第4章 非金属及其化合物

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1、高三化学一轮复习教案主备人：马秀明第四章非金属及其化合物第一课时碳、硅及其化合物复习目标：1、掌握碳、硅及其化合物的性质、转化关系。2、了解硅酸盐工业，新型无机非金属材料的特性及其应用。基础知识：一、碳、硅元素的存在及单质的性质和用途1．存在形态自然界中碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素仅有化合态。碳单质主要有金刚石、石墨等同素异形体，硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类。2．单质的性质与用途比较碳硅结构金刚石：空间网状结构石墨：层状结构的晶体晶体硅：空间网状结构物理性质金刚石熔点高、硬度大石墨熔点高、质软，有滑腻感晶体硅硬度大、

2、熔点高化学性[来源:Z

3、xx

4、k.Com][来源:Zxxk.Com]质与非金属[来源:Z+xx+k.Com]单质反应与O2反应：C＋O2=CO2(完全燃烧),2C＋O2=2CO(不完全燃烧)与O2、Cl2反应：Si+O2=SiO2[来源:学科网ZXXK]Si+2Cl2=SiCl4与氧化物反应与CuO,SiO2反应C＋2CuO=2Cu＋CO2↑C+SiO2=Si+2CO↑与酸反应与浓H2SO4、浓HNO3反应：与氢氟酸的反应：C＋2H2SO4(浓)=CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，C＋4HNO3(浓)=CO2↑＋4NO2↑＋2H2OS

5、i＋4HF=SiF4↑＋2H2↑与碱反应Si+2OH-+H2O=SiO+2H2↑【例1】3．碳、硅元素的单质及其化合物的特殊性①一般情况，非金属元素单质熔沸点低，硬度小，但硅、金刚石熔沸点高，硬度大，其中金刚石为硬度最大的物质。②一般情况，非金属元素单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。③一般情况，较强氧化剂＋较强还原剂===较弱氧化剂＋较弱还原剂，而碳却还原出比它更强的还原剂：SiO2＋2C=Si＋2CO↑，FeO＋C=Fe＋CO↑。④硅为非金属，却可以和强碱反应，放出氢气：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2

6、H2↑。高三化学一轮复习教案主备人：马秀明⑤一般情况，较活泼金属＋酸===盐＋氢气，然而Si是非金属，却能与氢氟酸发生反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。⑥一般情况，碱性氧化物＋酸===盐＋水，SiO2是酸性氧化物，却能与氢氟酸发生反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。⑦一般情况，非常活泼金属(Na、K等)才能够置换出H2O中的氢，但C＋H2O(g)=CO+H2↑。⑧一般情况，非金属氧化物与水反应生成相应的酸，如CO2＋H2O=H2CO3，但SiO2不溶于水，不与水反应。4．硅与铝的相似性及区别（1）与强碱溶液

7、反应时相似①Si、Al均与NaOH溶液反应生成盐和H2。②SiO2、Al2O3、H2SiO3、H3AlO3［Al(OH)3］均与NaOH溶液反应生成盐和水。③Na2SiO3、NaAlO2溶液通入过量CO2均生成白色沉淀。（2）区别①除氢氟酸外，Si、SiO2、H2SiO3不与其它酸反应。②Al2O3、Al(OH)3属两性化合物。③Na2SiO3溶液、NaAlO2溶液与过量盐酸反应时现象不同。二、CO2和SiO2的比较物质二氧化硅二氧化碳化学式SiO2CO2晶体类型原子晶体分子晶体主要物理性质硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水

8、熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水化学性质与水反应不反应CO2＋H2O=H2CO3与酸反应SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O不反应与碱反应SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O(盛碱液的试剂瓶用橡皮塞)CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2OCO2＋NaOH=NaHCO3与盐反应SiO2＋Na2CO3=Na2SiO3＋CO2↑Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClOCO2＋Na2CO3＋H2O=2NaHCO3与碱性氧化物反应SiO2＋CaO=CaSiO3CO2＋Na2O===Na2CO3三、硅酸和硅酸盐1

9、．硅酸(1)溶解性：溶解度很小。(2)化学性质——弱酸性：酸性比碳酸还弱。Na2SiO3＋CO2+H2O==Na2CO3＋H2SiO3↓。(3)制备：可用硅酸钠与盐酸反应制得：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓高三化学一轮复习教案主备人：马秀明2．硅酸盐(1)硅酸盐：是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。(2)硅酸钠：硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。(3)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：如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na

10、2O·SiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为：K2O·Al2O3·6SiO2。【注意事项】氧化物的顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。氧化物前系数配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数。