水泥、玻璃、陶瓷属于常见的硅酸盐产品,化肥不是,D正确。
2.硅是带来人类文明的重要元素之一。下列物质中主要成分是硅酸盐的是 ( )A.陶瓷 B.金刚石C.光导纤维 D.大理石
解析 陶瓷的主要成分是硅酸盐,A正确;金刚石是碳,B错误;光导纤维的主要 成分是二氧化硅,C错误;大理石的主要成分是碳酸钙,D错误。
题组二 无机非金属材料
3.硅是构成无机非金属材料的一种主要元素,下列有关硅的化合物的叙述错 误的是 ( )A.氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料,其化学式为Si3N4B.碳化硅(SiC)的硬度大、熔点高,可用于制作高温结构陶瓷和轴承C.光导纤维是一种新型无机非金属材料,其主要成分为SiO2D.二氧化硅为立体网状结构,其晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为1∶2
解析 D项,在SiO2晶体中,1个硅原子与周围4个氧原子形成4个硅氧单键,错误。
4.(2020湖南武冈二中模拟)材料与化学密切相关,下表中材料与其主要成分 对应关系错误的是 ( )
解析 刚玉和金刚石的主要成分分别是三氧化二铝和碳。
1.(2020浙江7月选考,9,2分)下列说法不正确的是 ( )A.高压钠灯可用于道路照明B.SiO2可用来制造光导纤维C.工业上可采用高温冶炼黄铜矿的方法获得粗铜D.BaCO3不溶于水,可用作医疗上检查肠胃的钡餐
解析 A项,高压钠灯透雾能力强,可用于道路照明,正确;B项,光导纤维的主 要成分为SiO2,正确;C项,工业上可采用主要成分为CuFeS2的黄铜矿来高温冶 炼制备粗铜,正确;D项,BaCO3会与胃酸反应,产生剧毒重金属离子——Ba2+,故 BaCO3不可用作检查肠胃的钡餐,错误。
4.(2019北京理综,6,6分)下列我国科研成果所涉及材料中,主要成分为同主族 元素形成的无机非金属材料的是 ( )
1.C、Si单质的存在形态、物理性质及用途
3.二氧化硅与二氧化碳的比较
4.CO2的实验室制法(1)反应原理: CaCO3+2HCl CaCl2+CO2↑+H2O 。(2)发生装置:启普发生器。(3)除去CO2中混有的HCl的试剂: 饱和NaHCO3溶液 。(4)收集方法: 向上排空气法 。(5)验满方法: 用燃着的小木条靠近集气瓶口,火焰熄灭 。
二、硅酸、硅酸盐和无机非金属材料
1.硅酸的性质、制备及用途
2.硅酸盐(1)硅酸盐是由 硅、氧 元素和 金属 元素组成的化合物的总称,是构成 地壳岩石的主要成分。(2)Na2SiO3水溶液俗称 水玻璃 ,是无色液体,常用于制作黏合剂、防腐剂 和耐火材料。(3)硅酸钠溶液在空气中易变质,反应的化学方程式为Na2SiO3+H2O+CO2 Na2CO3+H2SiO3↓。
(4)硅酸盐组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成,排列顺序:活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水,如硅酸钠(Na2SiO3)可表示 为 Na2O·SiO2 ,石棉(CaMg3Si4O12)可表示为 CaO·3MgO·4SiO2 。
3.无机非金属材料(1)传统无机非金属材料
玻璃生产中的两个重要反应:Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑ ;CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑ 。
(2)新型无机非金属材料,如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷等。(3)特殊功能的含硅物质a.碳化硅具有金刚石结构,可用作磨料。b.含硅元素4%的硅钢具有导磁性。c.硅橡胶具有既耐高温又耐低温的性质。
(6)SiO2与水反应可制取硅酸 ( )(7)CO2通入水玻璃可以得到硅酸沉淀 ( )(8)水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品 ( )(9)陶瓷、玻璃、水泥都用到石灰石作原料 ( )(10)水玻璃的化学性质稳定,在空气中不易变质 ( )
2.将下列物质和其物理性质或用途用短线连接起来。
3.硅是无机非金属材料的主角,硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。(1)用Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧,说明Na2SiO3可用作 阻燃剂 。Na2SiO3可通过SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得,高温熔融纯碱时下列 坩埚可选用的是 D 。A.普通玻璃坩埚 B.石英玻璃坩埚C.氧化铝坩埚 D.铁坩埚(2)工业上常利用反应2C+SiO2 Si+2CO↑制备硅单质,该反应中所含元素化合价升高的物质是 C (填化学式,下同),氧化剂是 SiO2 。
考点一 碳、硅及其化合物典例探究例 (2020吉林长春模拟)将足量CO2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)的关系正确的是 ( )
解析 CO2与KOH和Ca(OH)2都会反应,但如果CO2先与KOH反应,则反应后生 成的K2CO3立即会与Ca(OH)2反应生成CaCO3,因此,可以看成CO2先与Ca(OH)2 反应,所以通CO2后立即有CaCO3生成。第二步还要判断CO2是先跟KOH反应 还是先与生成的CaCO3反应,同样可以采用假设法判断,即如果先与CaCO3反 应,则生成的Ca(HCO3)2又会与KOH反应,因此是先与KOH反应,此过程生成沉 淀的物质的量不变,当KOH反应完全,CO2再与CaCO3反应,直至沉淀完全溶解, 故选D。
题组训练题组一 Si单质的存在形态、性质及用途
1.(2020河南洛阳月考)在自然界中,只能以化合态存在的元素是( )A.碳 B.硅 C.硫 D.Au
解析 Si为亲氧元素,在自然界中与一定氧结合形成化合物,B项符合题意。
2.(2020河北保定月考)高速公路两边的太阳能板使用的材料是( )A.硅 B.钛合金C.二氧化硅 D.铅合金
解析 Si常用作半导体材料,应用于芯片、太阳能电池中,A正确。
题组二 二氧化碳的性质
3.(2020湖北宜昌模拟)碳循环(如图)对人类生存、发展有着重要的意义。下 列说法错误的是 ( )
A.碳是构成有机物的主要元素B.光合作用是将太阳能转化为化学能的过程C.化石燃料的大量燃烧是加剧温室效应的原因之一D.石油的年产量是一个国家石油化工发展水平的标志
解析 乙烯的年产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志,D错误。
4.用4种溶液进行实验,下表中“溶液”与“操作及现象”对应关系错误的是 ( )
5.(2020黑龙江牡丹江模拟)下列有关硅及硅的化合物的叙述中,正确的是 ( )A.硅是光导纤维的主要成分B.硅是构成岩石与许多矿物的基本元素C.SiO2是酸性氧化物,不与任何酸发生反应D.可以通过SiO2一步制得硅酸
题组三 二氧化硅的性质
解析 光导纤维的主要成分是二氧化硅,故A错误;硅是亲氧元素,岩石与许多 矿物的基本元素中都有Si元素,故B正确;SiO2是酸性氧化物,但可与氢氟酸发 生反应,故C错误;二氧化硅不溶于水,不能通过SiO2一步制得硅酸,故D错误。
6.(2020吉林延边检测)利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程如下图所示, 下列说法正确的是 ( )A.SiO2属于两性氧化物B.盛放Na2CO3溶液的试剂瓶(玻璃瓶)用玻璃塞C.硅胶吸水后可重复再生D.流程图中的转化都是氧化还原反应
解析 SiO2是酸性氧化物,A错误;Na2CO3溶液呈碱性,试剂瓶(玻璃瓶)不能用 玻璃塞,B错误;题图中有的转化不是氧化还原反应,例如SiO2与NaOH溶液的 反应,D错误。
题组四 二氧化碳与碱反应的图像题
7.向含有0.2 ml NaOH和0.1 ml Ba(OH)2的溶液中持续稳定地通入CO2,当通入气体8.96 L(0 ℃,1.01×105 Pa)时立即停止。则这一过程中,溶液中离子的物质的量与通入CO2的体积关系正确的是(气体的溶解和离子的水解忽略不计)( )
8.向体积均为10 mL且物质的量浓度相同的两份NaOH溶液中分别通入一定 量的CO2得到溶液甲和乙。向甲、乙两溶液中分别滴加0.1 ml·L-1盐酸。此 时反应生成CO2体积(标准状况)与所加盐酸体积间的关系如图所示。则下列 叙述中正确的是 ( )
解析 在氢氧化钠溶液中通入一定量的二氧化碳后,溶液中溶质的组成可能 是NaOH和Na2CO3、Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、NaHCO3四种情况,没有产 生二氧化碳时的反应可能为OH-+H+ H2O和C +H+ HC ,产生二氧化碳的反应为HC +H+ CO2↑+H2O。根据题图可以知道,当V(HCl)=50 mL时,得到的产物为NaCl,由原子守恒可以知道:n(NaOH)=n(NaCl)=n(HCl)=0.1 ml·L-1×0.05 L=0.005 ml,则原氢氧化钠溶液的浓度c(NaOH)= =0.5 ml·L-1,A正确;当0
解析 晶体硅具有半导体性质,可用于生产电脑芯片,A错误;雕刻玻璃可用氢 氟酸,B错误;石英玻璃的主要成分是二氧化硅,C错误;硅酸盐Na2Fe2Si3O9用氧 化物的形式可表示为Na2O·2FeO·3SiO2,D正确。
题组训练题组一 硅酸、硅酸盐的性质与用途
1.不属于硅酸盐工业产品的是 ( )A.水泥 B.玻璃 C.陶瓷 D.化肥
解析 水泥、玻璃、陶瓷属于常见的硅酸盐产品,化肥不是,D正确。
2.硅是带来人类文明的重要元素之一。下列物质中主要成分是硅酸盐的是 ( )A.陶瓷 B.金刚石C.光导纤维 D.大理石
解析 陶瓷的主要成分是硅酸盐,A正确;金刚石是碳,B错误;光导纤维的主要 成分是二氧化硅,C错误;大理石的主要成分是碳酸钙,D错误。
题组二 无机非金属材料
3.硅是构成无机非金属材料的一种主要元素,下列有关硅的化合物的叙述错 误的是 ( )A.氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料,其化学式为Si3N4B.碳化硅(SiC)的硬度大、熔点高,可用于制作高温结构陶瓷和轴承C.光导纤维是一种新型无机非金属材料,其主要成分为SiO2D.二氧化硅为立体网状结构,其晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为1∶2
解析 D项,在SiO2晶体中,1个硅原子与周围4个氧原子形成4个硅氧单键,错误。
4.(2020湖南武冈二中模拟)材料与化学密切相关,下表中材料与其主要成分 对应关系错误的是 ( )
解析 刚玉和金刚石的主要成分分别是三氧化二铝和碳。
1.(2020浙江7月选考,9,2分)下列说法不正确的是 ( )A.高压钠灯可用于道路照明B.SiO2可用来制造光导纤维C.工业上可采用高温冶炼黄铜矿的方法获得粗铜D.BaCO3不溶于水,可用作医疗上检查肠胃的钡餐
解析 A项,高压钠灯透雾能力强,可用于道路照明,正确;B项,光导纤维的主 要成分为SiO2,正确;C项,工业上可采用主要成分为CuFeS2的黄铜矿来高温冶 炼制备粗铜,正确;D项,BaCO3会与胃酸反应,产生剧毒重金属离子——Ba2+,故 BaCO3不可用作检查肠胃的钡餐,错误。
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