高考化学课时基础知识点复习教学案48(专题十六_碳、硅及其化合物_无机非金属材料)

1.C、Si单质的存在形态、物理性质及用途CO2＋H2O H2CO3熟记硅及其化合物的特殊性质题组三硅的制取方法在设计制备纯硅的实验题中，常遇到的知识点有：1.正误判断，正确的打硅酸盐改写成氧化物形式的方法===BaCO3↓＋H2O下列说法正确的是()A.原材料稻壳灰价格低廉，且副产品活性炭有较高的经济价值B.操作A与操作B完全相同C.该流程中硅元素的化合价发生改变D.反应器中发生的复分解反应为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O3.综合利用CO2、CO对构建低碳社会有重要意义。

(1)Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。

如果寻找吸收CO2的其他物质，下列建议合理的是________(填字母)。

A.可在碱性氧化物中寻找B.可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找C.可在具有强氧化性的物质中寻找(2)Li4SiO4可用于吸收、释放CO2，原理是在500 ℃，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3；平衡后加热至700 ℃，反应逆向进行，放出CO2，Li4SiO4再生，写出CO2与Li4SiO4反应的化学方程式：______________________________________________________________________________________________________________________________________；该反应为________(填“吸”或“放”)热反应，原因是_________________________________________________________________________________________________。

(3)CO和铁粉在一定条件下可以合成五羰基合铁[Fe(CO)5]，该物质可用作无铅汽油的防爆剂，是一种浅黄色液体，熔点－20.5 ℃，沸点103 ℃，易溶于苯等有机溶剂，不溶于水，密度1.46～1.52 g·cm－3，有毒，光照时生成Fe2(CO)9，60 ℃发生自燃，五羰基合铁的制备原理如下：Fe(s)＋5CO(g)200 ℃、20 MPaFe(CO)5(g)250 ℃～300 ℃①下列说法正确的是________(填字母)。

非金属及其重要化合物之碳硅及其重要化合物之硅酸硅酸盐和无机非金属材料ZHI SHI SHU LI知识梳理1．硅酸2．硅酸盐(1)定义：由__硅、氧和金属___元素组成的化合物的总称，是构成地壳__岩石___的主要成分。

(2)表示方法：硅酸盐矿物的成分复杂，常用SiO2和金属氧化物的组合形式表示它们的组成，如硅酸钠(Na2SiO3)写成__Na2O·SiO2___，钾云母(KH2Al3Si3O12)写成__K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O___。

(3)硅酸钠(Na2SiO3)。

①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称__水玻璃___，有黏性，水溶液显__碱___性。

②与较强的酸反应，如与盐酸反应的化学方程式为__Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓___；与CO2水溶液反应的化学方程式为__Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓___。

③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。

3．无机非金属材料(1)传统无机非金属材料——常见硅酸盐材料玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2=====__Na2SiO3＋CO2↑___；CaCO3＋SiO2===== __CaSiO3＋CO2↑___。

(2)新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。

4．特殊功能的含硅材料(1)SiC(俗称__金刚砂___)具有类似于金刚石的结构，硬度大，可用作砂纸、砂轮的磨料。

(2)含硅4%硅钢具有很高的导磁性，可用作__变压器___的铁芯。

(3)硅橡胶具有耐高温、耐低温的性质。

特别提醒：(1)Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，与玻璃成分不同，水玻璃又称泡花碱，但它却是盐溶液，而不是碱溶液。

(2)氧化物形式只表示硅酸盐的组成而不表示其结构，切不可认为硅酸盐是由氧化物混合而成的。

XIAO TI SU CE小题速测1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

第一节碳、硅及其化合物考纲定位要点网络1.掌握碳、硅单质及其重要化合物的主要性质及应用。

2.了解碳、硅单质及其重要化合物对环境的影响。

3.了解常见的无机非金属材料。

4.了解碳、硅单质及其重要化合物的制备方法。

碳、硅及其氧化物知识梳理1．碳、硅单质的存在形式、结构、物理性质和用途碳硅存在形式游离态和化合态化合态单质的结构金刚石：立体网状结构；石墨：层状结构；C60：足球形分子晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构物理性质金刚石：熔点很高、硬度很大；石墨：硬度较小、电的良导体晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、熔点高、硬度大、有脆性用途金刚石用于制造切割刀具，石墨用于制造电极、铅笔芯。

C60可作催化剂或催化剂载体晶体硅用作半导体材料、硅芯片和硅太阳能电池2．碳、硅的化学性质(写出有关化学方程式) (1)碳的化学性质(2)硅的化学性质①与氢氟酸反应：Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑。

②与NaOH 溶液反应：Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑。

③与O 2反应：Si ＋O 2=====△SiO 2。

④与Cl 2反应生成SiCl 4。

[辨易错](1)金刚石、石墨、C 60为碳的同位素。

( ) (2)金刚石的熔点比C 60的高，金刚石与石墨的沸点相同。

( ) (3)根据2C ＋SiO 2=====高温Si ＋2CO↑可知C 的还原性强于Si 。

( ) (4)碳、硅均可与浓硝酸反应。

( )[答案] (1)× (2)√ (3)× (4)× 3．碳、硅的氧化物 (1)一氧化碳的性质及应用①物理性质：无色无味的气体，难溶于水，能使人中毒。

中毒的原因是与人体内血红蛋白相结合，使人因缺氧而中毒。

②化学性质及应用(写出有关化学方程式) a ．可燃性：2CO ＋O 2=====点燃2CO 2，可作燃料。

b ．还原性：CO 还原Fe 2O 3的反应为3CO ＋Fe 2O 3=====高温2Fe ＋3CO 2，可用于冶炼金属。

一、自我诊断知己知彼1、（2017重庆八中月考）如图中的每一方格表示相关的一种反应物或生成物。

其中B是一种单质，其余物质也都是含有B元素的化合物。

C是一种钠盐，E是C对应的酸，其结构与碳酸相似；B的结构类似金刚石，D为B的氧化物(其他不含B元素的反应产物以及各步反应添加的必要试剂和反应条件已被略去)请回答：(1)A、D、E的化学式分别为________、________、________。

(2)A和B的互相转化在工业上的实际意义是_______________。

(3)写出D→C反应的化学方程式：__________________。

(4)写出E→D反应的化学方程式：__________________。

2、（2017山东寿光现代中学月考）下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是（）①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品③高纯度的硅单质是良好的半导体材料④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料⑤水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂⑥二氧化硅是一种原子晶体,用作光纤以及电脑芯片.A.①②③④B.②③⑤⑥C.①③④⑤D.②③④⑤3、（2017江西南昌三校联考）化学与社会、生活密切相关．对下列现象或事实的解释正确的是（）4、（2017四川达州检测）下列说法中正确的是（）A、单质氧化物酸或碱盐,硅单质可以按上述关系进行转化B、若a、b、c分别为Si、SiO2、H2SiO3,则可以通过一步反应实现如图所示的转化关系C、二氧化碳和二氧化硅都可溶解在NaOH溶液中D、青花瓷胎体的原料为高岭土[Al2Si2O5(OH)4],若以氧化物形式可表示为Al2O3·SiO2·H2O5、（2016山西太原五中月考）高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。

它可以按下列方法制备：下列说法正确的是（）A.步骤①的化学方程式为SiO2+C Si+CO2↑B.步骤①②③中每生成或反应1molSi，转移4mol电子C.二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应D.SiHCl3（沸点为33.0℃）中含有少量的SiCl4（沸点为67.6℃），通过蒸馏（或分馏）可提纯SiHCl3【参考答案】1、(1)SiCl4SiO2H2SiO3 (2)粗硅提纯(3)SiO2＋2NaOH Na2SiO3＋H2O(其他合理答案也可)(4)H2SiO3SiO2＋H2O2、C3、C4、C5、D【解析】1、本题以硅及其化合物之间的转化为载体考查了元素化合物知识。

基础课1 碳、硅及其化合物 无机非金属材料(对应学生用书P 70) 考点一 碳、硅及其氧化物1．碳、硅元素的存在形态(1)碳元素在自然界中既有游离态又有化合态。

碳的同素异形体有金刚石、石墨、无定形碳、C 60等。

(2)硅元素在地壳中的含量占第二位，仅次于氧元素，是一种亲氧元素，全部以化合态存在，单质硅有晶体和无定形两种。

2．碳、硅单质的结构、物理性质与用途的比较碳、硅原子的最外电子层都是4个电子，位于元素周期表的第ⅣA 族，不容易失电子也不容易得电子，单质化学性质较稳定，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)碳的化学性质(2)硅的化学性质及制取 Ⅰ.①与氢氟酸反应：Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑； ②与NaOH 溶液反应：Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑； ③与F 2反应：2F 2＋Si===SiF 4； ④与O 2反应：Si ＋O 2=====△SiO 2； ⑤与Cl 2反应：Si ＋2Cl 2=====△SiCl 4。

Ⅱ.工业制法：用焦炭和二氧化硅在电炉中反应得到粗硅，反应的化学方程式为SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO ↑。

从元素周期表的位置看，硅的还原性比碳强，但碳能与SiO 2反应制取Si ，试从化学平衡的角度认识该反应发生的原因。

提示：2C ＋SiO 2=====高温Si ＋2CO ↑，由于CO 气体的逸出，促使反应正向进行。

4．二氧化碳和二氧化硅的比较CO 2＋H 2OH 2CO 3利用所提供的试剂和方法除去各混合物中的杂质(括号内为杂质)。

将所选答案的编号填入下表内相应的空格内(如果不需要外加试剂，则对应答案栏可空着)。

可供选择的试剂：A.盐酸 B ．氢氧化钠溶液 C ．氧气 D ．水 E ．二氧化碳 F ．氧化铜 G ．饱和碳酸氢钠溶液可选用的操作：①水洗 ②加热 ③高温灼烧 ④过滤 ⑤结晶 ⑥洗气答案：④(7)A④(8)②题组一碳及其氧化物的性质和应用1．近年来科学家制造出大量的新物质，对下列三种物质的相关说法错误的是()石墨烯：从石墨中分离纳米碳管：具有优良的场发射B．上述三种物质与金刚石互为同素异形体C．石墨炔孔径略大于H2分子的直径，可作H2的提纯薄膜D．上述三种物质与浓硫酸都能发生反应，但反应产物不同答案：D2．(2018·烟台检测)用四种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是()233232H2O===2NaHCO3，因而会析出NaHCO3晶体，A项正确；B项，CO2＋Na2SiO3＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓，CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3，H2SiO3与CO2不反应，浑浊不会消失；C 项，CO2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，溶液变浑浊后加入品红溶液，被HClO氧化褪色；D项，首先CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，继续通CO2，生成可溶于水的Ca(HCO 3)2，再加入足量的NaOH ，则：2NaOH ＋Ca(HCO 3)2===CaCO 3↓＋Na 2CO 3＋2H 2O ，溶液又变浑浊。

第二章 非金属及其化合物………………………………[循着图示·想一想]…………………………………………………………[特色特性·记一记]…………………………1．特殊的存在形式：C ——金刚石、石墨、C 60 2．特殊的用途：Si ——半导体材料、太阳能电池板 SiO 2——光导纤维H 2SiO 3——硅胶可作干燥剂Na 2SiO 3(水玻璃)——黏合剂、耐火阻燃材料3．特殊的表示方法：硅酸盐可以用氧化物的形式表示 如Na 2SiO 3→Na 2O·SiO 2 4．特殊的性质：(1)Si 与NaOH 溶液的反应： Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑(2)SiO 2能溶于氢氟酸：SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O (3)H 2CO 3的酸性强于H 2SiO 3：Na 2SiO 3＋H 2O ＋CO 2===Na 2CO 3＋H 2SiO 3↓ (4)粗硅的制备：SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO ↑第一节碳、硅及无机非金属材料1.了解碳、硅单质及其重要化合物的主要性质及应用。

2.了解碳、硅单质及其重要化合物对环境质量的影响。

考点一| 应用广泛的非金属单质——碳、硅[教材知识层面]1．碳、硅元素的原子结构与存在2．碳、硅单质的性质(1)碳、硅的物理性质和用途(用短线连接起来)：(提示：①—c ，②—a ，③—e ，④—b ，⑤—d) (2)碳、硅的化学性质：①碳单质的化学性质——还原性。

a ．与O 2的反应(用化学方程式表示)：O 2不足：2C ＋O 2点燃,2CO ；O 2充足：C ＋O 2点燃,CO 2。

b ．与其他物质的反应(用化学方程式表示)：与CuO 反应：2CuO ＋C 高温,2Cu ＋CO 2↑(可用于金属的冶炼)； 与CO 2反应：CO 2＋C 高温,2CO ；与水蒸气反应：C ＋H 2O(g)高温,CO ＋H 2(制水煤气)； 与浓硫酸反应：C ＋2H 2SO 4(浓)△,CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O 。

第1节碳、硅及无机非金属材料考试说明1．了解碳、硅单质及其化合物的主要性质及应用。

2．了解碳、硅及其化合物对环境质量的影响。

3．了解常见无机非金属材料的性质和用途。

命题规律碳、硅及其化合物的性质是高考的常考点，其考查方式有：结合原子结构、元素周期律以选择题型考查碳、硅及其化合物的性质及应用；以新材料、新技术为背景结合工艺流程图以填空题型考查碳、硅的化合物的性质及应用等。

考点1 碳、硅单质及其氧化物的性质1．碳单质的存在、性质和用途2．硅单质的存在、性质和制备 (1)结构及物理性质(2)化学性质硅的化学性质不活泼，常温下不能被浓硫酸、浓硝酸等强氧化剂氧化，只能与F 2、氢氟酸、强碱溶液反应；在加热条件下，能与O 2、Cl 2等少数非金属单质化合。

写出下列相关反应的化学方程式：(3)工业制备反应原理：①制粗硅SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO↑，②粗硅的提纯Si ＋2Cl 2=====高温SiCl 4、SiCl 4＋2H 2=====高温Si ＋4HCl 。

3．碳和硅的氧化物 (1)一氧化碳CO 是无色无味的有毒气体，不溶于水，可用作气体燃料和冶金工业的还原剂。

(2)二氧化碳和二氧化硅(1)硅与碱溶液反应时，硅为还原剂，H 2O 为氧化剂。

(2)不能依据反应2C ＋SiO 2=====高温Si ＋2CO↑来说明C 的还原性比Si 强，也不能依据反应SiO 2＋Na 2CO 3=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑来说明SiO 2水化物的酸性比H 2CO 3强。

(3)用于半导体材料的是高纯的晶体硅，用作光导纤维材料的是SiO 2。

(4)SiO 2是碱性氧化物，但能与HF 反应，因此盛放氢氟酸不能用玻璃瓶，要用特制的塑料瓶。

盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，因为SiO 2与碱溶液反应生成具有黏性的Na 2SiO 3。

【基础辨析】判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

(1)硅单质广泛存在于自然界中，天然存在的单质硅叫硅石。

第１讲碳、硅及无机非金属材料[考纲要求] １．了解C、Si元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。

２．了解C、Si元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。

３．以新材料、新技术为背景考查C、Si元素及其重要化合物的性质及应用。

考点一碳、硅单质的存在与性质１．C、Si单质的存在形态、物理性质及用途（１）自然界中碳元素既有游离态，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。

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碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。

（２）Si错误!深度思考１．从元素周期表的位置看，碳和硅均为ⅣA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形式存在。

２．硅单质有广泛的用途，用化学方程式表示工业上获取硅单质的过程。

答案粗硅的制取：SiO２＋２C错误!Si＋２CO↑由粗硅制取纯硅（常用方法）：Si（粗）＋２Cl２错误!SiCl４SiCl４＋２H２错误!Si（纯）＋４HCl题组一新材料、新技术下C、Si的考查１．下列关于硅的说法中，不正确的是（）A．硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料B．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料C．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应D．加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应答案C解析硅在常温下能与F２、氢氟酸等发生反应。

２．石墨烯的结构示意图如图所示，下列关于石墨烯的叙述正确的是（）A．石墨烯可导电，说明它是电解质B．石墨烯、金刚石、C60、“碳纳米泡沫”四种物质都是碳的单质C．由于C（石墨，s）===C（金刚石，s）ΔH＝１．9 kJ·mol—１知金刚石比石墨烯稳定D．尽量使用含错误!C的产品，减少使用含错误!C的产品，此举符合“促进低碳经济”的宗旨答案B解析“石墨烯可由石墨剥离而成”故石墨烯是可以导电的非金属单质，它既不是电解质，也不是非电解质，A项错；石墨烯、金刚石、C60、“碳纳米泡沫”都是由碳元素形成的不同的单质，它们互为同素异形体，B项正确；C项中由于石墨转化为金刚石的ΔH>0，是吸热过程，即石墨的能量较金刚石低，因而石墨烯稳定，C项错；错误!C和错误!C都是碳元素，故D项错。

专题五元素及其化合物（三）（碳、硅及新型无机非金属材料）考纲要求：1．构建碳、硅元素的知识网络2．掌握两种元素对应的单质，氧化物、酸及其盐的重要性质3．了解硅酸盐工业和新型无机非金属材料学习指导（一）构建知识网络一方面抓住典型物质作为核心，尽可能向外发散和向内收效，甚至可扩展到相关的有机知识，（1）同素异形现象：（2）活性炭的重要性质和作用↓多孔疏松结构→吸附力强→吸附气体或溶液里的某些有色物质。

↓实例①去臭气——吸附水中有臭味物质（净化水）②漂白——吸附某些食物和工业产品中的色素③去毒——吸附有毒气体（如NO2、Cl2等）（用于防毒面具）（3）碳的化学性质常温：稳定，加热、高温或点燃：常表现还原性，作还原剂一般加热时，C →CO2高温时，C →CO如：2．比较CO2和SiO2CO2和SiO2是同主族元素形成的高价氧化物。

化学性质有一定的相似性，但物理性质和某些化4．Si的非寻常性（1）硅不活泼、但自然界无游离态，通常以硅酸盐形式存在（2）硅不与一般的强酸、强氧化性酸反应，但常温却下HF反应，且能置换出其中的H。

Si+4HF==SiF4+2H2↑（3）碳不与碱液反应，但硅常温即可与碱液反应并放出H2，表现出与Al有相似性。

Si+2NaOH+2H2O==Na2SiO3+2H2↑2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑其它固体非金属即使与碱液反应，一般也无H2产生。

如3S+6NaOH==2Na2S+Na2SO3+3H2O5．碳酸正盐和酸式盐（1）溶解性：①大多正盐难溶于水（除K+、Na+、NH4+）而一般酸式碳酸盐均可溶于水②同一种阳离子的盐一般：酸式盐＞正盐如Ca(HCO3)2＞CaCO3KHCO3＞K2CO3但NaHCO3＜Na2CO3想一想：为什么在饱和Na2CO3溶液中通入足量的CO2有晶体析出？提示：Na2CO3+CO2+H2O==2NaHCO3106g 18g 168g①溶剂水量减少②生成NaHCO3质量比消耗的Na2CO3质量大③同温下溶解性NaHCO3＜Na2CO3（2）与酸反应的过程及速度（同条件）高温 △ △△H +或CO 2+H 2O OH —或△H ++CO 32—==HCO 3—HCO 3—+H +==H 2O+CO 2↑放出气体速度：HCO 3—＞CO 32—（3）与碱液反应Na 2CO 3+NaOH →不反应 NaHCO 3+NaOH==Na 2CO 3+H 2O Na 2CO 3+Ca(OH)2==CaCO 3↓+2NaOH2NaHCO 3+Ca(OH)2)(少==CaCO 3↓+Na 2CO 3+H 2O （4）热稳定性：正盐＞相应酸式盐如： CaCO 3 CaO+CO 2↑Ca(HCO 3)2 CaCO 3↓+H 2O+CO 2↑ Na 2CO 3 不分解2NaHCO 3 2CO 3+CO 2↑+H 2O （5）相互转化： 正盐（CO 32—） 酸式盐（HCO 3—）陶瓷：（1）主要原料：粘土（2）生产过程：混合→成型→干燥→烧结→冷却→陶器（3）陶与瓷的制取区别： ①原料粘土的纯度不同②烧制温度不同。