[原创]2016年《南方新高考》化学第二单元第12讲碳、硅及其化合物[配套]素材.ppt

归纳总结 SiO2 可与 Na2CO3、CaCO3 在高温下发生反应： Na2CO3＋SiO2 CaCO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑ CaSiO3＋CO2↑ 在高温下发生的这两个反应遵循高沸点物质制低沸点物质 的反应原理，与碳酸的酸性强于硅酸并不矛盾，后者反应原理 基于溶液中的离子反应。 [例7]氮化硅(Si3N4)是高温结构陶瓷，具有优良的性能，人 们常常利用它来制造轴承、气轮机叶片、永久性模具等机械构 件。设计合成氮化硅的工艺流程如下： (1)①电弧炉中发生的主要反应是____________________。 ②用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化 硅，该反应的化学方程式为______________________，碳化硅 晶体结构中含________键。 (2)在流化床反应的气态产物中，SiCl4 大约占 85%，还有 Cl2 等，有关物质的沸点数据如下表： 提纯 SiCl4 的主要工艺操作依次是沉降、________，其中温 度最好控制在______(填序号)。 A．略小于－34.1 ℃ C．略小于 57.6 ℃ B．大于 57.6 ℃ D．－34.1 ℃ 物质 Si SiCl4 Cl2 沸点/℃ 2355 57.6 －34.1 (3)①粉末状 Si3N4 遇水能生成一种有刺激性气味、常用做 制冷剂的气体和一种难溶性的酸，该反应的方程式是________ ________________。 ②该工艺流程中涉及的主要反应属于氧化还原反应的有 ________个。 思路指导：从液态混合物中分离一般采用蒸馏(液态成分变 成气态)，从气态混合物中分离一般采用冷凝(或降温，气态成 分变成液态)。 解析：(1)工业生产所用焦炭往往过量，生成物为CO 而不 是 CO2；(2)冷凝(或降温)后，气态混合物中沸点较高的成分先 变成液态而与其他气体分离，所以选择略小于57.6 ℃；沉降是 指流化床反应过程中产生的粗硅粉尘分散在气态混合物中，静 置后粉尘与气体混合物分离。(3)NH3 能用作制冷剂；本工业流 程中SiO2→Si→SiCl4→Si3N4，观察化合价变化易知共有 2 个氧 化还原反应。 答案：(1)① SiO2＋2C Si＋2CO↑ 共价(极性) ② SiO2＋3C (2)冷凝(或降温) SiC＋2CO↑ C (3)①Si3N4＋9H2O===4NH3↑＋3H2SiO3 ②2 知识梳理·题型构建 工业制取高纯硅 蒸馏 知识梳理·题型构建 浓硫酸　 使滴入烧瓶中的SiHCl3气化 在反应温度下，普通玻璃会软化 有固体物质生成　 知识梳理·题型构建 排尽装置中的空气 bd 规律方法 CO2、碳酸盐在化工题中的考查 1．考查碳酸盐分解：CaCO3 这类碳酸盐在高温下分解产生 CO2，可以为化工生产提供原料，另一产物 CaO 也可以用于吸 收 SO2，从而达到保护环境减少污染的目的。 2．考查复分解反应：CO2 溶于水得到弱酸 H2CO3，在化工 生产中可以用于促使物质转化、除杂，例如偏铝酸钠转化为氢 氧化铝，硅酸钠转化为硅酸沉淀等。 3．考查碳酸盐调节 pH：利用碳酸盐与 H＋反应来调节溶液 pH，促使溶液中杂质离子形成氢氧化物沉淀。 4．考查溶解度对化学反应的影响：NaHCO3 的溶解度相对 较小，可以在饱和食盐水中通入氨气至饱和，再持续通入 CO2， 直至 NaHCO3 饱和结晶析出，这是工业上侯氏制碱法的基本原 理。 [典例]用霞石岩(化学式为 KNa3[AlSiO4]4，主要成分 Na2O、 K2O、Al2O3、SiO2)制碳酸钠、碳酸钾和氧化铝的工艺流程如下： 已知：①NaHCO3 溶液的 pH 约为 8～9，Na2CO3 溶液的 pH 约为11～12。 ②溶解过滤流程产生的滤液中含钠、钾和铝的可溶性盐类， 钙和硅等其他杂质在滤渣霞石泥中。部分物质的溶解度见下图。 试回答下列问题： (1)霞石岩添加石灰石和煤，煤的作用是________________ _____________________________________________________。 (2)灼烧得到固体 M 的化学方程式是__________________。 (3)X 物质是______________(填化学式，下同)，霞石泥的 主要成分是______________ ，滤液 W 中主要含有的离子有 ________________(填三种)。 (4)操作中得到碳酸钠晶体的操作为________、__