一. 本周教學(xué)內(nèi)容：碳和硅
1、碳族元素
2、碳及其化合物
3、硅及其化合物
二. 重點、難點
1、掌握碳的同素異形體的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、性質(zhì)及用途。
2、掌握二氧化碳的性質(zhì)、制取和用途，掌握碳酸、碳酸鹽的一些性質(zhì)。
3、掌握硅、二氧化硅的空間結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)。
4、掌握硅酸、硅酸鹽的化學(xué)性質(zhì)。
三. 過程
（一）碳族元素
1、組成和結(jié)構(gòu)特點
（1）碳族元素包括碳、硅、鍺、錫、鉛五種元素，位于元素周期表的IVA族。
（2）碳族元素原子最外層有4個電子，在化學(xué)反應(yīng)中不易得到或失去電子，易形成共價鍵。主要化合價有＋2和＋4價，其中碳和硅有負(fù)價。碳族元素在化合物中多以＋4價穩(wěn)定，而鉛在化合物中則以＋2價穩(wěn)定。碳族元素中碳元素形成的單質(zhì)（金剛石）硬度最大；碳元素形成的化合物種類最多；在所有非金屬形成的氣態(tài)氫化物中，CH4中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大；12C是元素相對原子質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)原子；硅在地殼中的含量僅次于氧，其單質(zhì)晶體是一種良好的半導(dǎo)體材料。
2、性質(zhì)的遞變規(guī)律
隨著原子序數(shù)的增大，碳族元素的原子半徑依次增大，由非金屬元素逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘僭兀唇饘傩灾饾u增強，非金屬性逐漸減弱；最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性逐漸減弱，堿性逐漸增強；氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱，還原性逐漸增強。
（二）碳及其化合物
1、碳單質(zhì)
（1）碳的同素異形體
金剛石
石墨
足球烯
晶體類型
原子晶體
過渡性晶體
分子晶體
微粒間作用力
共價鍵
層內(nèi)共價鍵，層間范德華力
范德華力
熔沸點
很高
很高
低
溶解性
一般不溶
難溶
易溶于有機溶劑
硬度
最大
質(zhì)軟
很小
導(dǎo)電性
不導(dǎo)電
導(dǎo)電
不導(dǎo)電
（2）碳的化學(xué)性質(zhì)
常溫下碳的性質(zhì)穩(wěn)定，在加熱、高溫或點燃時常表現(xiàn)出還原性，做還原劑，溫度越高，還原性越強，高溫時的氧化產(chǎn)物一般為一氧化碳。
C＋2H2SO4（濃） CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
2、二氧化碳
（1）物理性質(zhì)：無色略帶酸味氣體，無毒，能溶于水（1:1），固體時俗稱干冰，大量排放會導(dǎo)致溫室效應(yīng)。
（2）實驗室制法：
原理：
裝置：
溶解性不同：一般情況下，所有的鉀鹽、鈉鹽和銨鹽是可溶的，所有的酸式鹽是可溶的，正鹽的溶解度小于酸式鹽的溶解度，但碳酸鈉的溶解度大于碳酸氫鈉的溶解度。
熱穩(wěn)定性不同：一般情況下，難溶的正鹽和酸式鹽受熱易分解，可溶性碳酸鹽穩(wěn)定不易分解。
與酸反應(yīng)的劇烈程度不同：兩者都能與強酸（H＋）反應(yīng)產(chǎn)生CO2，但反應(yīng)的劇烈程度不同，根據(jù)反應(yīng)的劇烈程度可鑒別兩者。
可溶性鹽的水解程度不同：相同濃度的正鹽溶液的pH值大于酸式鹽溶液的pH值。
與堿反應(yīng)不同：弱酸的酸式鹽可與堿反應(yīng)生成正鹽。
與鹽反應(yīng)不同：碳酸鈉可與氯化鈣或氯化鋇反應(yīng)生成難溶性碳酸鹽，但碳酸氫鈉不反應(yīng)。
（2）碳酸根和碳酸氫根的檢驗
CO32?D的檢驗：向待檢溶液中滴加過量的CaCl2溶液。若生成白色沉淀，再加入稀鹽酸或稀硝酸。若白色沉淀又溶解，且生成無色、無味的氣體，則檢得溶液中有CO32?D。
HCO3?D的檢驗方法：向待檢溶液中滴加足量的Ca2＋或Ba2＋的可溶性鹽溶液。若無明顯現(xiàn)象，再向溶液中加入足量的酸（如鹽酸、硝酸、醋酸等）溶液。若溶液中逸出無色、無味的氣體，則待檢溶液中有HCO3?D。
（三）硅及其化合物
1、硅
（1）存在：硅在地殼中的含量僅次于氧，全部以化合態(tài)形式存在。注意：在自然界中硅無游離態(tài)，氧有游離態(tài)，但不能說硅的非金屬性比氧強。
（2）物理性質(zhì)：晶體硅是灰黑色，有金屬光澤、硬而脆的固體，是原子晶體，其結(jié)構(gòu)類似于金剛石。在晶體里，每個硅原子都被相鄰的4個硅原子包圍，處于4個硅原子的中心，以共價鍵跟這4個硅原子結(jié)合，成為正四面體結(jié)構(gòu)，這些正四面體結(jié)構(gòu)向空間發(fā)展，構(gòu)成空間網(wǎng)狀晶體，其中鍵角為109°28＇，鍵長為 2.35×10－10m（比金剛石的大，是因為碳原子半徑比硅原子半徑小的緣故）。晶體硅熔點、沸點較高，但比金剛石的熔點、沸點低。
（3）化學(xué)性質(zhì)（不活潑）
常溫下：Si＋2F2＝SiF4（氣） Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑ Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑（氧化劑：H2O，還原劑：Si）
高溫下：Si＋O2 SiO2 Si＋2Cl2 SiCl4 Si＋2H2 SiH4
（4）制備：
粗硅是電爐里用碳還原SiO2而制得的：SiO2＋2C Si（粗）＋2CO↑（當(dāng)碳過量時：SiO2＋3C SiC＋2CO↑，其中氧化劑、還原劑均為碳。）
粗硅提純：將粗硅在高溫下跟氯氣反應(yīng)生成四氯化硅（SiCl4），SiCl4經(jīng)過分餾提純，再用氫氣還原得到純硅： Si（粗）＋2Cl2 SiCl4（液） SiCl4＋2H2 Si（純）＋4HCl
（5）應(yīng)用：硅是良好的半導(dǎo)體材料，可用來制造半導(dǎo)體器件。也可用來制造合金。
2、二氧化硅
（1）晶體結(jié)構(gòu)：是立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的原子晶體，1個Si原子與4個O原子形成4個共價鍵，即1個Si原子周圍結(jié)合4個O原子，同時，每個O原子跟兩個 Si原子相結(jié)合。由于二氧化硅晶體里Si－O鍵的鍵能很高，并形成了一種立體網(wǎng)狀的原子晶體，所以要破壞二氧化硅的晶體，必須消耗較多的能量，因此，SiO2的熔點很高，硬度也很大。
（2）化學(xué)性質(zhì)（很穩(wěn)定）
弱氧化性：SiO2＋2C Si＋2CO↑
酸性氧化物：CaO＋SiO2 CaSiO3
SiO2＋CaCO3 CaSiO3＋CO2↑ SiO2＋Na2CO3 Na2SiO3＋CO2↑（上述兩反應(yīng)發(fā)生的原因是因為高溫下硅酸鹽比碳酸鹽穩(wěn)定）
SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O（玻璃中含有SiO2，因而它能夠被堿溶液腐蝕。實驗室里盛放堿溶液的試劑瓶常用橡皮塞，而不用玻璃塞，就是為了防止玻璃受堿溶液腐蝕生成Na2SiO3，而使瓶口和塞子粘結(jié)在一起。）
特性：SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O 所以氫氟酸不能保存在玻璃試劑瓶中而應(yīng)貯存在塑料瓶中，另外制備氫氟酸也不能使用玻璃器皿。
（3）用途：二氧化硅是制造光導(dǎo)纖維的重要原料，制造石英玻璃，用做玻璃原料和建筑材料。
3、硅酸、硅酸鹽
（1）硅酸：硅酸鈉（Na2SiO3）的水溶液跟鹽酸起反應(yīng)生成白色膠狀沉淀，這種白色膠狀沉淀叫做原硅酸，常用H4SiO4表示，是一種弱酸，很不穩(wěn)定，這種白色膠狀物在空氣里干燥，失去一部分水后，變成白色粉末，即為硅酸（H2SiO3）。 Na2SiO3＋2HCl＋H2O＝H4SiO4↓＋2NaCl、H4SiO4＝H2SiO3＋H2O也可以直接寫成 Na2SiO3＋2HCl＝H2SiO3↓＋2NaCl
硅酸不溶于水，酸性比碳酸還要弱，從理論上解釋：C、Si在元素周期表中位于同一主族，C在Si的上方，根據(jù)同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，C的非金屬性比硅強，所以碳酸的酸性比硅酸強。從實驗中證明：可向硅酸鈉溶液中通入足量二氧化碳，有沉淀產(chǎn)生。反應(yīng)可表示為：SiO32－＋2CO2＋H2O＝H2SiO3↓＋2HCO3－
（2）硅酸鹽：硅酸、原硅酸和由它們縮水結(jié)合而成的各種酸所對應(yīng)的鹽，統(tǒng)稱硅酸鹽。硅酸鹽的表示方式有兩種：氧化物，化學(xué)式。如：
硅酸鈉 Na2SiO3 （Na2O?SiO2）
鎂橄欖石 Mg2SiO4 （2MgO?SiO2）
高嶺石 Al2（Si2O5）（OH）4 （Al2O3?2SiO2?2H2O）
正長石 KAlSi3O8 （K2O?Al2O3?6SiO2）
硅酸鹽大多是難溶于水的，可溶性的硅酸鹽最常見的是Na2SiO3，它的水溶液俗名水玻璃可作為粘合劑，防腐劑、耐火材料使用。粘土種類很多，成分也很復(fù)雜，但主要是硅酸鹽；粘土具有粘性和可塑性，是制造水泥、陶瓷、磚瓦、耐火材料的主要原料。正長石（KAlSi3O8）在CO2和水等作用下分解而得粘土等物質(zhì)；高嶺土是較純凈的粘土。
4、硅酸鹽工業(yè)
水泥
玻璃
陶瓷
原料
粘土、石灰石
石灰石、純堿、石英
粘土
原理
復(fù)雜的物理化學(xué)變化
Na2CO3＋SiO2 CaSiO3＋CO2↑
復(fù)雜的物理化學(xué)變化
主要成分
3CaO?SiO2
2CaO?SiO2
3CaO?Al2O3
Na2SiO3、CaSiO3、SiO2
硅酸鹽
反應(yīng)條件
高溫
高溫
高溫
產(chǎn)品主要特性
水硬性
玻璃態(tài)物質(zhì)
抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣、易成型
【典型例題
例1. 目前科學(xué)界擬合成一種“二重結(jié)構(gòu)”的球形物質(zhì)，即把足球形C60分子容納在足球形Si60分子中，外面的硅原子與里面的碳原子以共價鍵相結(jié)合。下列關(guān)于這種物質(zhì)的敘述不正確的是（ ）
A. 是兩種單質(zhì)組成的混合物
B. 相對分子質(zhì)量為2400
C. 是一種化合物
D. 其晶體類型屬于分子晶體
分析：題中已明確該物質(zhì)中碳原子和硅原子間形成共價鍵，也就是說，二者已不再是原來獨立存在的分子了，而且有固定的組成〔n（C）∶n（Si）＝1∶1〕，因此它是化合物，C正確，A不正確。形成的Si60C60分子間不存在化學(xué)鍵，而是依靠范德瓦耳斯力結(jié)合成分子晶體，D正確。其相對分子質(zhì)量Mr＝（12＋28）×60＝2400，故B正確。應(yīng)注意的是，如果在C60分子中放入一個或幾個He，碳原子與球內(nèi)的穩(wěn)定的氦分子不能成鍵，仍為獨立的兩種分子，此時二者形成混合物而不是化合物。
答案：A
例2. 大理石可以用做墻面、地面和廚房桌面，其主要成分是碳酸鈣。食醋不慎滴在大理石桌面上，會使其失去光澤，變得粗糙。下列能正確解釋此現(xiàn)象的是（ ）
A. 食醋中的水使碳酸鈣溶解
B. 食醋中的醋酸與碳酸鈣發(fā)生了復(fù)分解反應(yīng)
C. 食醋中的醋酸與碳酸鈣反應(yīng)并放出大量的二氧化碳?xì)怏w
D. 食醋中的醋酸將碳酸鈣氧化
分析：醋酸能與CaCO3發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，由于食醋中醋酸濃度很低，所以，二者反應(yīng)不一定產(chǎn)生大量的CO2，可以生成Ca（HCO3）2。
答案：B
例3. 可以肯定溶液中大量存在CO 的理由是（ ）
A. 加入AgNO3溶液，有大量白色沉淀產(chǎn)生
B. 加入酸，有無色無味氣體產(chǎn)生
C. 加入BaCl2溶液時有白色沉淀產(chǎn)生，再加稀鹽酸沉淀溶解，產(chǎn)生可使澄清石灰水變渾濁的無色無味的氣體
D. 加入Ba（OH）2溶液有白色沉淀產(chǎn)生，再加稀鹽酸如C所述
分析：溶液中含有Cl－、SO32?D時，可與AgNO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀，A不正確。 與酸反應(yīng)會產(chǎn)生無色無味的CO2氣體，B不正確。向含有HCO3?D的溶液中加入Ba（OH）2時：HCO3?D＋OH－＋Ba2＋＝BaCO3↓＋H2O，再加鹽酸BaCO3＋2H＋＝Ba2＋＋CO2↑＋H2O，其現(xiàn)象與CO32?D反應(yīng)的現(xiàn)象相同，D選項不正確。
答案：C
例4. 玻璃的主要成分之一是二氧化硅。能在玻璃上進行蝕刻，將其制成毛玻璃和雕花玻璃的物質(zhì)是（ ）
A. 燒堿 B. 純堿 C. 氫氟酸 D. 鹽酸
答案：C
例5. 現(xiàn)有25ml，2mol/L的Na2CO3溶液和75ml,1mol/L的稀鹽酸反應(yīng)，（1）將Na2CO3溶液緩緩滴入鹽酸中；（2）將稀鹽酸緩緩滴入Na2CO3溶液中；在標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生氣體體積的情況是（ ）
A. 均為0.84L B. 均為0.56L
1mol 22.4L
0.05mol
1mol 1mol 0.05mol 0.05 （注意判斷過量問題）
1mol 22.4L
0.05mol ，故選C。
例6. 下圖是氣體制取裝置，下列能用此裝置制取氣體并能“隨開隨用、隨關(guān)隨停”的是（ ）
A. 大理石和稀硫酸制取二氧化碳 B. 鋅粒和稀硫酸制氫氣
C. 濃鹽酸和二氧化錳制取氯氣 D. 電石和水制取乙炔
答案：B
例7. A、B、C、D、E代表單質(zhì)或化合物，它們之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系如下圖所示。A為地殼中含量僅次于氧的非金屬元素的單質(zhì)，其晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似。
請?zhí)羁眨?/p>
（1）形成單質(zhì)A的原子的結(jié)構(gòu)示意圖為 ，它的最高化合價為 。
（2）B的化學(xué)式（分子式）為 ，B的晶體類型為 。B和碳反應(yīng)生成A和E的化學(xué)方程式是 。
（3）C的化學(xué)式（分子式）為 ，D的化學(xué)式（分子式）為 。
分析：本題以框圖題的形式考查了硅及其化合物的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，關(guān)鍵是找出解題的突破口。側(cè)重于考查的是審題、分析、綜合利用解決問題的。本題的突破口是A為地殼中含量僅次于氧的非金屬元素，推出A為硅，然后根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖逐一推出，B是二氧化硅、C是硅酸鈣、D是硅酸鈉。即可回答所有問題。
答案：（1） ＋4
（2）SiO2 原子晶體 SiO2＋2C例8. 晶體硅是一種重要的非金屬材料，制備純硅的主要步驟如下：
①高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅
②粗硅與干燥HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3：
③SiHCl3與過量H2在1000~1100℃反應(yīng)制得純硅
已知SiHCl3能與H2O強烈反應(yīng)，在空氣中易自燃。請回答下列問題：
（1）第①步制備粗硅的化學(xué)反應(yīng)方程式為 。
（2）粗硅與HCl反應(yīng)完全后，經(jīng)冷凝得到的SiHCl3（沸點33.0℃）中含有少量SiCl4（沸點
①裝置B中的試劑是 ，裝置C中的燒瓶需要加熱，其目的是： 。
②反應(yīng)一段時間后，裝置D中觀察到的現(xiàn)象是 ，裝置D不能采用普通玻璃管的原因是 ，裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
③為保證制備純硅實驗的，操作的關(guān)鍵是檢查實驗裝置的氣密性，控制好反應(yīng)溫度以及 。
④為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì)，將試樣用稀鹽酸溶解，取上層清液后需再加入的試劑（填寫字母代號）是
a. 碘水 b. 氯水 c. NaOH溶液 d. KSCN溶液 e. Na2SO3溶液
分析：本題利用硅的制取考查了一些常見的基本實驗操作技能和實驗的評價設(shè)計能力，側(cè)重考查的是基本實驗技能。（1）根據(jù)題意信息，粗硅可用碳還原二氧化硅的方法制取。（2）因HCl易溶于水，而SiHCl3 遇H2O強烈水解，故提純SiHCl3的方法只能在無水的條件下采用蒸餾的方法進行分離。（3）①因SiHCl3強烈水解，故A產(chǎn)生的H2必須干燥，B中盛裝的液體為濃硫酸，燒瓶需加熱是為了使SiHCl3氣化，加快與氫氣的反應(yīng)。②根據(jù)信息，石英管中產(chǎn)生的物質(zhì)為硅，D中應(yīng)有固體物質(zhì)產(chǎn)生，普通玻璃在該反應(yīng)條件下會軟化，D中發(fā)生SiHCl3被氫氣還原生成硅的反應(yīng)。③因高溫下氫氣和氧氣混合容易爆炸，故應(yīng)先排凈裝置中的空氣。④鐵與鹽酸反應(yīng)生成二價鐵，常用氯氣先將二價鐵氧化然后再加入硫氰化鉀進行檢驗。
答案：（1）
（2）分餾（或蒸餾）
（3）① 濃硫酸；使滴入燒杯中的 ③排盡裝置中的空氣�、躡 d
【模擬
1. 當(dāng)下列物質(zhì)：①大理石、②鐘乳石、③鍋垢、④貝殼、⑤蛋殼，分別滴入醋酸時，會產(chǎn)生相同氣體的是（ ）
A. 只有①② B. 只有④⑤ C. 只有①②③ D. ①②③④⑤
2. CO2通入下列各溶液中，不可能產(chǎn)生沉淀的是（ ）
A. 氯化鈣溶液 B. 石灰水
C. 飽和碳酸氫鈉溶液 D. 硅酸鈉溶液
3. 最近，科學(xué)家研制得一種新的分子，它具有空心的類似足球狀結(jié)構(gòu)，分子式為C60。下列說法正確的是（ ）
A. C60是一種新型的化合物 B. C60和石墨都是碳的同素異形體
C. C60中含離子鍵 D. C60的相對分子質(zhì)量是720
4. 把少量CO2分別通入到濃度相同的①Ba（NO3）2溶液；②Ba（OH）2溶液；③溶有氨的BaCl2溶液中。預(yù)計能觀察到白色沉淀的溶液是（ ）
A. ②和③ B. 只有② C. ①和② D. 只有③
5. 科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，用“汽水”（一種能釋放CO2的弱酸性溶液）澆灌植物能促進植物的生長。原因是它能（ ）
①加強呼吸作用 ② 加強光合作用
③改良堿性土壤、調(diào)節(jié)pH值 ④加強植物蒸騰作用
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ②③④
6. 下列離子方程式不正確的是（ ）
A. 少量Na2CO3溶液滴入到硝酸中：H＋＋CO32?D＝HCO3?D
B. 過量CO2通入到澄清的石灰水中：CO2＋Ca2＋＋2OH?D＝CaCO3↓＋H2O
C. 燒堿溶液與碳酸氫鈣溶液混合：2OH?D＋Ca2＋＋2HCO3?D＝CaCO3↓＋CO32?D＋2H2O
D. 小蘇打溶液與氫氧化鋇溶液反應(yīng)：HCO3?D＋Ba2＋＋OH?D＝BaCO3↓＋H2O
7. 有關(guān)純堿和小蘇打的敘述正確的是
A. 等質(zhì)量的Na2CO3、NaHCO3分別與足量稀H2SO4反應(yīng)，NaHCO3產(chǎn)生的CO2多
B. 等質(zhì)量的Na2CO3、NaHCO3分別與足量的同種鹽酸反應(yīng)，NaHCO3消耗的鹽酸多
C. 向NaHCO3溶液中滴入Ba（OH）2溶液無沉淀，而Na2CO3溶液中加入Ba（OH）2溶液出現(xiàn)白色沉淀
D. Na2CO3和NaHCO3都既能與酸反應(yīng)，又能與氫氧化鈉反應(yīng)
8. 欲使0.1mol/L的NaHCO3溶液中c（H＋）、c（CO32－）、c（HCO3¯）都減少，其方法是
A. 通入二氧化碳?xì)怏w B. 加入氫氧化鈉固體
C. 通入氯化氫氣體 D. 加入飽和石灰水溶液
9. 下列關(guān)于純堿晶體（Na2CO3?10H2O）的敘述中，錯誤的是（ �。�
A. 將晶體放置在空氣中質(zhì)量會減輕
B. 加熱晶體則生成NaHCO3
C. Na2CO3可作為干燥劑使用
D. 晶體溶于水后呈堿性
10. 溶液中含有HCO3－、SO32－、CO32－、CH3COO－等4種陰離子。若向其中加入足量Na2O2后，溶液中離子濃度基本保持不變的是（ �。�
A. CH3COO－ B. SO32－ C. CO32－ D. HCO3－
11. 下列說法中，正確的是（ ）
A. 1 mol SiO2晶體中，含有2 mol Si?DO鍵
B. 熔融燒堿可選擇石英坩堝
C. 二氧化硅分子由一個硅原子和兩個氧原子構(gòu)成
D. 盡管二氧化硅既能與燒堿又能與氫氟酸反應(yīng)，但它仍不是兩性氧化物
12. 有一種粗鋁含金屬鐵和單質(zhì)硅兩種雜質(zhì)。取等質(zhì)量的樣品分別投入足量的稀HCl（aq）和足量的稀NaOH（aq）中，放出等量的H2，則該粗鋁中鐵和硅的關(guān)系正確的是（ ）
①物質(zhì)的量之比為2:1 ②物質(zhì)的量之比為3:1 ③質(zhì)量之比為2:1 ④質(zhì)量之比為4:1
A. ②④ B. ②③ C. ①④ D. 只有④
13. 工業(yè)上由粗硅制取純硅涉及以下反應(yīng)：
①Si（s）＋ 3HCl（g） Si（s）＋ 3HCl（g）
對于上述反應(yīng)的說法中正確的是（ ）
A. 均為置換反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)
B. 反應(yīng)①、②實際上互為可逆反應(yīng)
C. 由于反應(yīng)①放熱，則反應(yīng)②一定吸熱
D. 欲提高SiHCl3的產(chǎn)率，應(yīng)采用加壓、升溫的辦法
14. 下列說法：①硅的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，因此硅在自然界中以游離態(tài)形式存在；②硅和二氧化硅晶體都屬于原子晶體；③二氧化硅和二氧化碳在物理性質(zhì)上有很大的差異；④二氧化硅是一種酸性氧化物，它不與任何酸發(fā)生反應(yīng)。正確的是（ ）
A. ①②③④ B. ①②④ C. ①④ D. ②③
15. 我國科學(xué)家前不久成功地合成了3 mm長的管狀碳納米管，此管居世界之首。這種碳纖維具有強度高、剛度（抵抗變形的能力）高、密度�。ㄖ挥袖摰�1/4）、熔點高、化學(xué)穩(wěn)定性好的特點，因此被稱為“超級纖維”。下列對纖維的說法不正確的是（ ）
A. 它是制造飛機的某些部件的理想材料
B. 它的主要組成元素是碳
C. 它的結(jié)構(gòu)與石墨相似
D. 碳纖維復(fù)合材料不易導(dǎo)電
16. 氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大，熔點高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在1300℃反應(yīng)獲得氮化硅。
⑴根據(jù)性質(zhì)，推測氮化硅陶瓷的用途是
①制汽輪機葉片�、谥朴袡C玻璃 ③制永久性模具�、苤圃觳裼蜋C
⑵氮化硅晶體屬于 晶體（填晶體類型）。
⑶下列物質(zhì)熔化時，所克服的微粒間作用力與氮化硅熔化時所克服的微粒間作用力相同的是 。
①單質(zhì)I2和金剛石 ②晶體硅和二氧化硅 ③冰和干冰 ④金剛石和碳化硅
⑷已知氮化硅晶體結(jié)構(gòu)中，原子間都以單鍵相連，且N原子和N原子、Si原子和Si原子不直接相連，同時每個原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。請寫出氮化硅的化學(xué)式： ，1 mol 氮化硅晶體中含 mol N?DSi鍵。
⑸現(xiàn)用四氯化硅和氮氣在氫氣氣氛保護下，加強熱發(fā)生反應(yīng)，可得較高純度的氮化硅。反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 。
17. 我國化學(xué)家侯德榜（右圖）改革國外的純堿生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)流程可簡要表示如下：
（1）上述生產(chǎn)純堿的方法稱_________，副產(chǎn)品的一種用途為 。
（2）沉淀池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是 。
（3）寫出上述流程中X物質(zhì)的分子式 。
（4）使原料氯化鈉的利用率從70%提高到90%以上，主要是設(shè)計了 （填上述流程中的編號）的循環(huán)。從沉淀池中取出沉淀的操作是
（5）為檢驗產(chǎn)品碳酸鈉中是否含有氯化鈉，可取少量試樣溶于水后，再滴加
（6）向母液中通氨氣，加入細(xì)小食鹽顆粒，冷卻析出副產(chǎn)品，通氨氣的作用有
（a）增大NH4＋的濃度，使NH4Cl更多地析出
（b）使NaHCO3更多地析出
（c）使NaHCO3轉(zhuǎn)化為Na2CO3，提高析出的NH4Cl的純度
18. 2005年11月13日，我國石油吉林石化公司雙苯車間發(fā)生爆炸，爆炸泄漏的有毒物質(zhì)和燃燒產(chǎn)生的煙氣造成松花江和當(dāng)?shù)乜諝鈬?yán)重污染。某課外活動小組的同學(xué)準(zhǔn)備探究在爆炸現(xiàn)場采集的氣體樣品中是否含有CO（假設(shè)該樣品中不含除CO之外的其它能與CuO反應(yīng)的物質(zhì)）
［實驗?zāi)康模荽_定氣體樣品中是否含有CO
［查閱］爆炸泄漏的有毒物質(zhì)主要是苯和苯胺，它們都是有機物，已知苯的化學(xué)式為C6H6 ，是一種液體，有毒，不溶于水，密度比水小，熔點5.5℃，沸點80.1℃。在空氣中完全燃燒生成CO2和H2O，不完全燃燒時還生成CO。
［實驗原理］CuO＋CO Cu＋CO2 ,反應(yīng)生成的CO2使澄清石灰水變渾濁，以此證明CO的存在。
［實驗儀器］
［問題］
⑴要用較簡單的方法收集爆炸現(xiàn)場的氣體樣品，可選用什么用品？ 。
⑵在實驗時，上述儀器的連接順序是丙→乙→甲→乙。其中乙裝置需要使用兩次，這兩次的作用分別是：第一次 。第二次 。
⑶從環(huán)境保護的角度考慮，你認(rèn)為該實驗是否存在缺陷，如果有，如何改進該實驗？（若認(rèn)為該實驗沒有缺陷，以下問題不必回答）改進的方法是 。
⑷由于苯泄漏，造成松花江上大量魚類死亡，你認(rèn)為魚類死亡的可能原因是（回答兩點即可）：① ；② 。
⑸苯的熔點比較低，在低溫時很容易凝固成冰一樣的晶體。若苯凝固，如何從試劑瓶（細(xì)口瓶）中取出苯？ 。
19. 某課外活動小組加熱炭粉（過量）和氧化銅的混合物，再用下圖裝置，對獲得的銅粉（含炭）樣品進行實驗。圖中鐵架臺等裝置已略去。請你幫助他們完成下列實驗報告。
（一）實驗?zāi)康模篲_________________________________。
（二）實驗用品：儀器：天平、分液漏斗、錐形瓶、硬玻璃管、干燥管、酒精燈、洗氣瓶等藥品：紅褐色銅粉（含炭）樣品、過氧化氫溶液、二氧化錳、堿石灰、濃硫酸等
（三）實驗內(nèi)容：
實驗過程
實驗現(xiàn)象
有關(guān)化學(xué)方程式
在C中加入樣品標(biāo)本W(wǎng)克，D中裝入精品后并稱量為m1克。連接好儀器后，檢查氣密性
打開A的活塞，慢慢滴加溶液。
對G進行加熱。當(dāng)G中藥品充分反應(yīng)后。關(guān)閉A的活塞。停止加熱：
冷卻后，稱量D的質(zhì)量為m2克。
（四）計算：樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝___________________（用含W、m1、m2的代數(shù)式表示）
（五）問題和討論：
實驗完成后，評議說：按上述實驗設(shè)計，即使G中反應(yīng)完全、D中吸收完全，也不會得出正確的結(jié)果。經(jīng)討論，有同學(xué)提出在B與G之間加入一個裝置。再次實驗后，得到了較正確的結(jié)果。那么，原來實驗所測得的鋼的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小的原因可能是____________，在B與G之間加入的裝置可以是 _______________，其中盛放的藥品是________________。
20. 高錳酸鉀是錳的重要化合物和常用的氧化劑。以下是工業(yè)上用軟錳礦制備高錳酸鉀的一種工藝流程。
（1）KMnO4稀溶液是一種常用的消毒劑。其消毒原理與下列物質(zhì)相同的是______（填代號）。
a. 84消毒液（NaClO溶液） b. 雙氧水
c. 苯酚 d. 75%酒精
（2）高錳酸鉀保存在棕色試劑瓶中，下列試劑保存不需要棕色試劑瓶的是_______（填代號）。
a. 濃硝酸 b. 硝酸銀 c. 氯水 d. 燒堿
（3）上述流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有 、 （寫化學(xué)式）。
（4）若不考慮物質(zhì)循環(huán)與制備過程中的損失，則1 mol MnO2可制得 mol KMnO4。
（5）該生產(chǎn)中需要純凈的CO2氣體。若實驗室要制備純凈的CO2，所需試劑最好選擇（選填代號） 。
a. 石灰石 b. 稀HCl c. 稀H2SO4 d. 純堿
所需氣體發(fā)生裝置是 （選填代號）。
A B C
（6）操作Ⅰ的名稱是 ；操作Ⅱ根據(jù)KMnO4和K2CO3兩物質(zhì)在 （填性質(zhì)）上的差異，采用 （填操作步驟）、趁熱過濾得到KMnO4粗晶體。
【試題答案】
1. D 2. A 3. BD 4. A 5. B 6. AB 7. A 8. D
9. BC 10. A 11. D 12. C 13. A 14. D 15. C
16. ⑴①③④ ⑵原子 ⑶②④ ⑷Si3N4 12
⑸3SiCl4 ＋6H2＋2N2
B、E中有氣泡產(chǎn)生
2H2O2
G中的紅褐色粉末變成黑色
2Cu＋O2 CO2
（四）
（五）偏�。核羝ㄟ^G被D中堿石灰吸收；洗氣瓶 濃硫酸 （或干燥管 堿石灰）
20. （1）ab；（2）d； （3）MnO2；KOH； （4）2／3； （5）cd；A；
（6）過濾；溶解度；濃縮結(jié)晶。
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