【全程復(fù)習(xí)方略】（安徽專用）2013版高考化學(xué) 41 無機(jī)非金屬材料的主角 硅課件 新人教版（含精細(xì)解析）

第 一 節(jié) 無 機(jī) 非 金 屬 材 料 的 主 角 硅 三 年 8考 高 考 指 數(shù) : 1.了 解 碳 、 硅 單 質(zhì) 及 其 重 要 化 合 物 的 主 要 性 質(zhì) 及 應(yīng) 用 。2.了 解 碳 、 硅 單 質(zhì) 及 其 重 要 化 合 物 對 環(huán) 境 質(zhì) 量 的 影 響 。3.了 解 常 見 無 機(jī) 非 金 屬 材 料 的 性 質(zhì) 和 用 途 。 一 、 碳 、 硅 單 質(zhì) 的 主 要 性 質(zhì) 及 應(yīng) 用1.碳 、 硅 元 素 在 自 然 界 中 的 存 在 形 態(tài)（ 1） 碳 ： 既 有 游 離 態(tài) 又 有 化 合 態(tài) 。（ 2） 硅 ： 只 有 _。 硅 在 自 然 界 中 的 含 量 占 第 二 位 ?；?合 態(tài) 2.碳 、 硅 單 質(zhì) 的 物 理 性 質(zhì) 和 用 途 （ 用 線 連 接 ）金 剛 石石 墨C60活 性 炭 晶 體 硅 質(zhì) 軟 、 能 導(dǎo) 電 。 可 制 電 極作 吸 附 劑 、 脫 色 劑熔 點 高 。 半 導(dǎo) 體 材 料 和 制 光 電池 的 材 料熔 點 高 、 硬 度 大 。 制 飾 品 和 切削 工 具具 有 特 殊 結(jié) 構(gòu) 。 可 能 成 為 新 型 催化 劑 或 催 化 劑 載 體 3.碳 和 硅 的 化 學(xué) 性 質(zhì)（ 1） 碳 單 質(zhì) 的 化 學(xué) 性 質(zhì) 還 原 性 。 與 O2反 應(yīng) ： O2不 足 ： _； O2充 足 ： _。 與 其 他 物 質(zhì) 反 應(yīng) ：a.與 CuO反 應(yīng) ：_（ 可 用 于 某 些 金 屬 的 冶 煉 ） ； 2C+O2 2COC+O2 CO22CuO+C 2Cu+CO 2 點 燃=點 燃= b.與 CO2反 應(yīng) ： _；c.與 水 蒸 氣 反 應(yīng) ：_（ 用 于 生 產(chǎn) 水 煤 氣 ） ；d.與 濃 硫 酸 反 應(yīng) ：_。（ 2） 硅 的 化 學(xué) 性 質(zhì) 還 原 性 。不 能 被 濃 硫 酸 、濃 硝 酸 等 強(qiáng) 氧 化劑 氧 化 Si 常 溫 下 與 F2、 氫 氟 酸 、 NaOH溶 液 反 應(yīng)與 O 2、 Cl2等 反 應(yīng)加 熱 或 高 溫 CO2+C 2COC+H2O（ g） CO+H2C+2H2SO4(濃 ) CO2 +2SO2 +2H2O高 溫=高 溫= 與 氫 氟 酸 反 應(yīng) ：_； 與 NaOH溶 液 反 應(yīng) ：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 ; 與 O2反 應(yīng) ： _。Si+4HF=SiF4 +2H2 Si+O2 SiO2= 二 、 碳 、 硅 的 重 要 化 合 物 的 主 要 性 質(zhì) 及 用 途1.CO的 性 質(zhì)（ 1） 物 理 性 質(zhì) 。無 色 無 味 的 氣 體 ， 難 溶 于 水 ， 能 使 人 中 毒 的 原 因 是 ： 與 人 體 中_相 結(jié) 合 ， 因 缺 氧 而 中 毒 。（ 2） 化 學(xué) 性 質(zhì) 。 可 燃 性 ： _； 還 原 性 ： CO還 原 Fe 2O3的 反 應(yīng) 為 _。血 紅 蛋 白 2CO+O2 2CO2 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2點 燃= 高 溫= 2.CO2與 SiO2的 比 較（ 1） 物 理 性 質(zhì) 。 熔 沸 點 ： CO2的 熔 沸 點 比 SiO2的 熔 沸 點 _。 溶 解 性 ： CO2： 可 溶 于 水 ； SiO2： 不 溶 于 水 。(2)化 學(xué) 性 質(zhì) 。 低 物 質(zhì)性 質(zhì) 二 氧 化 碳 二 氧 化 硅_ 不 反 應(yīng) 不 反 應(yīng) 氫 氟 酸 用 于 刻 蝕 玻 璃 ,反 應(yīng) 為 ： _CO2+H2O H2CO3 SiO2+4HF=SiF4 +2H2O與 水 反 應(yīng)與 酸 反 應(yīng) 物 質(zhì)性 質(zhì) 二 氧 化 碳 二 氧 化 硅_ _ _（ 盛 堿 液 的試 劑 瓶 不 能 用 _塞 ）_ _ SiO 2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2高 溫=CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 或CO2+NaOH=NaHCO3 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 玻 璃CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3與 堿 反 應(yīng)（ 如 NaOH）與 鹽 反 應(yīng)（ 如 Na2CO3） 物 質(zhì)性 質(zhì) 二 氧 化 碳 二 氧 化 硅與 Na2O反 應(yīng) ：_ 與 CaO反 應(yīng) ：_C+CO2 2CO 2C+SiO2 Si+2COCO2+Na2O=Na2CO3 SiO2+CaO CaSiO3高 溫=高 溫= 高 溫=與 堿 性 氧 化物 反 應(yīng)與 碳 反 應(yīng) （ 3） 主 要 用 途 。CO2： 化 工 原 料 、 滅 火 劑 。 干 冰 用 作 制 冷 劑 ， 人 工 降 雨 。SiO2： 制 光 學(xué) 儀 器 、 石 英 玻 璃 。 水 晶 可 制 作 飾 品 ， 常 用 來 制 造通 訊 材 料 _。光 導(dǎo) 纖 維 3.硅 酸 和 硅 酸 鹽（ 1） 硅 酸 。 性 質(zhì) ： 透 明 膠 狀 固 體 ， 難 溶 于 水 ， 酸 性 比 碳 酸 弱 。 制 法 ： 可 用 硅 酸 鈉 溶 液 與 鹽 酸 反 應(yīng) 制 得 ， 反 應(yīng) 的 離 子 方 程式 為 _。 用 途 ： 硅 膠 可 用 作 催 化 劑 的 載 體 和 袋 裝 食 品 、 瓶 裝 食 品 的干 燥 劑 。SiO32-+2H+=H2SiO3 （ 2） 硅 酸 鹽 。 Na2SiO3水 溶 液 俗 稱 _， 常 用 于 制 作 黏 合 劑 、 防 腐 劑 和耐 火 材 料 。 硅 酸 鈉 溶 液 在 空 氣 中 易 變 質(zhì) ， 反 應(yīng) 的 化 學(xué) 方 程 式 為_。 硅 酸 鹽 組 成 的 表 示通 常 用 二 氧 化 硅 和 金 屬 氧 化 物 的 組 合 形 式 表 示 硅 酸 鹽 的 組 成 ：如 硅 酸 鈉 （ Na 2SiO3） 可 表 示 為 _， 石 棉 （ CaMg3Si4O12）可 表 示 為 ： _。 水 玻 璃Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3Na2O SiO2CaO 3MgO 4SiO2 三 、 常 見 無 機(jī) 非 金 屬 材 料 的 生 產(chǎn) 用 途1.硅 酸 鹽 材 料（ 1） 三 種 硅 酸 鹽 工 業(yè) 生 產(chǎn) 比 較 。水 泥 玻 璃 陶 瓷生 產(chǎn) 原 料 _ _ _主 要 設(shè) 備 _ _ 陶 瓷 窯生 產(chǎn) 條 件 高 溫石 灰 石 、 黏 土 純 堿 、 石 灰 石 和石 英 黏 土水 泥 回 轉(zhuǎn) 窯 玻 璃 窯 （ 2） 主 要 用 途 。陶 瓷 、 玻 璃 、 水 泥 是 主 要 建 材 ， 也 廣 泛 應(yīng) 用 于 生 活 中 。2.特 殊 功 能 的 含 硅 物 質(zhì)（ 1） 碳 化 硅 具 有 金 剛 石 結(jié) 構(gòu) ， 可 用 作 磨 料 。（ 2） 含 硅 元 素 4%的 硅 鋼 具 有 導(dǎo) 磁 性 。（ 3） 硅 橡 膠 具 有 既 耐 高 溫 又 耐 低 溫 的 性 質(zhì) 。 1.晶 體 硅 是 光 導(dǎo) 纖 維 的 主 要 成 分 。 （ ）【 分 析 】 光 導(dǎo) 纖 維 的 主 要 成 分 是 二 氧 化 硅 。2.SiO2既 能 與 酸 反 應(yīng) 又 能 與 堿 反 應(yīng) ， 所 以 它 是 一 種 兩 性 氧 化物 。 （ ）【 分 析 】 SiO2只 能 與 酸 中 的 氫 氟 酸 反 應(yīng) 生 成 SiF4和 H2O， 且SiF4不 是 鹽 ， 而 與 其 他 酸 都 不 反 應(yīng) ， 與 堿 反 應(yīng) ， SiO2是 一 種 酸性 氧 化 物 。 3.工 業(yè) 上 用 焦 炭 和 石 英 制 取 粗 硅 的 反 應(yīng) 方 程 式 為 SiO2+C Si+CO2 。 （ ）【 分 析 】 反 應(yīng) 生 成 的 是 CO而 不 是 CO2。4.不 能 用 SiO2與 水 反 應(yīng) 的 方 法 來 制 取 硅 酸 ， 不 能 用 瓷 坩 堝 來加 熱 燒 堿 或 純 堿 使 其 熔 化 。 （ ）【 分 析 】 SiO2難 溶 于 水 ， 不 與 水 反 應(yīng) ， 在 高 溫 下 SiO2能 與NaOH、 Na2CO3發(fā) 生 反 應(yīng) 導(dǎo) 致 瓷 坩 堝 被 腐 蝕 。 高 溫= 5.實 驗 室 中 保 存 燒 堿 溶 液 不 能 用 磨 口 玻 璃 塞 。 （ ）【 分 析 】 SiO2能 與 NaOH溶 液 反 應(yīng) 生 成 Na2SiO3， 使 瓶 口 與 瓶 塞粘 在 一 起 ， 不 易 開 啟 。 硅 及 其 化 合 物 的 特 性 “ 五 ， 二 ， 二 ”1.硅 的 五 大 特 性（ 1） 硅 的 非 金 屬 性 弱 于 碳 ， 但 碳 在 自 然 界 中 既 有 游 離 態(tài) 又 有化 合 態(tài) ， 而 硅 卻 只 有 化 合 態(tài) 。（ 2） 硅 的 還 原 性 強(qiáng) 于 碳 ， 但 碳 能 還 原 SiO2： SiO2+2C2CO +Si 。（ 3） 非 金 屬 單 質(zhì) 跟 堿 溶 液 作 用 一 般 無 H2產(chǎn) 生 ， 但 Si能 跟 堿 溶液 作 用 放 出 H 2： Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 。 高 溫= （ 4） 非 金 屬 單 質(zhì) 一 般 不 跟 非 氧 化 性 酸 反 應(yīng) ， 但 硅 能 跟 氫 氟 酸反 應(yīng) 。（ 5） 非 金 屬 單 質(zhì) 一 般 為 非 導(dǎo) 體 ， 但 硅 為 半 導(dǎo) 體 。 2.二 氧 化 硅 的 兩 大 特 性（ 1） 非 金 屬 氧 化 物 的 熔 沸 點 一 般 較 低 ， 但 SiO2的 熔 點 卻 很 高 。（ 2） 酸 性 氧 化 物 一 般 不 跟 酸 反 應(yīng) ， 但 SiO2能 跟 氫 氟 酸 反 應(yīng) 。 3.硅 酸 的 兩 大 特 性（ 1） 無 機(jī) 酸 一 般 易 溶 于 水 ， 但 H2SiO3難 溶 于 水 。（ 2） H2CO3的 酸 性 強(qiáng) 于 H2SiO3， 所 以 有 Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3 +Na2CO3， 但 在 高 溫 下 Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2 能 發(fā) 生 是 因 為 生 成 的 CO2容 易 揮 發(fā) 。高 溫= 【 高 考 警 示 鐘 】（ 1） 不 要 混 淆 硅 和 二 氧 化 硅 的 用 途 用 作 半 導(dǎo) 體 材 料 的 是 晶 體硅 而 不 是 SiO2， 用 于 制 作 光 導(dǎo) 纖 維 的 是 SiO2而 不 是 硅 。（ 2） 不 要 混 淆 常 見 含 硅 物 質(zhì) 的 成 分 。 計 算 機(jī) 芯 片 的 成 分 是 晶 體 硅 而 不 是 SiO2。 水 晶 、 石 英 、 瑪 瑙 等 主 要 成 分 是 SiO2， 而 不 是 硅 酸 鹽 。 傳 統(tǒng) 無 機(jī) 非 金 屬 材 料 陶 瓷 、 水 泥 、 玻 璃 的 主 要 成 分 是 硅 酸鹽 。 【 典 例 1】 （ 2011 山 東 高 考 ） 某 短 周 期 非 金 屬 元 素 的 原 子 核外 最 外 層 電 子 數(shù) 是 次 外 層 電 子 數(shù) 的 一 半 ， 該 元 素 ( )A.在 自 然 界 中 只 以 化 合 態(tài) 的 形 式 存 在B.單 質(zhì) 常 用 作 半 導(dǎo) 體 材 料 和 光 導(dǎo) 纖 維C.最 高 價 氧 化 物 不 與 酸 反 應(yīng)D.氣 態(tài) 氫 化 物 比 甲 烷 穩(wěn) 定 【 解 題 指 南 】 解 答 本 題 注 意 以 下 三 點 ：（ 1） 原 子 核 外 最 外 層 電 子 數(shù) 是 次 外 層 電 子 數(shù) 的 一 半 的 短 周 期元 素 只 有 鋰 和 硅 ， 非 金 屬 元 素 則 為 硅 。（ 2） 充 分 考 慮 硅 及 其 化 合 物 的 特 性 及 用 途 。（ 3） 運 用 元 素 周 期 律 比 較 氣 態(tài) 氫 化 物 的 穩(wěn) 定 性 。 【 解 析 】 選 A。 通 過 信 息 可 推 知 該 元 素 為 Si。 B項 ， 其 單 質(zhì) 能用 作 半 導(dǎo) 體 材 料 ， 用 作 光 導(dǎo) 纖 維 的 是 SiO2， B錯 誤 ； C項 ， 它的 最 高 價 氧 化 物 SiO2能 與 氫 氟 酸 反 應(yīng) ， C錯 誤 ； D項 ， 由 于 元素 的 非 金 屬 性 C Si， 故 SiH4的 穩(wěn) 定 性 弱 于 甲 烷 ， D錯 誤 。 【 互 動 探 究 】 （ 1） 硅 在 自 然 界 中 為 什 么 全 部 以 化 合 態(tài) 存 在 ？提 示 ： 硅 是 親 氧 元 素 ， 容 易 跟 氧 元 素 結(jié) 合 形 成 二 氧 化 硅 或 進(jìn)一 步 轉(zhuǎn) 化 為 硅 酸 鹽 。（ 2） 實 驗 室 如 何 保 存 氫 氟 酸 ？提 示 ： 氫 氟 酸 能 與 玻 璃 中 的 SiO2反 應(yīng) ， 不 能 盛 放 于 玻 璃 瓶 中 ，應(yīng) 保 存 在 特 制 的 塑 料 瓶 中 。 【 變 式 備 選 】 硅 單 質(zhì) 及 其 化 合 物 應(yīng) 用 范 圍 很 廣 。 請 回 答 下 列 問題 ：（ 1） 制 備 硅 半 導(dǎo) 體 材 料 必 須 先 得 到 高 純 硅 。 三 氯 甲 硅 烷（ SiHCl3） 還 原 法 是 當(dāng) 前 制 備 高 純 硅 的 主 要 方 法 ， 生 產(chǎn) 過 程 示意 圖 如 下 ： 寫 出 由 純 SiHCl3制 備 高 純 硅 的 化 學(xué) 方 程 式_。 整 個 制 備 過 程 必 須 嚴(yán) 格 控 制 無 水 無 氧 。 SiHCl3遇 水 劇 烈 反應(yīng) 生 成 H2SiO3、 HCl和 另 一 種 物 質(zhì) ， 寫 出 配 平 的 化 學(xué) 方 程 式_；H2還 原 SiHCl3過 程 中 若 混 入 O2， 可 能 引 起 的 后 果 是 _。 （ 2） 下 列 有 關(guān) 硅 材 料 的 說 法 正 確 的 是 _（ 填 字 母 ） 。A.碳 化 硅 化 學(xué) 性 質(zhì) 穩(wěn) 定 ， 可 用 于 生 產(chǎn) 耐 高 溫 水 泥B.氮 化 硅 硬 度 大 、 熔 點 高 ， 可 用 于 制 作 高 溫 陶 瓷 和 軸 承C.高 純 度 的 二 氧 化 硅 可 用 于 制 造 高 性 能 通 訊 材 料 光 導(dǎo) 纖維D.普 通 玻 璃 是 由 純 堿 、 石 灰 石 和 石 英 砂 制 成 的 ， 其 熔 點 很 高E.鹽 酸 可 以 與 硅 反 應(yīng) ， 故 采 用 鹽 酸 為 拋 光 液 拋 光 單 晶 硅 （ 3） 硅 酸 鈉 水 溶 液 俗 稱 水 玻 璃 。 取 少 量 硅 酸 鈉 溶 液 于 試 管中 ， 逐 滴 加 入 飽 和 氯 化 銨 溶 液 ， 振 蕩 。 寫 出 實 驗 現(xiàn) 象 并 給 予解 釋 _。 【 解 析 】 （ 1） 書 寫 方 程 式 時 ， 由 題 目 所 給 的 反 應(yīng) 物 和 生 成 物 ，根 據(jù) 質(zhì) 量 守 恒 定 律 配 平 即 可 。（ 2） 碳 化 硅 本 身 是 一 種 很 好 的 材 料 ， 不 能 再 用 來 生 產(chǎn) 水 泥 ，A錯 ； Si3N4是 一 種 高 溫 結(jié) 構(gòu) 陶 瓷 ， 熔 點 高 ， 性 質(zhì) 穩(wěn) 定 ， 可 用 作耐 高 溫 材 料 和 軸 承 ， B正 確 ； 光 導(dǎo) 纖 維 的 材 料 為 SiO2， C正 確 ；普 通 玻 璃 的 主 要 成 分 為 Na2SiO3和 CaSiO3， 它 是 以 石 英 砂（ SiO2） 、 石 灰 石 （ CaCO3） 和 純 堿 （ Na2CO3） 為 主 要 原 料 反應(yīng) 制 成 的 ， 玻 璃 沒 有 固 定 的 熔 點 ， D錯 ； 常 溫 下 ， Si能 與 HF反應(yīng) ， 不 與 HCl反 應(yīng) ， E錯 。 （ 3） SiO32-、 NH4+會 發(fā) 生 水 解 相 互 促 進(jìn) 反 應(yīng) ， 從 而 有 NH3放 出 ，同 時 有 白 色 沉 淀 H2SiO3生 成 。 答 案 ： （ 1） SiHCl3+H2 = Si+3HCl SiHCl3+3H2O=H2SiO3 +H2 +3HCl 高 溫 下 ， H2遇 O2發(fā) 生爆 炸（ 2） B、 C（ 3） 生 成 白 色 絮 狀 沉 淀 ， 有 刺 激 性 氣 味 的 氣 體 生 成 ； SiO32-與 NH4+發(fā) 生 水 解 相 互 促 進(jìn) 反 應(yīng) ， SiO32-+2NH4+=2NH3 + H2SiO3 1 357 K 二 氧 化 碳 的 性 質(zhì) 以 及 CO32-、 HCO3-的 檢 驗1.CO2與 堿 溶 液 反 應(yīng) 的 產(chǎn) 物（ 1） 反 應(yīng) 原 理 。 NaOH Na2CO3 NaHCO3 （ 2） 反 應(yīng) 后 溶 質(zhì) 成 分 的 判 斷 ?？?用 數(shù) 軸 表 示 ： 少 量 CO2 過 量 CO20 1 2n(CO )n(NaOH)NaOH Na2CO3、NaOH Na 2CO3 NaHCO3、Na2CO3 NaHCO3NaHCO312 2.CO2與 常 見 溶 液 的 反 應(yīng) 和 現(xiàn) 象（ 1） Ca(OH)2 或 Ba(OH)2溶 液 。CO2不 足 時 ， 生 成 白 色 沉 淀 ； CO2過 量 時 ， 生 成 的 白 色 沉 淀 消 失 ，溶 液 變 澄 清 。（ 2） Na2SiO3溶 液 。CO2不 足 ： Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3 ；CO2過 量 ： Na2SiO3+2H2O+2CO2=2NaHCO3+H2SiO3 。兩 種 情 況 均 生 成 白 色 膠 狀 沉 淀 。（ 3） 飽 和 Na 2CO3溶 液 。Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 ， 有 白 色 固 體 析 出 。 3.CO32-、 HCO3-的 檢 驗（ 1） 基 本 方 法 ： 將 其 轉(zhuǎn) 化 為 CO2氣 體 ， 再 用 澄 清 石 灰 水 變 渾濁 來 檢 驗 CO2。 如 果 被 檢 物 中 已 知 沒 有 碳 酸 氫 鹽 、 亞 硫 酸 鹽 和亞 硫 酸 氫 鹽 的 干 擾 時 ， 可 用 直 接 加 鹽 酸 的 方 法 檢 驗 碳 酸 鹽 。（ 2） 存 在 干 擾 時 ： 若 存 在 其 他 干 擾 時 ， 則 需 要 用 以 下 方 法 來檢 驗 。離子 CO 32- HCO3-原理 CO32-+Ca2+=CaCO3CaCO3+2H+=Ca2+H2O+CO2 HCO3-+H+=CO2 +H2O 離 子 CO32- HCO3-方 法 向 少 量 待 檢 驗 溶 液 中滴 加 足 量 的 CaCl2或BaCl2溶 液 ， 有 白 色 沉淀 生 成 ， 再 加 入 適 量的 酸 ， 白 色 沉 淀 溶 解且 生 成 使 澄 清 石 灰 水變 渾 濁 的 無 色 無 味 的氣 體 ， 則 待 檢 溶 液 中有 CO 32- 向 少 量 待 檢 驗 溶 液 中 滴 加 足量 的 CaCl2或 BaCl2溶 液 ， 無明 顯 現(xiàn) 象 ， 再 向 溶 液 中 加 入足 量 的 酸 ， 若 溶 液 中 有 使 澄清 石 灰 水 變 渾 濁 的 無 色 無 味的 氣 體 生 成 ， 則 待 檢 驗 溶 液中 有 HCO3- 【 高 考 警 示 鐘 】（ 1） CO2通 入 CaCl2 或 BaCl2溶 液 不 會 產(chǎn) 生 白 色 沉 淀 ， 因 為 碳酸 的 酸 性 弱 于 鹽 酸 ， CO2與 CaCl2或 BaCl2溶 液 不 發(fā) 生 反 應(yīng) 。（ 2） 檢 驗 CO32-、 HCO3-時 不 能 用 Ba(OH)2或 Ca(OH)2溶 液 來 代 替可 溶 性 鋇 鹽 或 可 溶 性 鈣 鹽 溶 液 ， 原 因 是 OH-能 將 HCO3-轉(zhuǎn) 化 為CO32-。 【 拓 展 延 伸 】 CO2與 常 見 溶 液 反 應(yīng) 的 其 他 情 況（ 1） Ca(ClO)2溶 液 CO2少 量 時 ， 生 成 白 色 沉 淀 。Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3 +2HClO CO2過 量 時 ， 生 成 無 色 透 明 溶 液 。Ca(ClO)2+2H2O+2CO2=Ca(HCO3)2+2HClO（ 2） NaAlO 2溶 液 CO2少 量 時 ， 2NaAlO2+3H2O+CO2=2Al(OH)3 +Na2CO3 CO2過 量 時 ， NaAlO2+2H2O+CO2=Al(OH)3 +NaHCO3 【 典 例 2】 將 足 量 的 CO2不 斷 通 入 KOH、 Ba(OH)2、 KAlO2的 混 合 溶 液 中 ，生 成 沉 淀 的 物 質(zhì) 的 量 與 通 入 CO2的 體 積 的 關(guān) 系 可 表 示 為 ( ) 【 解 題 指 南 】 解 答 本 題 注 意 以 下 兩 點 ：（ 1） CO2先 與 堿 反 應(yīng) 再 與 鹽 反 應(yīng) 。（ 2） CO2在 與 堿 反 應(yīng) 時 ， 先 與 能 生 成 沉 淀 的 堿 反 應(yīng) ； CO2在 與碳 酸 鹽 反 應(yīng) 時 ， 先 與 可 溶 性 碳 酸 鹽 反 應(yīng) ； CO2在 與 可 溶 性 鹽 溶液 反 應(yīng) 時 ， 先 與 對 應(yīng) 酸 的 酸 性 較 弱 的 鹽 反 應(yīng) 。 【 解 析 】 選 C。 將 CO2通 入 KOH、 Ba(OH)2、 KAlO2的 混 合 溶 液 中 ， 依 次發(fā) 生 如 下 反 應(yīng) ：根 據(jù) 沉 淀 生 成 和 溶 解 的 情 況 對 照 圖 像 可 知 C正 確 。O Cn(沉 淀 ) V(CO2) Ba(OH)2+CO2=BaCO3 +H2O 2KOH+CO2=K2CO3+H2O 2KAlO2+3H2O+CO2=2Al(OH)3 +K2CO3 K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3 BaCO 3+H2O+CO2=Ba(HCO3)2 【 技 巧 點 撥 】 反 應(yīng) 順 序 的 判 斷當(dāng) 有 多 種 組 分 與 一 種 物 質(zhì) 反 應(yīng) 時 ， 判 斷 反 應(yīng) 順 序 的 方 法 是 ：先 假 設(shè) 與 其 中 的 一 種 組 分 反 應(yīng) ， 若 產(chǎn) 物 還 能 與 另 一 種 組 分 反應(yīng) ， 則 假 設(shè) 錯 誤 。如 將 CO2通 入 KOH、 Ba(OH)2混 合 溶 液 中 ， 假 設(shè) CO2先 與 KOH反 應(yīng) ，則 生 成 的 K2CO3會 與 Ba(OH)2繼 續(xù) 反 應(yīng) 生 成 BaCO3， 故 假 設(shè) 錯 誤 ，應(yīng) 該 是 CO2先 與 Ba(OH)2反 應(yīng) 。 【 變 式 備 選 】 向 四 只 盛 有 一 定 量 NaOH溶 液 的 燒 杯 中 通 入 不 同量 的 CO2氣 體 ， 再 在 所 得 溶 液 中 逐 滴 加 入 稀 鹽 酸 至 過 量 ， 并 將溶 液 加 熱 ， 產(chǎn) 生 的 CO2氣 體 與 HCl物 質(zhì) 的 量 的 關(guān) 系 如 圖 (忽 略 CO2的 溶 解 和 HCl的 揮 發(fā) )： 則 下 列 分 析 都 正 確 的 組 合 是 ( ) 圖 對 應(yīng) 溶 液 中 的 溶 質(zhì) 為 NaHCO3 圖 對 應(yīng) 溶 液 中 的 溶 質(zhì) 為 Na2CO3和 NaHCO3， 且 二 者 的 物 質(zhì) 的量 之 比 為 1 1 圖 對 應(yīng) 溶 液 中 的 溶 質(zhì) 為 NaOH和 Na2CO3， 且 二 者 的 物 質(zhì) 的 量之 比 為 1 1 圖 對 應(yīng) 溶 液 中 的 溶 質(zhì) 為 Na2CO3A. B. C. D. 【 解 析 】 選 A。 向 NaOH溶 液 中 通 入 CO2時 ， 所 得 溶 液 中 的 溶 質(zhì)可 能 有 ： 只 有 Na2CO3， 只 有 NaHCO3， Na2CO3與 NaHCO3， Na2CO3與 NaOH。 而 NaOH、 Na2CO3、 NaHCO3分 別 與 HCl反 應(yīng) 的方 程 式 為 ： NaOH+HCl=NaCl+H2O； Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3和 NaHCO3+HCl=NaCl+CO2 +H2O。 設(shè) 未 產(chǎn) 生 氣體 時 消 耗 鹽 酸 的 體 積 為 V1， 產(chǎn) 生 CO2氣 體 時 消 耗 鹽 酸 的 體 積 為V2， 由 圖 可 知 ， 開 始 就 有 CO2生 成 ， 故 溶 質(zhì) 應(yīng) 為 NaHCO3， 正 確 ； 由 圖 知 ， 開 始 無 CO 2生 成 ， 且 V2=2V1， 可 知 溶 質(zhì) 為Na2CO3和 NaHCO3， 且 n(Na2CO3)=n(NaHCO3)， 正 確 ； 由 圖 可 知 ， V1=V2， 所 以 溶 質(zhì) 為 Na2CO3， 錯 ； 由 圖 知 ， V1=2V2， 溶質(zhì) 為 NaOH、 Na2CO3， 且 n(NaOH)=n(Na2CO3)， 錯 。 正 確 的 組合 為 A。 【 答 題 要 領(lǐng) 3】 實 驗 操 作 的 原 因 、 目 的 、 作 用 的 答 題 要 點【 典 例 】 2011 福 建 高 考 T25( )改 編 牙 膏 樣 品 中 碳 酸鈣 的 定 量 測 定 利 用 如 圖 所 示 裝 置 （ 圖 中 夾 持 儀 器 略 去 ） 進(jìn) 行實 驗 ， 充 分 反 應(yīng) 后 ， 測 定 C中 生 成 的 BaCO3沉 淀 質(zhì) 量 ， 以 確 定碳 酸 鈣 的 質(zhì) 量 分 數(shù) 。 依 據(jù) 實 驗 過 程 回 答 下 列 問 題 ：（ 1） 實 驗 過 程 中 需 持 續(xù) 緩 緩 通 入 空 氣 。 其 作 用 除 了 可 攪 拌 B、 C中 的 反 應(yīng) 物 外 ， 還 有 _。（ 2） 在 加 入 鹽 酸 之 前 ， 應(yīng) 排 凈 裝 置 內(nèi) 的 CO2氣 體 ， 理 由 是_。（ 3） 有 人 認(rèn) 為 不 必 測 定 C中 生 成 的 BaCO3質(zhì) 量 ， 只 要 測 定 裝 置 C在 吸 收 CO2前 后 的 質(zhì) 量 差 ， 一 樣 可 以 確 定 碳 酸 鈣 的 質(zhì) 量 分 數(shù) 。 實驗 證 明 按 此 方 法 測 定 的 結(jié) 果 明 顯 偏 高 ， 原 因 是 _。 【 抽 樣 分 析 】考 生 甲 考 生 乙 考 生 丙抽樣試卷 （ 1） 減 少實 驗 誤 差 （ 2） 裝 置 內(nèi) 空氣 中 存 在 少 量 的CO2 （ 3） 會 使 測 定 C裝置 吸 收 CO2前 后 的 質(zhì)量 差 偏 大 考 生 甲 考 生 乙 考 生 丙分析點評 錯 誤 理解 題 目要 求 ，用 “ 結(jié)果 ” 代替 “ 作用 ” 沒 有 明 確 的結(jié) 論 。 裝 置內(nèi) 空 氣 中 存在 少 量 的 CO2，會 使 測 量 結(jié)果 偏 高 沒 有 指 明 質(zhì) 量 偏 大 的 具 體 原因 。 Ba（ OH） 2溶 液 除 吸 收CO2外 ， 還 可 以 吸 收 HCl氣 體和 水 蒸 氣 ， 會 使 溶 液 的 質(zhì) 量增 大 ， 測 量 結(jié) 果 偏 高 【 規(guī) 范 答 案 】 （ 1） 把 生 成 的 CO2全 部 排 入 C中 ， 使 之 完 全 被Ba(OH)2溶 液 吸 收（ 2） 裝 置 內(nèi) 空 氣 中 存 在 少 量 的 CO2被 Ba(OH)2溶 液 吸 收 ， 會 使測 量 結(jié) 果 偏 高（ 3） B中 的 水 蒸 氣 、 氯 化 氫 氣 體 等 進(jìn) 入 裝 置 C中 被 Ba（ OH） 2溶 液 吸 收 （ 或 其 他 合 理 答 案 ） *答 題 要 領(lǐng) *答 題 要 素 ：（ 1） 明 確 實 驗 目 的 ： 做 什 么 ？（ 2） 明 確 操 作 目 的 ： 為 什 么 這 樣 做 ？（ 3） 明 確 結(jié) 論 ： 這 樣 做 會 有 什 么 結(jié) 果 ？ 理 由 是 什 么 ？得 分 點 及 關(guān) 鍵 詞 ：本 類 問 題 注 意 以 下 得 分 點 ： 操 作 +（ 目 的 ） 作 用（ 1） 操 作 ： 怎 么 “ 做 ” ？ 為 什 么 這 樣 “ 做 ” 。（ 2） 作 用 ： 需 有 明 確 的 結(jié) 論 、 判 斷 、 理 由 。 為 了 探 究 二 氧 化 碳 能 與 水 發(fā) 生 反 應(yīng) 生 成 具 有 酸 性 的 物 質(zhì) ， A、B兩 同 學(xué) 分 別 設(shè) 計 了 探 究 實 驗 的 方 案 。 A同 學(xué) 的 實 驗 方 案 是 將二 氧 化 碳 通 入 紫 色 石 蕊 試 液 中 ， 觀 察 溶 液 的 顏 色 變 化 ， 如 圖甲 所 示 。 B同 學(xué) 的 實 驗 方 案 是 取 四 朵 用 石 蕊 試 液 染 成 紫 色 的 干燥 紙 制 小 花 ， 按 圖 乙 進(jìn) 行 實 驗 ， 觀 察 小 花 顏 色 變 化 。 請 你 對 A、B兩 同 學(xué) 的 實 驗 探 究 方 案 進(jìn) 行 評 價 ： （ 1） 哪 個 同 學(xué) 的 方 案 更 合 理 ： _，理 由 是 _。(2)圖 乙 中 第 （ ） （ ） 步 驟 的 目 的 是 說 明 ： _。(3)能 否 取 消 步 驟 （ ） ？ 為 什 么 ？ _。 答 案 ： （ 1） B A不 能 說 明 使 石 蕊 試 液 變 色 的 是 二 氧 化 碳 還是 碳 酸（ 2） 酸 可 使 石 蕊 試 液 變 紅 色 ， 水 不 能 使 石 蕊 試 液 變 紅 色（ 3） 不 能 ， 若 取 消 步 驟 （ ） ， 就 不 能 證 明 CO2能 否 使 石 蕊試 液 變 色 1 開 發(fā) 新 材 料 是 現(xiàn) 代 科 技 發(fā) 展 的 方 向 之 一 。 下 列 有 關(guān) 材 料 的說 法 正 確 的 是 ( )A.合 成 纖 維 和 光 導(dǎo) 纖 維 都 是 有 機(jī) 高 分 子 材 料B.SiO2是 人 類 將 太 陽 能 轉(zhuǎn) 變 為 電 能 的 常 用 材 料C.水 晶 、 瑪 瑙 、 水 泥 和 瓷 器 都 是 硅 酸 鹽 制 品D.氮 化 硅 陶 瓷 是 新 型 無 機(jī) 非 金 屬 材 料 【 解 析 】 選 D。 光 導(dǎo) 纖 維 的 成 分 是 SiO2， A錯 ； 晶 體 硅 是 人 類將 太 陽 能 轉(zhuǎn) 變 為 電 能 的 常 用 材 料 ， B錯 ； 水 晶 、 瑪 瑙 的 主 要 成分 是 SiO2， C錯 。 2 下 列 試 劑 中 ， 能 貯 存 在 帶 磨 口 塞 的 玻 璃 試 劑 瓶 里 的 是 ( )A.KOH溶 液 B.液 溴C.Na2SiO3溶 液 D.氫 氟 酸【 解 析 】 選 B。 A項 KOH與 SiO2反 應(yīng) 生 成 礦 物 膠 K2SiO3， C項 Na2SiO3本 身 就 屬 于 礦 物 膠 ， D項 HF與 SiO2反 應(yīng) 。 3 常 溫 下 ， 下 列 不 發(fā) 生 反 應(yīng) 的 一 組 物 質(zhì) 是 ( ) 硅 與 NaOH溶 液 硅 與 鹽 酸 硅 與 氫 氟 酸 二 氧 化 硅 與 碳 酸 鈉 二 氧 化 硅 與 NaOH溶 液 二 氧 化 硅 與 濃 硝 酸A B C D 【 解 析 】 選 D。 常 溫 下 ， 硅 能 與 氟 氣 、 氫 氟 酸 和 強(qiáng) 堿 溶 液 反 應(yīng) ，二 氧 化 硅 能 與 NaOH溶 液 、 氫 氟 酸 反 應(yīng) 。 4 昆 侖 玉 常 用 于 制 作 獎 牌 等 紀(jì) 念 品 ， 其 主 要 成 分 是 由 “ 透 閃 石 ”和 “ 陽 起 石 ” 組 成 的 纖 維 狀 微 晶 結(jié) 合 體 ， 其 中 透 閃 石 的 化 學(xué) 成 分為 Ca2Mg5Si8O22(OH)2。 下 列 有 關(guān) 說 法 不 正 確 的 是 ( )A Ca2Mg5Si8O22(OH)2屬 于 硅 酸 鹽B 昆 侖 玉 是 混 合 物 ， 透 閃 石 中 Mg元 素 與 Ca元 素 的 質(zhì) 量 比 是 3 2C 透 閃 石 的 化 學(xué) 式 寫 成 氧 化 物 的 形 式 為 ：2CaO 5MgO 8SiO2 H2OD 透 閃 石 是 一 種 新 型 無 機(jī) 非 金 屬 材 料 ， 可 能 易 溶 于 水 【 解 析 】 選 D。 由 組 成 元 素 可 知 透 閃 石 屬 于 硅 酸 鹽 ， A正 確 ；透 閃 石 中 Mg元 素 與 Ca元 素 的 質(zhì) 量 比 為 （ 24 5） （ 40 2）=3 2， B正 確 ； 透 閃 石 的 氧 化 物 表 示 形 式 符 合 原 化 學(xué) 式 中 各元 素 的 物 質(zhì) 的 量 之 比 ， C正 確 ； 玉 石 屬 于 傳 統(tǒng) 無 機(jī) 非 金 屬 材 料 ，不 溶 于 水 ， D錯 誤 。 5 （ 2012 淮 南 模 擬 ） 向 下 列 溶 液 中 通 入 足 量 的 CO2， 最 終無 沉 淀 生 成 的 是 ( ) Ca（ OH） 2溶 液 Na2SiO3溶 液 飽 和 Na2CO3溶 液 CaCl2溶 液 漂 白 粉 溶 液 NaAlO2溶 液A. B. C. D. 【 解 析 】 選 B。 CO2通 入 Ca（ OH） 2溶 液 中 的 現(xiàn) 象 是 先 生 成 白色 沉 淀 ， 后 沉 淀 消 失 ， 最 終 無 沉 淀 ； CO2與 Na2SiO3溶 液 反 應(yīng)最 終 會 有 H2SiO3沉 淀 生 成 ； CO2與 飽 和 Na2CO3溶 液 反 應(yīng) 會 生 成NaHCO3沉 淀 ， 因 為 NaHCO3的 溶 解 度 小 于 Na2CO3的 溶 解 度 ， 且 反應(yīng) 消 耗 了 水 ， 生 成 了 質(zhì) 量 更 多 的 NaHCO3； CO2與 CaCl2溶 液 不發(fā) 生 反 應(yīng) ， 一 直 無 沉 淀 產(chǎn) 生 ； 足 量 CO2與 漂 白 粉 溶 液 中 的Ca（ ClO） 2反 應(yīng) ， 最 終 生 成 Ca（ HCO3） 2和 HClO， 無 沉 淀 產(chǎn) 生 ； 足 量 CO 2與 NaAlO2溶 液 反 應(yīng) ， 最 終 生 成 Al（ OH） 3沉 淀 和NaHCO3。 符 合 題 意 。 6.世 博 會 中 國 館 “ 東 方 之 冠 ” 由 鋼 筋 混 凝 土 、 7 000多 塊紅 色 鋁 板 和 1 200多 塊 玻 璃 等 建 成 。(1)鋁 _(填 “ 是 ” 或 “ 不 是 ” )紅 色 的 ， 鋁 板 和 玻 璃 均 易被 燒 堿 腐 蝕 ， 原 因 是 _、 _。 (用 化 學(xué) 方 程 式 表 示 )(2)生 產(chǎn) 硅 酸 鹽 水 泥 和 普 通 玻 璃 都 需 要 用 到 的 主 要 原 料 是_。(3)石 英 玻 璃 化 學(xué) 穩(wěn) 定 性 強(qiáng) 、 膨 脹 系 數(shù) 小 ， 是 一 種 特 種 玻 璃 ，石 英 玻 璃 的 主 要 成 分 是 _； 有 機(jī) 玻 璃 (聚 甲 基 丙 烯 酸 甲 酯 )實 上 不 是 硅 酸 鹽 材 料 ， 而 是 一 種 _(選 填 “ 橡 膠 ” 、“ 纖 維 ” 或 “ 塑 料 ” )。 【 解 析 】 (1)鋁 是 銀 白 色 金 屬 ， 而 紅 色 鋁 板 是 添 加 紅 色 物 質(zhì) 所致 ， Al、 玻 璃 中 的 SiO2均 能 與 NaOH發(fā) 生 反 應(yīng) 而 易 被 腐 蝕 ， 化學(xué) 方 程 式 分 別 為 ： 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 ,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+ H2O。(2)生 產(chǎn) 水 泥 與 玻 璃 的 主 要 原 料 都 用 到 CaCO3。(3)石 英 玻 璃 主 要 成 分 為 SiO2， 有 機(jī) 玻 璃 不 是 硅 酸 鹽 材 料 ， 而是 由 甲 基 丙 烯 酸 甲 酯 在 一 定 條 件 下 通 過 加 聚 反 應(yīng) 合 成 ， 因 此 ，有 機(jī) 玻 璃 屬 于 塑 料 。 答 案 :(1)不 是2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(2)CaCO3 (3)SiO2 塑 料