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高中化学-高三第七章硅和硅酸盐工业教案

时间:2023-01-06 11:08:57 作者:学习啦 字数:346500字

学法指导 <?xml:namespaceprefix =ons="urn:schemas-microsoft-com:office:office"/> 1.要注意知识的纵向和横向对比。 纵向,即碳族元素的单质及化合物性质的递变规律的研究。如CH 4 和SiH 4 的稳定性强弱的比较,H 2 C0 3 和H 2 Si0 3 ,的酸性强弱的比较等。 横向,即碳族元素跟同周期的氮族元素、氧族元素和卤素元素的对比。如Si、P、S、Cl的非金属强弱的比较,氢化物的稳定性、最高价氧化物对应水化物酸性强弱的比较等。 2.要注意知识的归纳总结。如归纳硅及其化合物之间的转化关系,水泥、玻璃、陶瓷的生产过程等。在归纳时要注意各物质的特殊性,如CO的毒性和还原性,SiO 2 的特性(与Na 2 CO 3 、HF反应)等。 3.要重视所学知识与社会、生产、科技的联系。如半导体材料与计算机技术的联系,光导纤维与通讯的联系等 考点说明 碳、硅等元素知识也是非金属元素的命题热点之一,该类试题常以元素及其化合物知识为载体与化学基本概念、基本理论、化学实验及化学计算密切结合。考查的内容主要有: 1.C、CO的还原性; 2.CO、C0 2 的检验与鉴别; 3.C0 2 、CO等气体的制取和收集; 4.C0 2 与Na0H、S0 2 与C等反应产物的确定及计算; 5.几种新型无机非金属材料的性能和重要用途; 6.环境保护,消除碳氧化物污染的综合应用。 CO 2 作为化学与生物学相互联系的重要物质(CO 2 是植物光合作用的反应物,是动物新陈代谢的产物),在今后的综合测试中应引起重视。 7.金刚石、石墨、晶体硅、二氧化硅的结构和性质 第一讲 碳、硅及其化合物 第一节 碳族元素 碳族元素位于元素周期表的ⅣA族,包括C、S、Ge、Sn、Pb,最外层电子数均为4个,易形成共价化合物。 1.碳族元素性质的递变规律 元素 性质 碳(C) 硅(Si) 锗(Ge) 锡(Sn) 铅(Pb) 主要化合价 +2、+4 +4(只有+4) +2、+4 +2、+4 +2、+4 单质色、态 无色或黑色固体 灰黑色固体 灰白色固体 银白色固体 蓝白色固体 氢化物RH 4 的稳定性 <?xml:namespaceprefix =vns="urn:schemas-microsoft-com:vml"/> 主要氧化物 CO、CO 2 SiO 2 GeO、GeO 2 SnO、SnO 2 Pb、PbO 2 最高价氧化物的水化物 化学式 H 2 CO 3 H 2 SiO 3 H 4 SiO 4 Ge(OH) 4 Sn(OH) 4 Pb(OH) 4 酸碱性 酸性递减 碱性递增(多数有两性) 金属性、非金属性 非金属性递减、金属性递增 2.碳的化学性质 碳在常温下性质比较稳定,很难被氧化,但在点燃或加热的条件下也能跟其它物质发生化学反应。 ①还原性:_________________________________________ ②可燃性:__________________________________________ ③氧化性:__________________________________________ 3.一氧化碳和二氧化碳的比较 (1)一氧化碳 物理性质 五色无味气体,剧毒(结合血红蛋白),难溶于水 化学性质 ①可燃性 ②还原性(与Fe 3 0 4 、CuO、H 2 0的反应) ③不成盐氧化物 实验室制法 收集方法:排水法 检验方法:点燃后在火焰上方罩上干燥的烧杯,无水雾出现,罩沾有澄清的石灰水的烧杯,出现浑浊 工业制法主要用途:燃料、还原剂、化工原料 (2)二氧化碳 二氧化碳物理性质:无色略带酸味气体,无毒,能溶于水(1:1)固体时俗称干冰 化学性质 ①不能燃烧,一般情况下不助燃; ②氧化性(与C、Mg的反应) ③酸性氧化物(与碱及碱性氧化物的反应) ④与盐[Ca(Cl0) 2 、Na 2 Si0 3 、NaAl0 2 、C 6 H 5 ONa] 收集方法:向上排空气法 体验:使澄清的石灰水变浑浊煅烧石灰石:CaC0 3 =CaO+C0 2 用途:灭火剂、致冷剂、人工降雨、制纯碱、尿素等作用 4.硅及化合物 (1)硅 ①晶体结构:与金刚石的晶体结构类似,是正四面体型空间网状结构的原子晶体。 ②物理性质:硬度大、熔点高,具有金属光泽,是一种半导体,只能以化合态存在于自然界。 ③化学性质:不活泼。注意下列化学反应的条件,前三者常温反应,后四者需加热。 第三个化学反应方程式说明NaOH等碱性溶液不使用玻璃塞的试剂瓶。 第四个化学方程式说明氢氟酸能用玻璃试剂瓶,而应用塑料瓶。 (3)硅酸 ①制法:用可溶性硅酸盐与酸反应制取: (思考,上述反应说明硅酸的酸性比碳酸的酸性强这是为什么?) ②化学性质 常温可与F 2 、HF、NaOH反应,加热条件下可与O 2 、H 2 HNO 3 Cl 2 等物质反应 (2)二氧化硅 结构 化学性质:酸性氧化物(与碱性氧化物反应、碱反应),特殊反应(HF),与碳反应 (3)硅酸 制法 化学性质 课堂之外 硅的制取:在半导体及集成电路的发展史上,硅是极其重要的角色,因此研究计算机的地方称为硅谷,集成电路需要超纯度的硅,它是怎样产生的呢? Si0 2 +2CSi+2C0↑ 主要副反应为:Si02+3CSiC+2C0↑ 因此生产的粗硅所含的杂质有C、Si0 2 、SiC等,它们都是高熔沸点物质。为了提纯硅采用下列方法: SiCl 4 的沸点很低,可以采用蒸馏的方法反复提纯,直所需的纯度。 2.铅的化合物与铅污染 铅的应用很广,如铅蓄电池、汽油抗爆震的添加剂四乙基铅[Pb(C 2 H 5 )]等,古代也有人用铅制成器皿,但铅是有毒的,古罗马帝国时兴用铅皿煮酒以消除酸味: Pb+2CH 3 COOH=(CH 3 COO) 2 Pb+H 2 (醋酸)   铅糖 但由于铅糖是有毒的,不少的人因此而中毒。现代铅污染主要来源于汽车的尾气,环保部门已在很多城市禁止使用含铅汽油。 考题解析 例下列关于硅的说法不正确的是   (   ) A.硅是非金属元素,但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体 D.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起反应 D.当加热到一定温度时,硅能与氧气、氢气等非金属反应 [解析] 常温下,硅可与氟气、氢氟酸、强碱溶液反应,加热和高温条件下,硅能与氧气、氢气起反应。选C。 [答案] C 例下列关于碳族元素的说法中,错误的是(   ) A.它们从上到下的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 [解析] 由碳族元素主要化合价及有关物质性质递变规律, A、B、C说法正确,D不正确。因为C、Si、Ge、Sn的+4价化合物都是稳定的,而只有铅的+2价化合物是稳定的。 [答案] D
第七章硅和硅酸盐工业