高三化学教案 碳族元素 无机非金(Jin)属材料高三化学教(Jiao)案 碳族元素 无机非金属材料碳族元素 无机非金属材料考点1 碳族元素1.碳族元素的化合价碳族元平素见化合价为+2和+4，此中碳、硅、锗、锡的 价化合物较不变，而铅的 价化合物不变。由氧化回复复兴反响的化合价起落来研究碳族元素的物质，其性质纪律如下：(1)碳族元素的单质以 为主，如碳、硅都被氧气氧化。碳作回复复兴剂，温度越高，回复复兴性 ，高温时碳可回复复兴氧化铜。锡、铅都能与盐酸反响置换出氢气等。(2) 价化合物有回复复兴性。如CO高温时能回复复兴某些金属氧化物(Fe2O3、CuO等)。(3) 价化合物有氧化性。如CO2和碳高温下反响生成CO，PbO2在化学反响中是强氧化剂等。2.除去CO、CO2气体中混有的杂质(括号内为杂质)(1)CO(CO2) ：经由过程盛有的 洗气瓶。(2)CO2(CO)：经由过程盛放 的(De)硬质玻璃官。(3)CO2(O2)：经由过程盛放 的硬质(Zhi)玻璃管。(4)CO2(SO2)：经由过程 或 。(5)CO2(HCl)：经由过程 。(6)CO2(H2S)：经由过程 。例1(2021年山东)以下图所示为常见气体系体例备、别离、干爆和性质验证的局部仪器装配(加热设备及夹持固定装配均略去)，请按照要求完成以下各题(仪器装配可肆意选用，需要时可反复选择，a、b为活塞)。(1)假设气体进口通入CO和CO2的夹杂气体，E内放置CuO，选择装配获得纯洁枯燥的CO，并验证其回复复兴性及氧化产物，所选装配的毗连挨次为 (填代号)。能验证CO氧化产物的现象是 。(2)停顿CO和CO2夹杂气体的通入，E内放置Na2O2，按AEDBH装配挨次制取纯洁枯燥的O2，并用O2氧化乙醇。此时，活塞a应 ，活塞b应 。需要加热的仪器装配有 (填代号)，m中反响的化学方程式为 。(3)假设气体进口改通空气，分液漏斗内改改加浓氨水，圆地烧瓶内改加 NaOH 固体，E内装有铂铹合金网，按AGED装配法式制取枯燥氧气，并验证氨的某些性质。装配A中能发生氨气的原因有： 。尝试中不雅察到(Dao)E内有红棕色气表达出，证实氨气具有 性。解析(1)按照尝试要求，A装配中通入的气体为CO和CO2的夹杂气，在A中，CO2 被氢氧化钠接收，假设要获得纯洁枯燥的CO，需要拔取装配C，证实CO2 被除尽，然后经由过程盛有(You)浓硫酸的B除去水蒸气，要验证CO的回复复兴性，需要装有CuO的装配E，验证CO的氧化产物CO2 ，还需要装配C，最后需要F除去为反响的CO。所选装配的毗连挨次是ACBECF，能验证CO的氧化产物的尝试现象是：AB之间的C装配中溶液连结澄清，EF之间的C装配中溶液变混浊。(2)停顿通入CO和CO2 的夹杂气体，需要封闭活塞a，然后翻开活塞b，此时稀硫酸与碳酸钠溶液(CO2 与NaOH反响生成的)反响，反响生成的CO2气体进入E中，并与 与Na2O2反响发生氧气，氧气经由过程D除去可能存在的CO2，经由过程B除去水蒸气，获得纯洁枯燥的氧气，氧气氧化乙醇的前提是需要加热且有铜做催化剂，是以需要加热k使乙醇挥发，而且加热m，使氧气与乙醇蒸气反响，反响的化学方程式是：2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。(3)氢氧化钠固体易吸(Xi)水而且在溶于水时放出年夜量的热，氢氧化钠溶于水后溶液中的OH的浓度增年夜，这些身分均能浓氨水中的化学均衡：NH3+H2O NH3H2O NH4+OH-向逆反响标的目标挪动，使浓氨水中的氨气放出。按照常识可以判定出在E中呈现的红棕色气体应该是NO2，由氨气和NO2中氮元素的化合价可以判定氨气被氧化生成NO2 氨气表达出的是回复复兴性。【谜底】(1)ACBECF AB之间的C装配中溶液连结澄清，EF之同的C装配中溶液变混浊 (2)封闭(Bi) 翻开 k m 2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O(3)氢氧化钠溶于水放出年夜量热，温度升高，使氨的消融度减小而放出;氧氧化钠吸水，促使氨放出;氢氧化钠电离出的OH-增年夜了氨水中OH-浓度，促使氨水电离均衡左移，导致氨气放出。回复复兴【体例技巧】此题得分的关头是应明白尝试目标：证实夹杂气体中有CO和H2。要想到达目标，只能操纵它们的回复复兴性将之转化为CO2和H2O来查验，同时又要防止CO2和水蒸气的干扰，所以，用CO和H2回复复兴CuO之前，必需起首除去CO2和水蒸气。此题应先解决第(4)问。考点2 碳酸盐性质的一般纪(Ji)律1.消融性纪律：碱金属的正盐消融度 酸(Suan)式盐(如：Na2CO3 NaHCO3);碱土金属(第A族)的正盐消融度 酸式盐如：CaCO3 Ca(HCO3)2。2.不变性：难溶性的碳酸盐、(NH4)2CO3及酸式盐受热 ;可溶性的碳酸盐较不变，受热 ;一般来说：不变性巨细挨次为正盐 酸式盐。3.酸式盐与碱反响时的产物要按照相对用量判定。如在Ca(HCO3)2溶液中滴加NaOH溶液：Ca(HCO3)2+NaOH (NaOH少量)Ca(HCO3)2+2NaOH (NaOH过量)4.CO32-和HCO3-的查验(1)CO32-的查验体例：向待检溶液中滴加过量的 溶液，生成 ，再参加，白色沉淀又消融，且生成无色、无味的气体，那么检得溶液中有CO32-。(2)HCO3-的查验体例：向待检溶液中滴加足量的 的可溶性盐溶液，假设无较着现象，再向溶液中参加足量的 (如 等)溶液，溶液中逸出无色、无味的气体，那么待检溶液中有HCO3-。出格提醒：查验CO32-：试剂CaCl2溶液也可用Ca(NO3)2、BaCl2、Ba(NO3)2等的溶液取代，但不成用Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液，原因是无法解(Jie)除HCO3-的干扰。查验HCO3-：Ca2+或Ba2+的溶液不成用Ca(OH)2溶液或Ba(OH)2溶液，原因是OH-将HCO3-转化为CO32-;加酸后要经由过程气体的气息解除HSO3-的干扰。例2(2021年上海理综)(1)钟乳石和石笋的首要成分是碳酸钙，其形成过程如右图所示。跟着旅游人数的增添，潮湿溶洞中的钟乳石和石笋受到二氧化碳侵蚀，其化学方程式(Shi)为：_。(2)某学生提出一个修复溶洞底部受损石笋的研究方案，由以下五步构成，准确的尝试步调依次是_。将盛有碱溶液的容器置于石笋的上部 配制必然浓度的碱溶液 选择适宜的碱 调节碱溶液下滴的速度 不雅察石笋外表回复复兴环境解析从图可见，石笋受损是因为地表水中溶有CO2，CO2可消融石笋，生成Ca(HCO3)2，而Ca(HCO3)2在受热的环境下会分化生成CaCO3，形成钟乳石和石笋。修复溶洞底部受损的石笋应用能与Ca(HCO3)2反响的碱。故尝试的第一步是选择适宜的碱，再配制必然浓度的碱溶液后进展修复操作。【谜(Mi)底】(1)CaCO3+CO2 + H2O Ca(HCO3)2 (2)【误区警示】认为应先不雅察石笋外表回复复兴环境，按照石笋外表回复复兴环境调节碱溶液下滴的速度，易将(Jiang)和搞反。考点3 硅及其化合物的特征1.Si的回复复兴性年夜于C，但C却能在高温下回复复兴出Si：2C+SiO22.非金属单质跟碱液感化一般无H2放出，但Si却放出H2：Si+2Na2OH+H2O=3.非金属单质一般不跟非氧化性酸感化，但Si能与HF感化：Si+4HF=4.非金属单质一般为非导体，但Si为 。5.SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不克不及直接将它与水感化制备H2SiO3。6.非金属氧化物的熔沸点一般较低，但SiO2的熔沸点却 。7.酸性氧化物一般不与酸感化，但SiO2能跟HF感化：SiO2+4HF=8.无机酸一般易溶于水，H2SiO3却难溶于水。9.因碳(Tan)酸的酸性强于硅酸，所以在Na2SiO3溶液中通入CO2能发生以下反响：Na2SiO3+CO2+H2O= ，但在高温下2Na2CO3+SiO2 也能发(Fa)生。10.Na2SiO3的水溶液称水玻璃，但它与玻璃的成分年夜不一样，硅酸钠水溶液(即水玻璃)俗称 ，但它倒是 的溶液，并不是 溶液。出格提醒：硅与氢氧化钠溶液反响时，现实上是水被分化了，碱的存在只是起了加快感化，其过程可认为：Si+3H2O=H2SiO3+2H2，H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O。显然，Si掉去电子，是回复复兴剂;H2O中的H获得电子，H2O是氧化剂;NaOH既不是氧化剂，又不是回复复兴剂，它只是反响物罢了。综合上述两个反响获得总化学方程式：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2。例3能申明常温下二氧化硅是很坚硬的固体而二氧化碳是气体的原因是 ( )A.硅的非金属性比碳的活跃B.二氧化硅中硅氧键的类型和二氧化碳中碳氧键分歧C.硅氧键的键能比碳氧键的键能年夜得多D.二氧化硅晶体类型和二氧化碳晶体分歧解析此题比拟两种晶体的物理性质，应该从晶体所属类别入手。因为SiO2是一种空间网状构造的原子晶体，而CO2是靠分子间感化力连系在一路的分子晶体，是以SiO2晶体的熔沸点高、硬度年夜，而二氧化碳的熔沸点低。【谜(Mi)底】D【误区警示】对两种晶体构造熟悉恍惚(Hu)以及对物理性质差别原因的熟悉不清，而认为SiO2和CO2属于同主族元素的两种化合物，对应的晶体类型一样，性质上的差别应该在于二氧化硅中硅氧键和二氧化碳中碳氧键间类型和键能的差别。从而错选B、C。考点4 无机非金属材料1.传统无机非金属材料水泥和玻璃的消费体例硅酸盐产物 水泥 玻璃首要设备 水泥反转展转窑 玻璃窑原料 石灰石和粘土 纯碱、石灰石、石英(过量)反响道理 复杂的物理-化学转变 Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2首要成份反响前提2.新型无机非金属材料新开辟操纵的无机非金属材料首要有氮化硅(Si3N4)、刚玉(Al2O3)等陶瓷，碳化硼、光导纤维(首要成分是SiO2)等，这些材料具有特别构造、特别功能。传统非金属材料具有抗侵蚀、耐高温等很多长处，但质脆，耐热冲击(Ji)差。新型非金属材料担当了传统非金属材料的长处，并克制了错误(Wu)谬误，首要具有以下特征：出格提醒：复杂硅酸盐可以当作碱性氧化物和酸性氧化物所构成的复杂化合物，是以可以改写为aMxOybSiO2cH2O的体例(详细挨次是：碱性氧化物两性氧化物酸性氧化物水)，如硅酸钙：3CaOSiO2、铝酸三钙：3CaO高岭土：Al2O32SiO22H2O。例4(2021届南通市第一次调研测试)汉代器物上的颜料汉紫至今尚没有发现其天然存在的记录。20世纪80年月科学家进展超导材料研究时，偶尔发现其成分为紫色的硅酸铜钡(化学式：BaCuSi2Ox，Cu为+2价)，以下有关汉紫的说法中不准确是 ( )A.用盐的形式暗示：BaSiO3CuSiO3 B.用氧化物形式暗示：BaOCuO2SiO2C.易溶于强酸、强碱 D.性质不变，不易褪色解析按照化合物中正负化合价的代数和等于零可知，A、B准确。硅酸盐只溶于强酸不溶于强碱，C错。从题给信息：汉代器物上的颜料汉紫可知汉紫性质不变，不易褪色，D准确。【谜底】C参考谜(Mi)底考点(Dian)1 碳族元素1.+4 +2 (1)回复复兴性 越强 (2)+2 (3)+42.(1)澄清石灰水 (2)灼热CuO (3)灼热铜网 (4)饱和NaHCO3溶液 酸性KMnO4溶液 (5)饱和NaHCO3溶液