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1、2008高考化學(xué)復(fù)習(xí)第七章 碳族元素 無機(jī)非金屬材料 ◆本章知識網(wǎng)絡(luò) 1．碳及其化合物 2．硅及其化合物 3.材料 金屬材料 傳統(tǒng)型 材料 無機(jī)非金屬材料 新型 高分子材料 ◆ 考綱要求： 1． 解碳族元素的性質(zhì)及其遞變規(guī)律。 2． 握硅和二氧化碳的晶體結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途。 ◆ 教材導(dǎo)讀 一、碳族元素 1． 組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 ⑴．碳族元素包括、、、、五種元素，位于元素

2、周期表的族。 ⑵．碳族元素原子最外層有個電子，在化學(xué)反應(yīng)中不易或電子，易形成鍵。主要化合價有和，其中和有負(fù)價。碳族元素在化合物中多以價穩(wěn)定，而鉛在化合物中則以價穩(wěn)定。 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，由元素逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樵兀葱灾饾u增強(qiáng)，性逐漸減弱；最高價含氧酸的酸性，堿性；氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性，還原性。 二、硅和二氧化碳 1． 硅 ⑴．硅的存在和結(jié)構(gòu)及主要物理性質(zhì) ①在自然界中的硅全部以態(tài)存在，是構(gòu)成和的主要成分。在地殼中硅的含量在所有元素中居位，僅次于。 ②單質(zhì)硅有和兩種，其中的結(jié)構(gòu)類似于金剛石，屬于晶體，空間結(jié)構(gòu)為。 ③晶體硅是色，有光澤

3、，硬度，熔沸點(diǎn)，是良好的材料。 ⑵．硅的化學(xué)性質(zhì) 常溫下化學(xué)性質(zhì)，只能與、和反應(yīng)。 寫出以上反應(yīng)的化學(xué)方程式、、。 ⑶．高純硅的制法 ①SiO2 + C （粗制硅） ② Si + 2Cl2SiCl4 ③ SiCl4 + 2H2Si + 4HCl 2．二氧化硅 ⑴．晶體結(jié)構(gòu)，硬度，熔沸點(diǎn)，導(dǎo)電，溶于水。 ⑵．化學(xué)性質(zhì) ①與堿性氧化物、強(qiáng)堿等反應(yīng) CaO： Na2CO3： NaOH： ②與HF的反應(yīng)： C： ③氧化性：與 Mg： ⑶用途：制造、、的原料和建筑材料。 ◆ 要點(diǎn)解

4、讀 一、硅的特殊性 1．硅的還原性比碳強(qiáng)，而碳在高溫下卻能從二氧化硅中還原出硅。 SiO2 + 2CSi + 2CO↑ 2．非金屬單質(zhì)一般不與弱氧化性酸反應(yīng)，而硅不但能與氫氟酸反應(yīng)，而且還有H2生成。 Si + 4HF==== SiF4↑ + 2H2↑ 3．非金屬單質(zhì)與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)一般不生成氫氣，而硅卻不然。 Si + 2NaOH + H2O==== Na2SiO3 + 2H2↑ 4．雖然SiO2是硅酸的酸酐，但卻不能用SiO2與水反應(yīng)制備硅酸，而只能用可溶性硅酸鹽跟酸作用來制備。 5．酸性氧化物一般不與酸反應(yīng)（除氧化還原反應(yīng)外），而二氧化硅卻能與氫氟酸反應(yīng)。 6．非金屬氧

5、化物一般是分子晶體，而二氧化硅卻是原子晶體。 7．無機(jī)酸一般易溶于水，而硅酸和原硅酸卻難溶于水。 二、二氧化硅與干冰對比 物質(zhì) 二氧化硅 干冰 化學(xué)式 SiO2 CO2 晶體類型 原子晶體 分子晶體 主要物理性質(zhì) 硬度大、熔沸點(diǎn)高、常溫下為固體，不溶于水 熔沸點(diǎn)低，常溫下為氣體，微溶于水 化學(xué)性質(zhì) ①與水反應(yīng) 不反應(yīng) CO2 + H2O H2CO3 ②與酸反應(yīng) SiO2 + 4HF==SiF4↑ + 2H2O 不反應(yīng) ③與堿反應(yīng) SiO2 + 2NaOH==Na2SiO3 + H2O盛堿液的試劑瓶用橡皮塞 CO2 + 2NaOH==Na2CO

6、3 + H2O或CO2 + NaOH==NaHCO3 ④與鹽反應(yīng) SiO2 + Na2CO3Na2SiO3 + CO2↑ SiO2的難揮發(fā)性 Ca(ClO)2 + CO2 + H2O==CaCO3↓ + 2HClO CO2 + Na2CO3 + H2O==2NaHCO3 ⑤與堿性氧化物反應(yīng) SiO2 + CaOCaSiO3 CO2 + Na2ONa2CO3 三、除去CO、CO2氣體中混有的雜質(zhì)（括號內(nèi)為雜質(zhì)） 1．CO(CO2) ：通過盛有澄清石灰水的洗氣瓶。 2．CO2(CO)：通過盛放灼熱CuO的硬質(zhì)玻璃官。 3．CO2(O2)：通過盛放灼熱銅網(wǎng)的硬質(zhì)玻璃管

7、。 4．CO2(SO2)：通過飽和NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液。 5．CO2(HCl)：通過飽和NaHCO3溶液。 6．CO2(H2S)：通過CuSO4溶液。 四、碳酸鹽性質(zhì)的一般規(guī)律 1．溶解性規(guī)律：堿金屬的正鹽溶解度大于酸式鹽；堿土金屬（第ⅡA族）的正鹽溶解度小于酸式鹽。 2．穩(wěn)定性：難溶性的碳酸鹽，(NH4)2CO3及酸式鹽受熱易分解；可溶性的碳酸鹽較穩(wěn)定，受熱難分解。 3．酸式鹽與堿反應(yīng)時的產(chǎn)物要根據(jù)相對用量判斷。如：在Ca(HCO3)2溶液中滴加NaOH溶液：Ca(HCO3)2 + NaOH==CaCO3↓ + NaHCO3 + H2O(NaOH少量) C

8、a(HCO3)2 + 2NaOH==CaCO3↓+ Na2CO3 + 2H2O(NaOH過量) 4．CO32-和HCO3-檢驗：利用正鹽和酸式鹽的溶解性可區(qū)別CO32-和HCO3-，如BaCl2溶液。利用CO32-或HCO3-與H+反應(yīng)產(chǎn)生CO2的方法，檢驗CO32-或HCO3-。 ◆名題導(dǎo)思 例1 下列關(guān)于碳族元素及其化合物性質(zhì)的描述中，不正確的是（ ） A、除Pb外、+4價化合物是穩(wěn)定的 B、RO與RO2（除CO2外）均不跟水反應(yīng) C、RH4的穩(wěn)定性隨相對分子質(zhì)量的增大而增大 D、RH4的沸點(diǎn)從碳到鉛逐漸升高 解析：Pb為+2價穩(wěn)定，其余碳族元素均以+4價穩(wěn)定，A正確

9、；氧化物除CO2外，其余（如CO、SiO2、PbO等）均難溶于水，也不與水反應(yīng)，B正確；RH4的穩(wěn)定性與非金屬性有關(guān)，與式量無關(guān)，C錯；Sn、Pb為典型金屬元素，無氫化物存在，D錯。 答案：CD 例2 （1）圖瓦盧是由多個珊瑚礁形成的島國，由于大氣中CO2含量的劇增，大量珊瑚礁（主要成分是碳酸鈣）被海水侵蝕，其原因是（用化學(xué)方程式表示）：。 （2）溫室效應(yīng)導(dǎo)致海平面上升，引起溫室效應(yīng)的人為原因主要是：。 （3）為了控制溫室效應(yīng)，各國科學(xué)家提出了不少方法和設(shè)想。友人根據(jù)液態(tài)CO2密度大于海水密度的事實，設(shè)想將CO2液化后，送入深海海底。以減小大氣中CO2的濃度。為使CO2液化，可采用的

10、措施是（ ） A、減壓、升溫 B、增壓、升溫 C、減壓、降溫 D、增壓、降溫 （4）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(jìn)植物的生長。原因是它能（ ） ①加強(qiáng)呼吸作用 ②加強(qiáng)光合作用 ③改良堿性土壤、調(diào)節(jié)pH④加強(qiáng)植物蒸騰作用 A、①②B、②③C、③④D、②③④ （5）快速、有效地減緩大氣中CO2大量增加的生態(tài)學(xué)措施是（ ） A、使用天然氣等燃料 B、控制全球人口增長 C、植樹造林、保護(hù)森林 D、立即減少煤和石油的燃燒 解析：本題以二氧化碳的性質(zhì)為載體，綜合考查學(xué)生的環(huán)保意識，

11、引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會，關(guān)注未來。題目選材新穎，涉及面廣，起點(diǎn)高，落點(diǎn)低，具有很強(qiáng)的時代性。 二氧化碳微溶于水，溶于水后回與碳酸鈣反應(yīng)，導(dǎo)致碳酸鈣溶解。增大壓強(qiáng)，降低溫度會使氣體的溶解度增大。 植物的呼吸作用放出CO2，植物蒸騰作用與外界溫度及水分有關(guān)，與CO2的濃度無關(guān)；植物的光合作用需要吸收CO2,且CO2溶于土壤的水生成碳酸，碳酸電離的H+可以改良堿性土壤、調(diào)節(jié)pH，促進(jìn)植物對Ca2+的吸收。所以“汽水”澆灌植物能促進(jìn)植物的生長。 隨著社會的進(jìn)步，對能源的消耗也將進(jìn)一步增多，所以不可能立即減少煤和石油的燃燒，使用天然氣等燃料也會產(chǎn)生CO2，只有綠色植物的光合作用會吸收大量的CO2，且見效

12、快。 答案：（1）CaCO3+CO2+H2O==Ca(HCO3)2（2）大量燃燒煤、石油等礦物燃料 （3）D （4）B （5）C 例3 某二價金屬碳酸鹽和碳酸氫鹽的混合物跟足量鹽酸反應(yīng)，消耗H+和產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量之比為6：5，該混合物中碳酸鹽和碳酸氫鹽的物質(zhì)的量之比為（ ） A、1：1 B、1：2 C、1：3 D、1：4 解析：設(shè)二價金屬為M，正鹽的物質(zhì)的量為x，酸式鹽的物質(zhì)的量為y，則有： MCO3 + 2HCl==MCl2 + CO2↑+ H2O M(HC

13、O3)2 + 2HCl==MCl2 + 2CO2↑+ 2H2O x 2x x y 2y 2y 由題意得：=，解得= 答案：A 例4 下圖是石英晶體平面示意圖， Si O Si O Si O O O Si O Si O Si O O O Si O Si O Si Si O O O O 4 - 它實際上是立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其中硅氧原子個數(shù)之比為。 原硅酸根離子SiO4-的結(jié)構(gòu)可表

14、示為，二聚硅酸根離子Si2O6-中，只有硅氧鍵， 它的結(jié)構(gòu)可表示為。 O O 6- 答案：1：2 O Si O Si O O O 例5．某課外活動小組加熱炭粉（過量）和氧化銅的混合物，再用右圖裝置，對獲得的銅粉（含炭）樣品進(jìn)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：

15、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： （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，老師評議說：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，原來實驗所測得的銅的質(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______________。 解析：（1）此實驗的目的是測定銅粉樣品

16、中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 MnO2 （3）A中裝有H2O2，B中裝有MnO2，所以打開A的活塞，B、E中有氣泡產(chǎn)生，化學(xué)方程式為： 2H2O2 2H2O+O2↑對C進(jìn)行加熱，則Cu、C均與O2反應(yīng)，C中紅褐色粉末將變成黑色，化學(xué)方程式為：2Cu+O22CuO C+O2CO2 （4）w（Cu）=×100%=×100% （5）用如圖的裝置進(jìn)行實驗，因為有水蒸氣被D裝置吸收，導(dǎo)致m（C）增大，m（Cu）減小，使所測結(jié)果偏低。所以需要在B、C之間加一個干燥裝置：洗氣瓶、濃H2SO4（或干燥管、堿石灰） ◆ 隨堂演練 1． 科學(xué)家預(yù)測114號元素為類鉛，下列有關(guān)預(yù)

17、測不正確的是（ ） A、它的化合價有+2、+3、+4價 B、其晶體具有良好的導(dǎo)電性 C、電解類鉛的硝酸鹽和硝酸銅混合液時，陰極將析出類鉛 D、最外層具有四個電子 2．下列氧化物按其形成的含氧酸酸性遞增順序排列的是（ ） A、SiO2 < CO2 < SO3 < P2O5 B、SiO2 < CO2 < P2O5 < SO3 C、CO2 < SiO2 < P2O5 < SO3 D、CO2 < P2O5 < SO3 < SiO2 3．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

18、 4．固體熔化時必須破壞非極性共價鍵的是（ ） A．冰 B．晶體硅 C．溴 D．二氧化硅 5．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的分子量是720 6．石墨炸彈爆炸時能在方圓幾百米范圍內(nèi)撒下大量石墨纖維，造成輸電線、電廠設(shè)備損壞。這是由于石墨（ ） A．有放射性 B．易燃、易爆C．能導(dǎo)電 D．有劇毒 7．以下說法正確的是 A.納米材料是指一種稱為“納米”的新物

19、質(zhì)制成的材料 B.綠色食物是指不含任何化學(xué)物質(zhì)的食品 C.生物固氮是指植物通過葉面直接吸收空氣中的氮?dú)? D.光導(dǎo)纖維是以二氧化硅為主要原料制成的 8．將足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量（n）和通入CO2體積（V）的關(guān)系正確的是（ ） A B C D 9．下列實驗過程中產(chǎn)生的現(xiàn)象與對應(yīng)的圖形相符合的是（ ） A B C

20、 D A、NaHSO3粉末加入HNO3溶液中 　　B、H2S氣體通入氯水中 　　C、NaOH溶液滴入Ba(HCO3)2溶液中 D、CO2氣體通入澄清石灰水中 10．下面反應(yīng)的離子方程式不正確的是（ ） A.石英和燒堿溶液反應(yīng):SiO２+2OH－=SiO3２－+H２O B.向小蘇打溶液中加入石灰水至過量HCO3－+Ca２+＋OH－=CaCO３↓+H２O C.向燒堿溶液中通入過量的CO２ OH－+CO２=CO3２－+H２O D.向水玻璃中加入鹽酸 Si

21、O3２－+2H＋=H２ＳiO3↓ 11．已知A、B、C都是短周期元素，其原子序數(shù)A

22、 ④C在高溫下與碳酸鈣反應(yīng)生成D和一種氣體⑤C在高溫下與碳反應(yīng)生成單質(zhì)B 據(jù)以上變化，寫出A、B、C、D的化學(xué)式A、B、C、D。 13．只含SiO2雜質(zhì)的石灰石樣品，在高溫下熔燒得殘留固體，經(jīng)檢驗為一純凈物，則原樣品中SiO2的質(zhì)量百分含量是多少？ ◆ 隨堂演練參考答案 （1）AC （2）B （3）A （4）B （5）BD （6）C （7）D （8）D （9）D Cl Cl Cl Cl Si （10）C （11）C；Si；Cl Si+2Cl2SiCl4制備粗硅 （12）Na2SiO3；Si；SiO2；CaSiO3 （13）37.

23、5% ◆ 知識拓展 一、C60的結(jié)構(gòu) C60于1990年被報道了它的常量合成與精制，但早期的工作可以追溯到1984年，目前已合成了以C60和C70為代表的一系列被稱為“碳族多面體原子族”的新型的碳單質(zhì)。 C60是一個由20個六邊形和12個五邊形構(gòu)成的削角20面體，具有空心的類似于足球狀結(jié)構(gòu)在C60分子的球表面上存在共軛雙鍵（類似1，3 丁二烯中的C C C C），因而被稱為巴基球或足球烯或富勒烯?，F(xiàn)在富勒烯為它的正式名稱。富勒烯及其化合物有很多優(yōu)良性能，在催化、潤滑、治癌、貯氫以及半導(dǎo)體材料等方面有廣闊的應(yīng)用前景 二、二氧化硅的晶體結(jié)構(gòu) 1．每個Si原子跟4

24、個O原子形成正四面體結(jié)構(gòu)單元。每個O原子跟2個Si原子以共價鍵結(jié)合。 2．每個最小的環(huán)中共有6個Si原子和6個O原子。 3．每個Si原子參與形成的12元環(huán)共有6個，每個12元環(huán)中分別占有Si原子的凈個數(shù)為1個，占有O原子的凈個數(shù)為2個。 4．Si原子數(shù)：Si O鍵鍵數(shù)＝1：4。 三、硅與燒堿溶液反應(yīng)的實質(zhì) 據(jù)反應(yīng)式“Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑”分析，似乎反應(yīng)中H2O和NaOH均為氧化劑。但事實上反應(yīng)分兩步進(jìn)行：（１）Si+3H2O==H2SiO3+2H2↑（２）H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2O。從分步反應(yīng)看，起氧化作用的只是H2O，而Na

25、OH既不是氧化劑又不是還原劑，僅為反應(yīng)物。此反應(yīng)類似于Al與NaOH溶液的反應(yīng)。 第二節(jié)　　新型無機(jī)非金屬材料 ◆考綱要求 　１．硅酸鹽工業(yè)的常識性知識。 　２．新型無機(jī)非金屬材料與傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料的特點(diǎn)。 　３．高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和光導(dǎo)纖維的特點(diǎn)及用途。 ◆教材導(dǎo)讀 　一．硅酸鹽工業(yè)簡介 ?。保侵敢院镔|(zhì)為原料，經(jīng)過加熱制成硅酸鹽產(chǎn)品的工業(yè)，常見的如制造、、、等產(chǎn)品的工業(yè)。 ?。玻? 硅酸鹽工業(yè) 主要原料 主要成分及種類 典型設(shè)備 水泥工業(yè) 玻璃工業(yè) 陶瓷工業(yè) 二、新型無機(jī)非金屬材料 １．傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料通常指等硅

26、酸鹽材料。 新型無機(jī)非金屬材料常見的如等。 ２．新型無機(jī)非金屬材料的特性 ①②③④ ３．高溫結(jié)構(gòu)陶瓷 　　特點(diǎn)性質(zhì)：能經(jīng)受，不怕氧化，耐腐蝕，硬度、耐磨損，密度等。 　　高溫結(jié)構(gòu)陶瓷目前有、、等。 ４．光導(dǎo)纖維 　　制造光導(dǎo)纖維的材料是，它的特點(diǎn)是，應(yīng)用： ◆名題導(dǎo)思 例１．氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大、熔點(diǎn)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。 ①氮化硅晶體屬于晶體； ②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； ③現(xiàn)用四氯化

27、硅和氮?dú)庠跉錃鈿夥毡Ｗo(hù)下，加強(qiáng)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：。 解析：氮化硅晶體硬度大，熔點(diǎn)高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，判斷為原子晶體，晶體中每個原子都滿足８電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則氮化硅中氮顯－３價，硅顯＋４價，化學(xué)式為Si3N4。 答案：①原子?、赟i3N4③3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl 例２．１９９５年，美國教授Lagow宣稱，他們制得了碳的第四種同素異形體——鏈?zhǔn)饺蔡? ┅C C C C C C C C ┅（３００～５００個碳原子）該物質(zhì)很活潑，回答下列問題： ①它的熔點(diǎn)估計比石墨（填“高”或“低”）。 ②自然界中發(fā)

28、現(xiàn)了碳的同素異形體C60，估計自然界中會不會有鏈?zhǔn)饺蔡肌? 解析：由于鏈?zhǔn)饺蔡继荚觽€數(shù)有３００～５００個，是分子晶體，熔點(diǎn)不會很高，而石墨是過渡晶體，熔點(diǎn)很高。熔點(diǎn)炔碳低，由于炔碳很活潑，估計自然界中不存在。 答案：　?、俚汀　、诓粫? 例３．石英玻璃是將石英在１６００℃高溫下熔化，冷卻后形成玻璃體，關(guān)于石英玻璃的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)描述正確的是（　　?。? A．石英玻璃屬于原子晶體　　　　　　　　B．石英玻璃的結(jié)構(gòu)類似于液體 C．石英玻璃耐高溫且能抵抗一切酸的腐蝕　D．石英玻璃能經(jīng)受溫度劇變且能抵抗堿的腐蝕 解析：A．玻璃不屬于晶體，是介于結(jié)晶態(tài)和無定形態(tài)之間的一種物質(zhì)狀態(tài)叫玻璃態(tài)．　B．從

29、粒子分類的角度看，玻璃態(tài)跟液態(tài)類似　　C．石英玻璃可與氫氟酸反應(yīng)SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O D．SiO2屬酸性氧化物，可與強(qiáng)堿反應(yīng)SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O 答案：B 例4．BGO是我國研制的一種閃爍晶體材料，曾用于諾貝爾獎獲得者丁肇中的著名實驗，它是鍺酸鉍的簡稱。若知：①在BGO中，鍺處于其最高價態(tài)，②在BGO中，鉍的價態(tài)與鉍跟氯形成的某種共價氯化物時所呈的價態(tài)相同，在此氯化物中鉍具有最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，③BGO可看成是由鍺和鉍兩種元素的氧化物所形成的復(fù)雜氧化物，且在BGO晶體的化學(xué)式中，這兩種氯化物所含氧的總質(zhì)量相同。請?zhí)羁眨? （1）鍺和鉍的元素

30、符號分別是和。 （2）BGO晶體的化學(xué)式是。 （3）BGO晶體中所含鉍氧化物的化學(xué)式是。 解析：解本題的關(guān)鍵是對Ge、Bi兩元素化合價的推斷。由條件①可知Ge為+4價。因為鍺處于元素周期表的第ⅣA族，最高正價為+4價。鉍處于元素周期表的第ⅤA族，其正價有+3、+5價。根據(jù)條件②，鉍應(yīng)為+3價。因為氯化鉍中的鉍具有最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。由條件③可知該化合物可寫成mBi2O3·nGeO2。由于兩種氧化物總所含氧的總質(zhì)量相等，所以m：n=2：3。所以，鍺酸鉍可寫成2Bi2O3·3GeO2或?qū)懗甥}的形式Bi4(GeO4)3，其中鍺酸根為-4價。 答案：（1）Ge; Bi（2）Bi4Ge3O12

31、〔或2Bi2O3·3GeO2、Bi4(GeO4)3〕（3）Bi2O3 例5．普通玻璃中Na2SiO3:CaSiO3:SiO2=1:1:4(物質(zhì)的量之比)，請回答下列問題： ①以aNa2O·bCaO·mSiO2表示此玻璃組成，則a:b:m= ②若制備1000Kg上述玻璃，需原料各多少千克？標(biāo)況下產(chǎn)生多少升CO2？ 解析：（1）由n（Na2SiO3）：n（CaSiO3）：（SiO2）=1：1：4；Na2SiO3→Na2O·SiO2，CaSiO3→ CaO·SiO2，則可得到：a：b：c=1：1：6。 （2）制玻璃的原料是Na2CO3、CaCO3、SiO2、，由（1）可知玻璃的組成為Na

32、2O·CaO·6SiO2，根據(jù)原子守恒可以得到下列計算關(guān)系 Na2O·CaO·6SiO2 ～Na2CO3～ CaCO3～ 6SiO2 ～ 2CO2 478 106 100 6×60 2×22.4 1000×103 m（Na2CO3） m（CaCO3） m（SiO2） V（CO2） 解：（1）a：b：m=1：1：6 （2）設(shè)需原料Na2CO3、CaCO3、SiO2的質(zhì)量分別為x、y、z，生成CO2氣體體積為V（同溫同壓）， 由 Na2O·CaO·6SiO2 ～Na2C

33、O3～ CaCO3～ 6SiO2 ～ 2CO2 478 106 100 6×60 2×22.4 1000×103x y z V m（Na2CO3）得x==221.8×103g=221.8kg m（CaCO3）得y==209×103g=209kg m（SiO2）得z==9.37×104L 答案：①1：1：6 ②Na2CO3：221.8kg CaCO3：209kg SiO2：753.1kg VCO2：9.37×104L ◆ 隨堂演練 1．下列具有特殊性能

34、的材料中，由主族元素和副族元素形成的化合物是（ ） A．透明陶瓷材料硒化鋅 　　B．半導(dǎo)體材料砷化鎵　　　 C．吸氫材料鑭鎳合金 　　　D．超導(dǎo)材料 2．碳化硼(Ｂ4Ｃ3)陶瓷硬度大、熔點(diǎn)高，具有化學(xué)惰性。據(jù)此判斷，下列不能作為碳化硼陶瓷用途的是（）。 　?。粒髂湍ゲ牧希拢鳚櫥牧? 　　Ｃ．制切削工業(yè) Ｄ．制鋼化玻璃 3．有關(guān)高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和光導(dǎo)纖維的說法正確的是（?? ） A．高溫結(jié)構(gòu)陶瓷彌補(bǔ)了金屬材料的弱點(diǎn)，但是硬度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于金屬材料 B．氮化硅陶器是一種重要的結(jié)構(gòu)材料，具有超硬性，它不與任何無機(jī)酸反應(yīng) C．光導(dǎo)纖維是一種能高質(zhì)基傳導(dǎo)光的玻璃纖

35、維 D．光導(dǎo)纖維的抗干擾性能好，不發(fā)生電輻射，通訊質(zhì)量高，能防竊聽 4．石灰石是許多工業(yè)的原料之一，但制取下列物質(zhì)不需要用石灰石的是（ ） A．制硅酸 B．制水泥 C．制玻璃 D．制生石灰 5．Al2O3·2SiO2·2H2O是一種（ ） A．含氧酸 B．硅酸鹽 C．鋁酸鹽 D．混合物 6．下列敘述正確的是（ ） A． 酸均不能與酸性氧化物反應(yīng) B． 玻璃、陶瓷、水泥容器都不能貯存氫氟酸 C． 石灰抹墻、水泥砌墻過程的硬化原理相同 D． 石灰窯、玻璃熔爐出來的氣體主要成分相同

36、 7．下列物質(zhì)有固定熔沸點(diǎn)的是（ ） A．鋼化玻璃 B．過磷酸鈣 C．消石灰 D．水玻璃 8．人造骨是一種具有生物功能的新型無機(jī)非金屬材料，它類似于人骨和天然牙的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，人造骨可以依靠從人體液中補(bǔ)充某些離子形成新骨，可在骨骼結(jié)合界面發(fā)生分解、吸收、析出等反應(yīng)，實驗骨骼牢固結(jié)合。人造骨植入人體內(nèi)需要吸收人體中（）離子形成新骨。 A．Ca+ B．Cl- C．Na+ D．PO43- 9．水泥的成分主要有Ca2SiOx，Ca3SiOy，Ca3Al2Oz，則x，y，z，分別用氧化物表示其組成、、。

37、 10．氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大、熔點(diǎn)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℃條件下反應(yīng)制得． 　?。ǎ保└鶕?jù)性質(zhì)，推測氮化硅的用途是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（填編號）． Ａ．制汽輪機(jī)葉片 Ｂ．制有色玻璃 Ｃ．制永久性模具 Ｄ．制造柴油機(jī) 　?。ǎ玻懗觯蔚脑咏Y(jié)構(gòu)示意圖：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，根據(jù)元素周期律知識，寫出氮化硅的化學(xué)式＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿． 　?。ǎ常┑杼沾煽垢g能力強(qiáng)，除氫氟酸外，它不與其他無機(jī)酸反應(yīng)．試推測該陶瓷被氫氟酸腐蝕的化學(xué)方程式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿． 　　（４）現(xiàn)用四氯化硅和氮?dú)庠跉錃鈿夥毡Ｗo(hù)下，加強(qiáng)

38、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：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿． 11．普通玻璃的主要成分為Na2SiO3·CaSiO3·4SiO2 （1） 試計算普通玻璃中Na2O、CaO、SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 （2） 制造478.0kg的普通玻璃，需要純堿、碳酸鈣和二氧化硅各多少千克？ 12．某科研小組用高嶺土〔主要成分是，并含有少量〕研制新型凈水劑，其實驗步驟如下：將土樣和純堿混合均勻加熱熔融，冷卻后用水浸取熔塊，過濾，棄去殘渣，濾液用鹽酸酸化，經(jīng)過濾分別得沉淀和溶液，溶液即為凈水劑。試回答下列問題： （1）寫出熔融時主要成分（即各氧化物）分別與純堿反應(yīng)的化學(xué)方程式：＿＿＿

39、＿＿＿＿。 （2）最后得到的沉淀是＿＿＿＿＿，生成沉淀的離子方程式是＿＿＿＿＿＿。 （3）本實驗在熔融土樣時應(yīng)選用的坩堝是＿＿＿＿（填"瓷坩堝"、"氧化鋁坩堝"、"鐵坩堝"）。 ◆隨堂演練答案 +7 2 5 （1）C （2）B （3）CD （4）A （5）B （6）BD （7）C （8）AD 強(qiáng)熱 （9）4；5；6；2CaO·SiO2；3CaO·SiO2；3CaO·Al2O3 （10）ACD； Si3N4；Si3N4+12HF==3SiF4+4NH3；3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl （11

40、）75.3%、13%、11.7%；106kg、100kg、360kg （12）SiO2+Na2CO3NaSiO3+CO2↑ Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑；H4SiO4 2H++SiO32-+H2O==H4SiO4 ；鐵坩堝 ◆知識拓展 關(guān)于工業(yè)生產(chǎn)線路設(shè)計的一般原則 工業(yè)生產(chǎn)線路設(shè)計，既從指定原料，設(shè)計合理的生產(chǎn)線路，寫出制取指定產(chǎn)品的有關(guān)化學(xué)方程式，也稱化學(xué)合成題。解答此類題，須遵循以下幾條規(guī)則： 1．原理正確，步驟簡單。 2．條件合適，操作方便。如果條件過高，則給設(shè)備、材料和操作等方面都帶來一定的困難，甚至在實踐中就根本行不通。 3．原料豐富，價格

41、低廉。 4．產(chǎn)物純凈，污染物少。 以上四條原則彼此之間是互相聯(lián)系、互相制約的，解題時應(yīng)通過分析、比較，選擇最佳的途徑或方案作為答題的思路依據(jù)。 解答這類題目一般用“逆推法”解。即由最終產(chǎn)品開始推導(dǎo)所需物質(zhì)，一直推至指定原料，然后寫出有關(guān)的化學(xué)方程式。 內(nèi)容總結(jié) （1）2008高考化學(xué)復(fù)習(xí)第七章 碳族元素 無機(jī)非金屬材料 ◆本章知識網(wǎng)絡(luò) 1．碳及其化合物 2．硅及其化合物 3.材料 金屬材料 傳統(tǒng)型 材料 無機(jī)非金屬材料 新型 高分子材料 考綱要求： 解碳族元素的性質(zhì)及其遞變規(guī)律