人教版高一化学教学设计——碳族元素08

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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