高三化学一轮 第7章 碳族元素 无机非金属材料第一节 碳族元素课件 大纲人教

第七章碳族元素无机非金属材料,第一节碳族元素,1掌握碳族元素的原子结构特点及性质递变规律。 2掌握碳的同素异形体及其物理性质。 3掌握碳及其重要化合物的性质及用途。 4掌握CO2的实验室制法。,一、碳族元素 1碳族元素 (1)包括： (2)周期表中的位置： 族， 周期。 (3)最外层电子数： 。 (4)主要化合价： (铅 价稳定，其他 价稳定)。 (5)原子半径：随核电荷数的增大而 。,碳(6C)、硅(14Si)、锗(32Ge)、锡(50Sn)、铅(82Pb),A,26,4,2、4,2,4,增大,2碳族元素性质的相似性及递变性 (1)相似性 最外层有4个电子，易形成 键，难形成 键，最高正价为 价。 非金属气态氢化物通式： ，最高价氧化物通式： ，最高价氧化物对应水化物通式： 。,共价,离子,4,RH4,RO2,H4RO4或H2RO3,(2)递变性 从CPb：元素的非金属性逐渐 ，金属性逐渐 。 氢化物的稳定性逐渐 。 最高价氧化物的水化物酸性 (C、Si)，碱性 (Ge、Sn、Pb)。 在碳族元素中，碳元素形成的单质(金刚石)硬度最大，形成化合物种类最多。12C是元素相对原子质量的标准，又是确定阿伏加德罗常数的标准。硅在地壳中的含量仅次于氧，其单质晶体是良好的半导体。,减弱,增强,减弱,减弱,增强,【自我检测】 根据锡、铅的主要化合价及其稳定性，完成下列填空： (1)锡的2价化合物应具有较强的_性，铅的4价化合物应具有较强的_性。 (2)已知Sn2的还原性比Fe2的还原性强，PbO2的氧化性比Cl2的氧化性强。试写出下列反应的化学方程式： 氯气与锡共热_。 氯气与铅共热_。 PbO2与浓盐酸共热_。 答案：(1)还原氧化(2)Sn2Cl2 SnCl4PbCl2 PbCl2PbO24HCl(浓) PbCl2Cl22H2O,二、碳的单质及其氧化物 1碳的同素异形体比较,正四面体空间网状,平面层状正六边形,溶剂,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他物质发生化学反应。 碳与CuO、水蒸气、浓H2SO4、浓HNO3反应方程式分别为： (1)还原性： (2)可燃性：CO2CO22CO2(不足)2CO (3)氧化性：C2H2CH4 CSiSiC(金刚砂),3一氧化碳 (1)物理性质：、气体， 溶解性：水，毒性：。 (2)化学性质 可燃性：CO燃烧的化学方程式为： 还原性：CO还原Fe2O3的化学方程式为： (3)用途：冶金工业中做还原剂，化工原料。,无色,无味,难溶于,有毒,4二氧化碳 (1)实验室制法 原理： (2)物理性质： 、 气体，溶解性： 水，毒性： ，固体二氧化碳俗称 。 (3)化学性质 (4)用途：做制冷剂，植物的光合作用，干冰用于人工降雨。,CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O,无色,无味,能溶于,无毒,干冰,【自我检测】 CO和CO2的混合气体进入间歇性分离及干燥的实验装置，设计如图： (1)上图装置中，甲瓶中所盛的溶液是_，乙瓶所盛的溶液是_。,(2)当两个活塞_(填“A”或“B”)处于开启，_(填“A”或“B”)处于关闭状态时，导入的混合气体可先分离得到干燥的_气体；然后当两个活塞分别变为_(填“A”或“B”)处于开启，_(填“A”或“B”)处于关闭状态时，可分离得到干燥的_气体，此时有关反应的离子方程式为_。 答案：(1)NaOH浓硫酸(2)ABCOBACO2 2H=CO2H2O,除去CO、CO2气体中混有的杂质 CO中混有CO2：通过NaOH溶液的洗气瓶。 CO2中混有CO：通过硬质玻璃管中盛放的灼热的CuO。 CO2中混有O2：通过硬质玻璃管中盛有的灼热的Cu网。 CO2中混有SO2：通过饱和小苏打或酸性KMnO4溶液洗气瓶。 CO2中混有HCl：通过饱和小苏打溶液洗气瓶。 CO2中混有H2S：可通过CuSO4溶液洗气瓶。,往含0.2 mol KOH和0.1 mol Ca(OH)2的溶液中持续稳定地通入CO2气体， 当通入气体的体积为6.72 L(标准状况)时立即停止，则在这一过程中，溶液中离子的物质的量n和通入CO2的体积V的关系示意图正确的是(气体的溶解忽略不计)(),解析：本题考查化学计算与图象问题，较难题。该过程中发生的反应依次为：CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O，CO22KOH=K2CO3H2O，K2CO3H2OCO2=2KHCO3。通入的CO2为0.3 mol。第一个反应消耗0.1 mol CO2，溶液中离子的物质的量减小。第二个反应消耗0.1 mol CO2，溶液中离子的物质的量也减小，且减小幅度比第一个反应小。第三个反应消耗剩余的0.1 mol CO2，溶液中离子的物质的量增大，选项D正确。 答案：D,变式训练1.(2011合肥模拟)向100 mL 3 mol/L的NaOH溶液中缓慢通入一定量的CO2，充分反应，测得最后溶液的pH7。 (1)此时溶液的溶质若是单一成分，可能是_或_；如果是多种成分，可能是_或_。 (2)在上述所得溶液中，逐滴缓慢滴加1 mol/L的盐酸，所得气体的体积与所加盐酸的体积(不考虑溶解于水)的关系如图所示。,加入盐酸200 mL之前，无气体产生，写出OA段发生反应的离子方程式_。 产生的CO2在标准状况下的体积为_mL。 B点时，反应所得溶液中溶质的物质的量浓度是_molL1(溶液体积的变化忽略不计)。,答案：(1)Na2CO3NaHCO3NaOH和Na2CO3Na2CO3和NaHCO3 (2)OHH=H2O 2 2400.75,(1)利用碳酸的正盐和酸式盐的溶解性可区别 和 ，如加入BaCl2有沉淀的为 ，无沉淀的为 ，但鉴别 和 时要注意一定不能选择Ba(OH)2或Ca(OH)2。 (2)利用NaHCO3的不稳定性以及滴加盐酸时产生气体的速率，也可鉴别Na2CO3和NaHCO3。,某溶液中可能含有 三种离子中的一种、两种或三种都有。为探究其组成，现取出两份相同的样品溶液于试管 中，向一份中加入过量的盐酸，产生无色气泡；向另一份中滴加过量的氢氧化钡溶液，产生白色沉淀。请设计合理实验，在此实验的基础上做进一步的实验，得出实验结论。 仅限选择的仪器、用品和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管、量筒、集气瓶、铁架台、漏斗、滤纸、酒精灯、1 mol/L硫酸、2 mol/L盐酸、2 mol/L硝酸、1 mol/L氯化钡、1 mol/L氢氧化钡、澄清石灰水、蒸馏水。,完成下列探究过程： (1)提出假设： 假设1：溶液中只存在 假设2：_。 假设3：_。 假设4：_。 假设5：_。 假设6：溶液中存在,(2)基于假设6，设计出实验方案，将实验操作、预期的实验现象和结论填在下表中(可不填满，也可增加步骤)。,解析：本题考查离子的检验。(1)加盐酸产生气体，可能有,答案：(1)假设2：溶液中存在 假设3：溶液中存在 假设4：溶液中存在 假设5：溶液中存在,(2)用胶头滴管取少量溶液加入试管中，再用滴管取过量的1 mol/L氯化钡溶液并滴加到试管A中，充分反应后，静置，然后过滤，将沉淀和滤液分别装入另外的两个试管中；产生白色沉淀。往装有沉淀的试管中加入过量的2 mol/L盐酸；沉淀部分溶解且有气体生成。说明原溶液中一定含有 和 。往装有滤液的试管中加入2 mol/L盐酸；出现无色气体，说明原溶液中含有HCO。,变式训练2.(2009全国理综)下列叙述中正确的是() A向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3饱和溶液，又有CaCO3沉淀生成 B向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为12 C等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO2体积相同 D向Na2CO3饱和溶液中通入CO2，有NaHCO3结晶析出,解析：A项，CaCO3与CO2、H2O反应生成的Ca(HCO3)2与NaHCO3不反应。B项，向Na2CO3溶液中滴加等物质的量的HCl时，发生反应： ，不生成CO2。C项，等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应时，NaHCO3产生的CO2多。D项，向饱和Na2CO3溶液中通入CO2时发生反应：Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3，反应中消耗H2O，且生成的NaHCO3溶解度小、质量多，故NaHCO3会结晶析出。 答案：D,碳元素知识在高考中主要涉及：金刚石、石墨；C、CO的还原性，CO2的制取、检验、性质；CO2与碱或某些碱性物质的分步反应产物的确定，离子方程式的书写，及反应后各离子浓度大小的比较及计算；碳酸盐、碳酸氢盐的性质；环境保护，碳的氧化物污染；CO2和碱反应的实验探究等。,今后高考命题的方向是：与基本理论、其他元素化合物知识相联系进行考查。碳族元素的单质及其化合物在生活及高科技方面的发展中起着重要作用，在高考中将会有所体现。反映新材料、新技术的知识将被移植到命题范围内，考查学生接受新信息的能力。 与环境有关的低碳经济是高考的热点。,1(2010四川)节能减排对发展经济、保护环境有重要意义。下列措施不能减少二氧化碳排放的是() A利用太阳能制氢 B关停小火电企业 C举行“地球一小时”熄灯活动 D推广使用煤液化技术 解析：A项，利用太阳能制氢，可减少CO2的排放；B项，小火电企业能源利用率低；D项，推广煤液化技术不能减少CO2的排放。 答案：D,2(2010重庆)减缓温室气体排放是2009年哥本哈根气候变化会议的议题。下列反应不产生温室气体的是() A用纯碱制玻璃B用煤炭作燃料 C用铁矿石炼铁 D用氨制碳酸铵 解析：A项，用纯碱制玻璃的主要反应为：Na2CO3SiO2 Na2SiO3CO2；B项，燃烧煤炭产生CO2；C项，用铁矿石炼铁时，CO转变为CO2；D项，2NH3H2OCO2=(NH4)2CO3，没有产生CO2气体。 答案：D,3(2007全国理综)水蒸气通过灼热的焦炭后，流出气体的主要成分是CO和H2，还有CO2和水蒸气等。请用下图中提供的仪器，选择必要的试剂，设计一个实验，证明上述混合气中有CO和H2。(加热装置和导管等在图中略去),回答下列问题： (1)盛浓H2SO4的装置用途是_。 盛NaOH溶液的装置用途是_。 (2)仪器B中需加入试剂的名称(或化学式)是_。 所发生反应的化学方程式是_。 (3)仪器C中需加入试剂的名称(或化学式)是_。 其目的是_。 (4)按气流方向连接各仪器，用字母表示接口的连接顺序： gab_。 (5)能证明混合气中含有CO的实验依据是_。 (6)能证明混合气中含有H2的实验依据是_。,解析：本题得分关键是应明确实验目的(证明混合气体中有CO和H2)，要想达到目的，只能利用它们的还原性将之转化为CO2和H2O来检验，同时又要防止原混合气体中CO2和水蒸气的干扰，所以，用CO、H2还原CuO之前，必须首先除去CO2和水蒸气。本题应首先解决第(4)问。,答案：(1)除去水蒸气除去CO2(2)氧化铜(CuO) CuOH2 CuH