高考化学分类解析(十八)碳族元素无机非金属材料.doc

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1、高考化学分类解析(十八)——碳族元素无机非金属材料考点阐释1.了解常见碳单质的主要物理性质,掌握其重要的化学性质。掌握碳的氧化物的性质及主要用途和碳酸盐的性质及碳酸根的检验方法。了解碳的氧化物对大气的污染。2.了解硅单质的晶体类型及主要性质,理解二氧化碳与二氧化硅物理性质差异的主要原因。了解硅酸盐工业和新型无机非金属材料的特性及应用。命题趋向与应试策略(一)重视基础形成知识规律1.碳及其化合物间的转化关系(1)会运用氧化还原反应知识规律分析理解碳、一氧化碳、二氧化碳之间的相互转化及应用。运用酸碱反应规律分析理解二氧化碳、碳酸正盐、碳酸

2、氢盐(酸式盐)之间的相互转化及应用。(2)碳酸盐性质规律①溶解性规律:如果碳酸的正盐溶解度较大,则酸式盐的溶解度小[如:Na2CO3>NaHCO3];如果碳酸的正盐溶解度小,则对应酸式盐的溶解度较大[如:CaCO3<Ca(HCO3)2]②稳定性:难溶性的碳酸盐,(NH4)2CO3及酸式盐受热易分解;可溶性的碳酸盐较稳定,受热难分解。③酸式盐与碱反应时的产物要根据相对用量判断。如:在Ca(HCO3)2溶液中滴加NaOH溶液:Ca(HCO3)2+NaOH===CaCO3↓+NaHCO3+H2O(NaOH少量)Ca(HCO3)2+2NaOH

3、===CaCO3↓+Na2CO3+2H2O(NaOH过量)④CO和HCO的检验:利用正盐和酸式盐的溶解性可区别CO和HCO,如BaCl2溶液。利用CO与H+反应产生CO2的方法,检验CO或HCO。2.碳族元素的主要特征在元素周期表中,碳族元素位于活泼金属(ⅠA族)向活泼非金属(ⅦA族)过渡的中间位置,其最外层电子数为412,既不容易得到电子,又不易失去电子,所以碳族元素的成键特征是易形成共价键,难形成离子键,特别是单个原子不能形成离子;单质以还原性为主,表现为难与H2生成气态氢化物,制取单质通常为还原法,如以C还原SiO2以制单质硅;

4、碳元素形成的单质(金刚石)硬度最大;碳元素形成的化合物种类最多;在所有非金属形成的气态氢化物中,甲烷中氢元素的质量分数最大;C是元素相对原子质量的标准原子;硅在地壳中的含量仅次于氧,其单质晶体是一种良好的半导体材料。3.硅及其化合物的特殊性(1)硅的还原性比碳强,而碳在高温下能从二氧化硅中还原出硅。(2)非金属单质与强碱溶液反应一般不生成氢气,而硅与氢氧化钠等强碱溶液反应产生氢气。(3)非金属单质一般不与非氧化性酸反应,而硅不但与氢氟酸反应,而且有氢气生成。(4)酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应,而二氧化硅却能与氢氟酸反应,生成四氟

5、化硅和水。(5)无机酸一般易溶于水,而硅酸和原硅酸却难溶于水。(6)在水溶液中,碳酸的酸性比硅酸强,二氧化碳与硅酸钠反应生成碳酸钠和硅酸沉淀。在高温下碳酸钠与二氧化硅反应生成硅酸钠和二氧化碳,其原因是在高温条件下,生成的二氧化碳离开反应体系而使反应进行到底。4.新型无机非金属材料的特性(1)能承受高温,强度高。例如:氮化硅陶瓷在1200℃左右的高温下,仍具有很高的硬度,可用来制造汽轮机叶片、轴承、永久模具等。(2)具有电学特性。一些新型无机非金属材料可以作绝缘体,有的可作半导体、导体、超导体等。一些绝缘性材料常被用于做集成电路的基板。

6、(3)具有光学特性。有些新型无机非金属材料能发出单色的光,有的能透过可见光,有的能使红外线、雷达射线穿过。(4)具有生物功能。一些新型无机非金属材料强度高、无毒、不溶于水,对人体组织有较好的适应性,可直接植于人体内,用这类材料制成的人造牙齿、人造骨骼,已被应用在医学上。(二)分析热点把握命题趋向碳、硅等元素知识在历年高考中有较多的涉及,其主要热点是:①金刚石、石墨、晶体硅、二氧化硅的结构和性质比较,C60的空间结构及计算;②碳和一氧化碳的还原性,一氧化碳和二氧化碳的制取、收集、检验与鉴别;③二氧化碳与氢氧化钠、二氧化硅与碳等反应产物的

7、确定及计算;④典型碳酸盐的性质及应用;⑤化工理论在硅酸盐工业实际中的应用;⑥推测新型无机非金属材料的结构特点或分析其用途。题目类型既有考查目的比较明确具体的选择题,又有与基本理论、其他元素化合物知识糅合在一起的推断题、实验题或计算题。从高考命题的变化趋势来看,与碳的化合物知识有关的温室效应、生物化学将成为综合科目高考命题的焦点问题。(1)温室效应与环境科学太阳光的照射使海洋、陆地变暖,然后变暖的地面又把热辐射回天空。地面的热在向外辐射的过程中,部分红外辐射能被CO2、CH4、N2O和H2O(g)12等温室气体吸收。当大气中的这类温室气

8、体的浓度过高时,会使地面接收到太阳辐射热大于地面向太空反射回去的辐射热,从而使地面气温逐渐升高,这种现象称为“温室效应”。“温室效应”的积极作用是控制地球表面的温度适合于动、植物的生存、繁衍。但是由于地球上人口激增带来人

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