中学课件碳族元素无机非金属材料.ppt

第七章第七章碳族元素碳族元素 无机非金属材料无机非金属材料1、碳族元素在周期表的位置？结构特征？主、碳族元素在周期表的位置？结构特征？主要化合价？其单质的熔点谁高？为什么？要化合价？其单质的熔点谁高？为什么？碳碳 硅硅 锗锗 锡锡 铅铅颜色颜色金：无色金：无色墨：灰黑墨：灰黑灰黑色灰黑色银灰银灰色色银白色银白色 蓝白色蓝白色晶体类型晶体类型 原子晶体原子晶体原子晶原子晶体体金属金属晶体晶体金属晶金属晶体体金属晶金属晶体体熔沸点熔沸点密度密度 导电性导电性主要价态主要价态 都是都是+2、+4价价稳定价态稳定价态 都是都是+4价价 +2价价高高 低低小小 大大半导体半导体 半导体半导体导体导体导体导体金：不导金：不导墨：导电墨：导电4、碳族元素的气态氢化物的稳定性，最、碳族元素的气态氢化物的稳定性，最高氧化物对应的水合物的酸碱性，元素高氧化物对应的水合物的酸碱性，元素的非金属性等有何递变规律？的非金属性等有何递变规律？5、碳的同素异形体主要有哪些？、碳的同素异形体主要有哪些？3、气态氢化物的沸点有何递变规律？、气态氢化物的沸点有何递变规律？金刚石、石墨、足球碳金刚石、石墨、足球碳(C60)、C70等等6、酸式盐的性质有何规律？、酸式盐的性质有何规律？（1）在）在饱和碳酸钠溶液饱和碳酸钠溶液中通入二氧中通入二氧 化碳，有何现象产生？化碳，有何现象产生？（2）下列物质既能跟）下列物质既能跟H+反应又能跟反应又能跟 OH-反应的是：反应的是：A、NaHCO3 B、(NH4)2S C、CH2(NH2)COOH D、Na2CO37、如何除去下列气体中的杂质、如何除去下列气体中的杂质(括号内为杂括号内为杂质质)?（1）CO（CO2）（2）CO2（CO）（3）CO2（HCl、SO2）8、欲区别等浓度的、欲区别等浓度的Na2CO3溶液和溶液和NaHCO3溶液，简便有效的方法是（溶液，简便有效的方法是（）A、加热、加热 B、加石灰水、加石灰水C、加石蕊试液、加石蕊试液 D、用、用PH试纸试纸A、NaHCO3 B、(NH4)2S C、CH2(NH2)COOHD、用、用PH试纸试纸9、双指示法、双指示法将一定量的将一定量的CO2气体通入气体通入NaOH溶液后，先溶液后，先向溶液中滴加几滴酚酞，用标准浓度的盐酸向溶液中滴加几滴酚酞，用标准浓度的盐酸滴定，用去盐酸滴定，用去盐酸V1mL，再向溶液中滴加几，再向溶液中滴加几滴甲基橙，继续用标准浓度的盐酸滴定，又滴甲基橙，继续用标准浓度的盐酸滴定，又用去盐酸用去盐酸V2mL。若若V1V2，则溶质为，则溶质为 ；若若V1=V2，则溶质为，则溶质为 ；若若V1V2，则溶质为，则溶质为 ；若若V1V2,(V1=0)则溶质为则溶质为 ；NaOH、Na2CO3Na2CO3NaHCO3、Na2CO3NaHCO310、关于碳酸氢钙的下列说法中，、关于碳酸氢钙的下列说法中，正确的是（正确的是（）A、用加热浓缩的方法，可从溶液中、用加热浓缩的方法，可从溶液中 得到碳酸氢钙得到碳酸氢钙B、在、在270开始分解，有气态开始分解，有气态CO2产生产生C、其溶液可使石蕊试液变红色、其溶液可使石蕊试液变红色D、可由碳酸钙在碳酸中溶解而形成、可由碳酸钙在碳酸中溶解而形成碳酸氢钙碳酸氢钙D、可由碳酸钙在碳酸中溶解而形成、可由碳酸钙在碳酸中溶解而形成 碳酸氢钙碳酸氢钙11、工业上、实验室分别如何制取、工业上、实验室分别如何制取CO2？工业上工业上煅烧石灰石煅烧石灰石实验室实验室大理石与盐酸大理石与盐酸12、CO2有何用途？有何用途？灭火剂；制纯碱、汽水；作制冷剂、人灭火剂；制纯碱、汽水；作制冷剂、人工降雨等工降雨等13、请写出、请写出CO 2分别与分别与Na2SiO3、C6H5ONa、NaAlO2溶液反应的离子方溶液反应的离子方程式。程式。二、硅：二、硅：1、晶体结构、晶体结构:正四面体空间网状结构正四面体空间网状结构请比较晶体硅与金刚石的硬度、熔沸点请比较晶体硅与金刚石的硬度、熔沸点的大小的大小2、存在和状态：、存在和状态：(1)只有化合态，无游离态；在地壳中含只有化合态，无游离态；在地壳中含量居第二位。量居第二位。(2)两种同素异形体：晶体硅和无定形硅。两种同素异形体：晶体硅和无定形硅。3、物理性质：、物理性质：灰黑色，有金属光泽、硬而脆的固灰黑色，有金属光泽、硬而脆的固体，熔沸点较高。体，熔沸点较高。常温下：与常温下：与F2、HF、碱液反应、碱液反应Si+2F2=SiF4 Si+4HF=SiF4+H2Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 Si+2NaOH+4H2O=Na2SiO3+2H2+3H2O 4e4、化学性质、化学性质5、工业制法？、工业制法？不活泼不活泼SiO2+2C=Si(粗粗)+2COSi(粗粗)+2Cl2=SiCl4 SiCl4+2H2=Si(纯纯)+4HCl高温高温高温高温高温高温5、用途：、用途：高纯硅：半导体材料。高纯硅：半导体材料。合金：合金：变压器铁芯（含硅变压器铁芯（含硅4%的的钢有导磁性）钢有导磁性）耐酸设备（含硅耐酸设备（含硅15%左右的左右的钢有耐酸性）钢有耐酸性）二、二氧化硅：二、二氧化硅：1、晶体结构？、晶体结构？空间网状结构空间网状结构坚硬难熔的固体坚硬难熔的固体有晶体和无定形两大类。有晶体和无定形两大类。晶体二氧化硅叫石英、水晶，晶体二氧化硅叫石英、水晶，天然二氧化硅叫硅石、石英砂。天然二氧化硅叫硅石、石英砂。2、化学性质：、化学性质：十分稳定十分稳定(1)酸性氧化物：但是不溶于水，也酸性氧化物：但是不溶于水，也不与水反应。不与水反应。(2)常温与氢氟酸、强碱反应常温与氢氟酸、强碱反应4HF+SiO2=SiF4+2H2O(氢氟酸雕刻玻璃氢氟酸雕刻玻璃)2NaOH+SiO2=Na2SiO3(有粘性有粘性)+H2O(所以，不能用磨口玻璃塞盛所以，不能用磨口玻璃塞盛碱性碱性溶液，溶液，如如NaOH、KOH、Na2CO3、Na2SiO3等等溶液。溶液。)(3)高温时：高温时：SiO2+CaO=CaSiO3高温高温Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2高温高温CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2高温高温3、用途：、用途：光导纤维、光学仪器、电子仪器、工艺品、光导纤维、光学仪器、电子仪器、工艺品、石英玻璃、玻璃原料和建筑材料等。石英玻璃、玻璃原料和建筑材料等。注：硅肺病（矽肺病），长期吸入注：硅肺病（矽肺病），长期吸入SiO2粉尘粉尘干态下物质间的反应规律干态下物质间的反应规律:高沸点物质（高沸点物质（SiO2）制低沸点物质（）制低沸点物质（CO2）SiO2+2C =Si+2CO高温高温Na+KCl=NaCl+K高温高温注意：注意：三、硅酸：三、硅酸：1、原硅酸：、原硅酸：H4SiO4 2、硅酸、硅酸硅酸：不溶于水的二元弱酸，硅酸盐与硅酸：不溶于水的二元弱酸，硅酸盐与酸反应可制得白色胶状固体原硅酸，在酸反应可制得白色胶状固体原硅酸，在空气中部分失水后变成白色粉末硅酸。空气中部分失水后变成白色粉末硅酸。Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaClNa2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3Na2SiO3+2NH4Cl=H2SiO3+2NH3+2NaCl四、硅酸盐四、硅酸盐 1、典型硅酸盐？、典型硅酸盐？2、组成表示法？、组成表示法？五、硅酸盐工业：五、硅酸盐工业：Na2SiO3、Mg2SiO4Na2OSiO2、2MgOSiO2、以含硅物质为原料，经加工制得硅酸盐产品以含硅物质为原料，经加工制得硅酸盐产品的工业称为硅酸盐工业。如制造水泥、玻璃、陶的工业称为硅酸盐工业。如制造水泥、玻璃、陶瓷等产品的工业都属硅酸盐工业。瓷等产品的工业都属硅酸盐工业。硅酸盐工业的特点：硅酸盐工业的特点：(1)(1)原料：含硅的物质、碳酸盐等。原料：含硅的物质、碳酸盐等。(2)(2)反应条件：高温。反应条件：高温。(3)(3)反应原理：复杂的物理、化学变化。反应原理：复杂的物理、化学变化。(4)(4)生成物：硅酸盐。生成物：硅酸盐。水泥水泥玻璃玻璃原原 料料主要设备主要设备生产生产过程过程反应反应原理原理主要主要成分成分主要性能主要性能粘土和石灰石粘土和石灰石(石膏石膏)水泥回转窑水泥回转窑生料研磨，生料研磨，高温煅烧高温煅烧复杂的物理、化复杂的物理、化学变化学变化硅酸三钙、硅酸二硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙等钙、铝酸三钙等 水硬性水硬性纯碱、石灰石和石英纯碱、石灰石和石英玻璃熔炉玻璃熔炉原料粉碎原料粉碎,强热，强热，成型冷却成型冷却Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2 高温高温 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2 高温高温 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 （Na2OCaO6SiO2）玻璃态物质，无固定熔点玻璃态物质，无固定熔点常见的玻璃有哪些？主要成分是什么？常见的玻璃有哪些？主要成分是什么？（1）普通玻璃：）普通玻璃：（2）石英玻璃：）石英玻璃：（3）钢化玻璃：）钢化玻璃：（4）硼酸玻璃：）硼酸玻璃：（5）铅玻璃：）铅玻璃：（6）有色玻璃：）有色玻璃：（7）玻璃纤维：）玻璃纤维：（8）水玻璃：）水玻璃：（9）玻璃纸：）玻璃纸：（10）玻璃钢：）玻璃钢：（11）有机玻璃：）有机玻璃：成分与普通玻璃相同成分与普通玻璃相同制化学仪器制化学仪器制光学仪器制光学仪器加加Cu2O为红色，加为红色，加Co2O3为蓝色为蓝色由熔融玻璃拉成或吹由熔融玻璃拉成或吹成成纤维素薄膜纤维素薄膜用环氧树脂和玻璃纤维复合制成用环氧树脂和玻璃纤维复合制成聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯五、新型无机非金属材料五、新型无机非金属材料 主要指高温结构陶瓷、光导纤维主要指高温结构陶瓷、光导纤维等。等。