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时间:2018-10-08
《人教版高一化学教学设计——碳族元素08》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、碳族元素【教学内容】1、认识碳族元素的非金属性、金属性的递变规律。2、掌握SiO2的结构特点及其性质。3、掌握CO、CO2、H2SiO3的重要性及其制备、用途。4、掌握CO32-的检验,了解几种硅酸盐的存在,性质和用途。5、了解硅酸盐工业【学习指导】一、碳族元素(C、Si、Ge、Sn、Pb)1、相似性:①最外层电子数均为4个,易形成共价化合物②主要化合价:+2、+42、递变性:①从上到下非金属性减弱,金属性增强CSi是非金属,锗、锡、铅是金属,硅和锗是良好的半导体。②碳到锡元素+4价稳定+2价具有还原性Pb元素+2价稳定+4价具有氧化性二、单质高温C、Si等碳族元素
2、单质以还原性为主如:2C+O22COSi+2F2=SiF4Si+4HF=SiF4+2H2Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑三、氧化物物质SiO2CO2晶体类型原子晶体分子晶体组成晶体微粒硅原子、氧原子二氧化碳分子颜色、状态无色透明晶体无色气体熔、沸点高低与水反应不与水反应CO2+H2O=H2CO3与碱反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+2NaOH=Na2CO3+H2O四、碳酸盐与硅酸盐1、Na2CO3与NaHCO3的性质比较化学式Na2CO3NaHCO3颜色状态白色粉末细小的白色晶体溶解性易溶于水易溶、比Na2CO3溶解性小特性N
3、a2CO3·10H2O晶体易风化无水碳酸钠受热难与解热稳定性小,受热易分解与酸反应均能放出CO2,但NaHCO3比Na2CO3更为激烈CO32-+2H+=CO2↑+H2OHCO3-+H+=CO2↑+H2O与碱反应能某些碱的Ca(OH)2、Ba(OH)2反应生成不溶性盐例:Ba2++CO32-=BaCO3↓能与可溶性碱反应生成正盐例:HCO3-+OH-=CO32-+H2O-3-t相互转化CO2、H2O或与酸加热或OH-Na2CO3NaHCO32、硅酸盐可改写为氧化物的形式:如:钠长石(Na2Al2Si6O16):Na2O·Al2O3·6SiO2钙长石(CaAl2Si2
4、O8):CaO·Al2O3·2SiO2蛇纹石(H4Mg3Si2O9):3MgO·2SiO2·2H2ONa2SiO3水溶液称为水玻璃五、硅酸盐工业普通水泥玻璃原料石灰石、粘土石灰石、纯碱、石英主要设备水泥回转窑玻璃熔炉高温高温主要化学反应复杂SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑产品主要成分3CaO·SiO2、2CaOSiO2、3CaO·Al2O3Na2O·CaO·6SiO2【例题讲题】例1、下列说法正确的是()A、二氧化硅溶于水显酸性B、二氧化碳通入水玻璃可得硅酸C、二氧化硅是酸性氧化物,它不溶于任何酸D、SiO2晶
5、体中不存在单个SiO2分子分析:二氧化硅谷晶体是由硅原子和氧原子按1:2的比例构成的空间网状结构的原子晶体,在二氧化硅晶体中,每个硅原子与周围四个氧原子以共价键结合,而每个氧原子以共价键与周围2个硅原子结合,所以在二氧化硅晶体中,并不存在单个SiO2分子。SiO2尽管是酸性氧化物,但它不溶于水,不能与水反应,显然SiO2的水溶液不显酸性。SiO2虽然不与大多数酸反应,但能与氢氟酸反应,生成SiF4气体,而被氢氟酸腐蚀。SiO2的水化物H2SiO3是一种弱酸,它的酸性比碳酸还要弱且不溶于水,因此CO2通入水玻璃中会反应生成H2SiO3沉淀:CO2+H2O+Na2SiO
6、3=Na2CO3+H2SiO3↓答:BD例2、某混合气体中可能含有H2、CO、CO2、HCl、NH3和水蒸气中的两种或多种,当混合气体依次通过①澄清石灰水(无浑浊);②氢氧化钡(有浑浊);③浓H2SO4(无现象);④灼热氧化铜(变红);⑤无水硫酸铜(变蓝),对该混合气体成分判断正确的是()A、一定没有CO2,肯定有H2B、一定有CO、CO2和水蒸气C、一定有H2、CO2和HClD、可能有CO2、NH3和水蒸气分析:由步骤②可知一定有CO2与Ba(OH)2产生BaCO3沉淀,再由步骤①推出有HCl气体造成酸性溶液,从而使CO2在Ca(OH)2溶液中无沉淀产生,那么NH
7、3就一定不存在。由步骤③无法推断气体的有无,但如果有H2O,一定被吸收了。由步骤④可推出有H2或CO或两者都有,最后由步骤⑤推出刚才的还原剂一定有H2,从而产生H2O,使无水硫酸铜变蓝。答案:C例3、根据下图所示的变化关系,写出A-E各物质的化学式:ABCDE。NaOH溶液通CO2碳高温O2加热AB-3-tNaOH溶液C(白色沉淀)灼烧在空气里干燥ED(白色粉末)分析:由C→D→E的特征反应,推出C为H4SiO4,D为H2SiO3,E为SiO2。答案:A:SiB:Na2SiO3C:H4SiO4D:H2SiO3E:SiO2-3-t
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