碳、硅单质及无机金属材料课题元碳、硅单质及无机金属材料总课时班级（类型）学习目标1.了解C、Si元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及应用。2.了解C、Si元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。重、难点学习环节和内容学生活动教师反思考点一碳、硅单质及氧化物1.C、Si单质的存在形态、物理性质及用途(1)自然界中的碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素因有亲氧性，所以仅有化合态。碳单质主要有金刚石、石墨、C60等同素异形体，硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类。(2)单质的结构、物理性质与用途比较碳硅结构金刚石：空间网状结构，石墨：层状结构晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构物理性质金刚石熔点高、硬度大石墨熔点高、质软，有滑腻感晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、硬度大、熔点高用途金刚石用作切割刀具，石墨用作电极、铅笔芯晶体硅用作半导体材料、硅芯片和硅太阳能电池2.碳、硅单质的化学性质——还原性碳、硅的最外层都是4个电子，位于元素周期表的第ⅣA族，不容易失也不容易得电子，通常化学性质稳定，但在一定条件下也能与许多物质发生化学反应，一般表现为还原性(如图)。(1)碳的还原性碳有重要的用途，除了在氧气中燃烧利用其热能外，还能用于金属冶炼(如铜)、制取粗硅、生产水煤气等，完成上图转化关系中①～④的化学方程式。①CO2＋C2CO；②SiO2＋2CSi＋2CO↑；③C＋H2O(g)CO＋H2；④2CuO＋C2Cu＋CO2↑。碳的还原性还表现为可将强氧化性的浓硫酸、浓硝酸分别还原为SO2和NO2，本身被氧化为CO2。(2)硅的化学性质不活泼，在常温下只能与氟气(F2)、氢氟酸(HF)、强碱反应，不能与氢气、氧气、氯气、硫酸、硝酸反应，加热时能与氧气、氯气反应。完成上图转化关系中⑥～⑧的化学方程式。⑥Si＋2Cl2SiCl4；⑦Si＋2F2===SiF4；⑧Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。3.二氧化硅和二氧化碳的比较物质二氧化硅二氧化碳结构立体网状结构，不存在单个分子存在单个CO2分子主要物理性质硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水化学性质与水反应不反应CO2＋H2OH2CO3与酸反应只与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O不反应与碱(NaOH)反应SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)CO2少量：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O；CO2过量：CO2＋NaOH===NaHCO3与盐反应如与Na2CO3反应：SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑如与Na2SiO3反应：Na2SiO3＋H2O＋CO2(不足)===H2SiO3↓＋Na2CO3或Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(足量)===H2SiO3↓＋2NaHCO3与碱性氧化物反应如与CaO反应：SiO2＋CaOCaSiO3如与Na2O反应：Na2O＋CO2===Na2CO3用途光导纤维、光学仪器、电子部件制饮料、制碳酸盐深度思考1.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”(1)12C、13C、14C是碳的三种同素异形体(×)解析12C、13C、14C互称同位素，碳元素的三种常见的同素异形体为金刚石、石墨和C60。(2)硅在自然界中只以化合态的形式存在(√)(3)晶体硅熔点高硬度大，故可用于制作半导体材料(×)(4)Si和SiO2都可用于制造光导纤维(×)解析Si可用于制造半导体，SiO2用于制造光导纤维。(5)非金属性：C＞Si，则热稳定性：CH4＞SiH4(√)(6)SiO2是酸性氧化物，可溶于强碱(NaOH)，不溶于任何酸(×)解析SiO2可溶于氢氟酸：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。2.从元素周期表的位置看，碳和硅均为ⅣA族元素，自然界中有碳的多种单质存在，自然界中有硅的单质吗？为什么？答案没有，因为硅有很强的亲氧性，在地壳形成时硅与氧易结合，难分离，因而硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。3.写出除去下列气体中混有的杂质(括号内为杂质)可采取的方法：(1)CO(CO2)：____________________________________________________________。(2)CO2(CO)：____________________________________________________________。(3)CO2(HCl)：___________________________________________________________。答案(1)通过盛有浓NaOH溶液的洗气瓶(2)通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管(3)通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶4.写出除去下列固体粉末中混有杂质(括号内为杂质)可采取的方法，写出有关反应的方程式。(...
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