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校本作业——碳硅非金属材料讲解

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XX中学2016~2017学年校本作业高三年级化学学科《80课时》——碳硅非金属材料使用时间：2016/10/20班级姓名座号一、知识结构、、、、、、2.碳族元素①碳族元素的特征：碳族元素原子最外层电子数为，既不容易失去电子，又不容易得到电子，易形成共价键，难形成离子键。

碳族元素形成的单质在同周期中硬度最大，熔沸点最高(如金刚石、晶体硅)。

②碳族元素的化合价：碳族元素的主要化合价有+2，+4。

③几种同素异形体：碳：金刚石、石墨、C60、C70等；硅：晶体硅，无定形硅。

3.碳：在常温下碳很稳定，只在高温下能发生反应，通常表现为还原性。

①燃烧反应②与某些氧化物的反应③与氧化性酸反应4.CO：不溶于水，有毒(CO和血红蛋白结合，使血红蛋白无法和O2结合，缺氧引起中毒)5.CO2：直线型（O＝C＝O）非极性分子，能溶于水。

固态CO2俗称干冰，能升华，常用于人工降雨。

实验室制法：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋CO2↑＋H2O。

6.碳酸盐①溶解性：Ca(HCO3)2>CaCO3；Na2CO3>NaHCO3。

②热稳定性：Na2CO3>CaCO3；碱金属正盐>碱金属酸式盐: Na2CO3>NaHCO3。

③相互转化：碳酸正盐碳酸酸式盐(除杂用)7.Si：①硅在地壳中只有化合态，没有游离态。

其含量在地壳中居第二，仅次于氧，是构成矿物和岩石的主要成分。

②晶体硅是灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，是半导体，具有较高的硬度和熔点。

③硅的化学性质不活泼，常温下，只能与氟气、氢氟酸及强碱溶液反应:Si+2F2＝SiF4、Si+4HF＝SiF4+2H2↑、Si+2NaOH+H2O＝Na2SiO3+2H2↑；在加热条件下，能与氧气、氯气等少数非金属单质化合：Si＋O2SiO2。

④制备：在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅：SiO2＋2C Si＋2CO↑，将制得的粗硅，再与C12反应后，蒸馏出SiCl4，然后用H2还原SiCl4可得到纯硅。

有关的反应为：Si十2C12SiCl4、SiCl4+2H2Si+4HCl。

8.SiO2①SiO2为原子晶体，硬度、熔点都很高。

CO2是分子晶体，故熔点很低。

②二氧化硅的化学性质很稳定，不能跟酸(氢氟酸除外)发生反应。

酸性氧化物，能跟碱性氧化物或强碱反应，SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O(不能使用磨口玻璃塞)③二氧化硅是一种特殊的酸性氧化物。

a．酸性氧化物大都能直接跟水化合生成酸，但二氧化硅却不能直接跟水化合b．酸性氧化物一般不跟酸作用，但二氧化硅却能跟氢氟酸起反应：SiO2+4HF＝SiF4+2H2O(氢氟酸不能盛放在玻璃容器中)。

练习：1．判断正误：A.在一定条件下，可实现的循环（）B.大理石、石灰石的主要成分都是CaCO3（）C.金刚石的硬度大，则C60的硬度也大（）D.将CO2通入次氯酸钙溶液中可生成次氯酸（）E.向Na2CO3溶液中滴入酚酞试液，溶液变红：CO2－3＋H2O HCO－3＋OH－（）F.小苏打与氢氧化钠溶液混合：HCO－3＋OH－===CO2↑＋H2O（）G.硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应（）H.SiO2是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应，其产物水玻璃可生产黏合剂和防火剂（）I.二氧化硅是生产光纤制品的基本原料，二氧化硅的分子式是SiO2（）J.将足量CO2通入含K＋、SiO2－3、Cl－、NO－3溶液中，离子将不能大量共存（）K.可以用Si3N4、Al2O3制作高温结构陶瓷制品（）L.Ca(HCO3)2溶液与过量NaOH溶液反应可得到Ca(OH)2（）M.小苏打是面包发酵粉的主要成分之一（）N.确定NaCl溶液中是否混有Na2CO3的方法是取少量溶液滴加CaCl2溶液，观察是否出现白色浑浊（）O.相同温度下，碳酸钠的溶解度小于碳酸氢钠的溶解度（）P.用酚酞试液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶液（）Q.向NaHCO3溶液中加入过量澄清石灰水，出现白色沉淀的离子方程式：2HCO－3＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋CO2－3＋2H2O（）2．常温下，不可能与小苏打溶液反应生成二氧化碳气体的物质是：A．酸溶液B．碱溶液C．盐溶液D．氧化物3．向某碳酸钠溶液中逐滴加1 mol·L─1的盐酸，测得溶液中Cl─、HCO3─的物质的量随加入盐酸体积的关系如图所示，则下列说法中正确的是：A．Oa段反应的离子方程式与ab段反应的离子方程式相同B．该碳酸钠溶液中含有1mol Na2CO3C．b点的数值为0.6D．b点时生成CO2的物质的量为0.3 mol4. 下列关于碳和硅的叙述中，正确的是：A. 其氧化物都能与NaOH溶液反应B. 其单质在加热时都能跟O2反应C. 其氧化物都能溶于水生成相应的酸D. 碳和硅两种元素共有两种单质5．将足量CO2气体通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后得到的固体物质是：A. Na2SiO3B. Na2CO3、Na2SiO3C. Na2CO3、SiO2D. SiO26. 下列离子方程式中书写正确的是：A. 水玻璃中通入过量的二氧化碳：Na2SiO3＋CO2＋H2O===2Na＋＋CO2－3＋H2SiO3B. 澄清石灰水中通入过量二氧化碳: Ca(OH)2＋2CO2===Ca2＋＋2HCO－3C. 二氧化硅与氢氟酸反应：SiO2＋4H＋＋4F－===SiF4↑＋2H2OD. 二氧化硅溶于烧碱溶液中：SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2O7．室温下，将0.05 mol Na2CO3固体溶于水配成100mL溶液，向溶液中加入下列物质。

有关结论正确的是：8.9. 铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料等。

（1）铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层。

铅在元素周期表的位置为第周期、第族，PbO2的酸性比CO2的酸性（填“强”或“弱”）。

（2）PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，方程式为：。

（3）PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，方程式为。

PbO2也可通过石墨电极，Pb(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液为电解液电解制取。

阳极电极反应式为：，阴极上观察到的现象是，若电解液中不加入Cu(NO3)2，阴极发生的电极反应式为。

10. A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转换关系如下图所示。

A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似。

请填空：（1）形成单质A的原子结构示意图为，它的最高化合价为。

（2）B的化学式（分子式）为，B的晶体类型为。

B和碳反应生成A和E的化学方程式是。

（3）C的化学式（分子式）为，D的化学式（分子式）为。

11．化合物A是制玻璃的主要原料之一。

常温下，化合物B、H、I为气体，B不溶于水，有毒，H、I易溶于水，H的水溶液呈碱性，I的水溶液呈酸性。

D元素是地壳中含量仅次于氧的非金属元素。

化合物J是一种可用于制造发动机的新型无机非金属材料，其相对分子质量为140，其中D元素的质量分数为60%。

上述物质间的转化关系如下图所示。

(1)除A外，制玻璃主要原料还有(填化学式) 、。

盛放NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，原因是(用化学方程式表示) 。

(2)D元素在元素周期表中的位置是_________________。

(3)H的电子式是_________________。

(4)F和H反应生成J和I的化学方程式是。

12．石墨在材料领域有重要应用。

某初级石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质，设计的提纯与综合利用工艺如下：(注：SiCl4的沸点为57.6 ℃，金属氯化物的沸点均高于150 ℃)(1)向反应器中通入Cl2前，需通一段时间N2，主要目的是。

(2)高温反应后，石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物，气体Ⅰ中的碳氧化物主要为，由气体Ⅱ中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为。

(3)步骤①为：搅拌、，所得溶液Ⅳ中的阴离子有。

(4)由溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ的总反应的离子方程式为，100 kg初级石墨最多可获得Ⅴ的质量为kg。

(5)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成右图防腐示意图，并作相应标注。

13．研究CO 2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。

（1）溶于海水的CO 2主要以4种无机碳形式存在。

其中HCO 3—占95%。

写出CO 2溶于水产生HCO 3—的方程式 。

（2）在海洋碳循环中，通过如图所示的途径固碳。

①写出钙化作用的离子方程式：。

②同位素示踪法证实光合作用释放出的 O 2只来自于H 2O 。

18O 标记物质的光合 作用的化学方程式如下，将其补充完整：＋(CH 2O)x ＋x 18O 2 ＋ x H 2O（3）海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上，其准确测量是研究海洋碳循环的基础。

测量溶解无机碳，可采用如下方法： ①气提、吸收CO 2。

用N 2从酸化 后的海水中吹出CO 2并碱液吸收 （装置示意图如右）。

将虚线框中 的装置补充完整并标出所用试剂。

②滴定。

将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO 3，在用x mol·L －1 HCl 溶液滴定，消耗y mL HCl 溶液。

海水中溶解的无机碳的浓度＝ mol·L －1。

（4）利用如图所示装置从海水中提取CO 2，有利于减少环境温室气体含量。

①结合方程式简述提取CO 2的原理： ②用该装置产生的物质处理b 室排出的 海水，合格后排回大海。

处理至合格 的方法是 是 。

32x N H 22O)海水(pH ≈8)光能叶绿体1． A 、B 、D 、E 、 H 、J 、K 、M 、N 、P2～8：BCBCD BA9.（1）六 ⅣA 弱（2）PbO 2+4HCl(浓) =====△PbCl 2+Cl 2↑+2H 2O （3）PbO+ClO -= PbO 2+Cl - Pb 2++2H 2O - 2e - = PbO 2↓+ 4H +石墨上包上铜镀层 Pb 2++2e - =Pb↓10.（1） +4（2）SiO 2 原子晶体 SiO 2+2C Si+2CO ↑（3）CaSiO 3 Na 2SiO 311. (1)Na 2CO 3 CaCO 3SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O(2)第三周期ⅣA 族 (3) (4)3SiCl 4＋4NH 3=====一定条件Si 3N 4＋12HCl12. (1)排出装置中的空气(2)CO' SiCl 4＋6NaOH===Na 2SiO 3＋4NaCl ＋3H 2O (3)过滤' AlO －2、OH －、Cl －(4)AlO 2-＋CH 3COOC 2H 5＋2H 2O=====△Al(OH)3↓＋CH 3COO －＋CH 3CH 2OH7．8(5)如图13． （1）CO 2+H 2OH 2CO 3，H 2CO 3HCO 3－+H +（2）①Ca 2++ 2HCO 3－=== CaCO 3↓CO 2↑+H 2O ②xCO 2 2x H 218O（3）①②xy/z（4）①a室：2H2O-4e－= O2↑+4H+，H+通过阳离子膜进入b室，发生反应：HCO3－+H+= CO2↑+H2O。

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高考化学一轮复习 第10讲 无机非金属材料的主角——碳、硅作业

高考化学一轮复习 第10讲 无机非金属材料的主角——碳、硅作业

第10讲 无机非金属材料的主角——碳、硅A 组 基础题组1.下列我国古代优秀艺术作品中,所用材料不属于无机非金属材料的是( )ABCD商代后母戊鼎新石器时代人面鱼纹彩陶盆明永乐青花竹石芭蕉纹梅瓶三国青瓷羊形烛台2.(2017北京海淀期中,2)下列说法的是( )A.钠、钾着火时,不能用泡沫灭火器灭火B.氧化铝是冶炼金属铝的原料,也是较好的耐火材料C.石英是制造光导纤维的原料,也是常用的半导体材料D.在汽车尾气系统中装催化转化器,可降低尾气中CO 、NO x 等的排放量3.(2017北京东城二模,6)能源是人类生存和发展的基础。

下列能源的开发和利用过程中不涉及化学反应的是( )A.太阳能热水器B.火力发电C.发动机中燃料燃烧 D.中国古代制陶4.(2017北京东城期末,1)材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础。

下列物品所用材料的主要成分是有机高分子化合物的是()5.(2018北京密云阶段测试)下列关于硅及其化合物的说法不正确的是( )A.水玻璃可用作木材防火剂B.硅是制造光导纤维的材料C.硅是制造太阳能电池的常用材料D.硅是构成一些岩石和矿物的基本元素6.(2017北京西城期末,17)C、Si是构成无机非金属材料的重要元素。

(1)Si在周期表中的位置为。

(2)为比较C、Si的非金属性,某同学设计了如下实验:装置①中盛放的试剂是,装置②中发生反应的离子方程式是。

(3)SiC是一种重要的高温耐磨材料。

SiC中,C元素显(填“正”或“负”)化合价,从原子结构角度解释原因: 。

7.(2017北京朝阳期中,17)硅材料是微电子工业和太阳能发电的基础材料,以二氧化硅为原料制备纯硅的方法主要有热还原法和熔盐电解法等。

(1)非金属热还原法:工业上以石英砂(含SiO2)、焦炭为原料,高温熔炼制得工业硅。

流程如下:石英砂粗硅SiCl4纯硅①卤素(X2)都能与Si反应生成SiX4 ,从原子结构角度解释原因: 。

②Ⅰ中事实不能作为“碳的非金属性比硅强”的证据,理由是。

c与si的非金属性

c与si的非金属性

c与si的非金属性非金属性以它没有显著的金属光泽而得名，它们的性质一般比金属更软，使用也更加方便。

非金属的常见种类有陶瓷、塑料和橡胶，其中有些会形成合金，如碳纤维，而碳纤维也被认为是一种非金属。

碳与硅(简写为C和Si)在非金属物质中也是很重要的实用材料，它们的组合可以形成集成电路制成的半导体，这种半导体可以用于生产电子设备，电子产品和软件。

碳与硅也可以用于制造非金属复合材料，以及一些化工材料，如涂料和橡胶。

C与Si是两种不同的元素，它们的原子半径不同，C的原子半径为70米，而Si的原子半径为111米。

因此，它们的化学性质也不同，C更像是一种活性元素，它容易与其他元素反应，而Si则具有一定的稳定性。

碳是非金属材料中最为重要的一种元素，它可以直接构建出非金属材料，例如陶瓷、塑料和橡胶等。

碳具有良好的耐热性、耐腐蚀性、轻质韧性以及低导电性，因此可以用于制造各种高性能的非金属部件，例如电子器件、电容等。

而硅也是一种重要的非金属材料，它的化学性质较稳定，它的散热性能很强，因此它可以更有效地降低电子设备的整体热量。

同时，也可以用硅制造出一些高性能的半导体器件，并用于电子产品的制造。

碳与硅结合，可以形成一种独特的非金属材料，它们之间具有相互作用，它们可以改善非金属材料的耐热性、耐腐蚀性以及热稳定性等性能，从而更好地满足业内应用的要求。

随着新型电子产品和新技术的出现，碳与硅组合成的非金属材料也会有所改进，从而给电子产品带来更多的优势。

碳与硅组合成的非金属复合材料具有耐高温、耐腐蚀、良好的电磁隔离性和抗拉强度等优点，广泛应用于航空、航天、防辐射等领域。

碳与硅是非金属性最常见的两种元素，其中碳可以直接用作制造一些非金属材料，而硅可以改善复合材料的耐热性、耐腐蚀性和热稳定性，此外，也可用于制造高性能的半导体器件。

碳与硅的组合，可以为电子产品提供更多的优势，使其具有更高的性能，为电子应用提供更多的可能性。

高三化学高考备考一轮复习专题：碳、硅及无机非金属材料课件

高三化学高考备考一轮复习专题：碳、硅及无机非金属材料课件


1.单质硅和二氧化硅
硅元素在自然界中主要以二氧化硅和硅酸盐等化合态的形式存在于地壳中。 (1)单质硅 ①晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，其结构类似于金刚石，熔 沸 点 很 高 、 硬 度 大 ， 导 电 能 力 介 于 导 体 和 绝 缘 体 之 间 ， 是 良 好 的 __半__导__体__ 材料。
答案 (3)排尽装置中原有的空气 (4)CO＋CuO==△===Cu＋CO2 (5)一氧化碳 点燃或收集
【课堂点拨】 检验CO2中是否存在CO的装置及作用
各装置的作用是： A——除去混合气体中的 CO2 B——检验混合气体中 CO2 是否除尽 C——干燥气体
D——CO 还原 CuO：CO＋CuO==△===Cu＋CO2 E——安全瓶，防倒吸 F——验证 CO 的氧化产物 CO2 G——除去尾气中的 CO，防止污染环境 确定混合气体中含有 CO 的实验现象： D 中的物质由黑色变成光亮的红色，B 中无明显现象，F 中的澄清石灰水变浑浊。
1.硅酸盐材料
(1)陶瓷 陶瓷以__黏__土__ (主要成分为含水的__铝__硅__酸__盐__)为主要原料，经__高__温__烧结而 成的。 (2)玻璃 普通玻璃的主要成分 为____________N__a2_S_i_O_3_、__C_a_S_i_O_3_和__S_i_O_2_____，它是以 _纯__碱__、__石__灰__石__和__石__英__砂___为主要原料，经混合、粉碎，在_玻__璃__窑___中熔融， 发生复杂的__物__理__变__化__和__化__学__变__化__而制得的，玻璃可用于生产建筑材料、光 学仪器和各种器皿，还可制造_玻__璃__纤__维___，用于高强度__复__合__材__料__等。
【课堂点拨】 (1)一般情况下，非金属单质为绝缘体，但石墨为导体、硅为半导体。 (2)非金属单质一般不与酸反应，但 Si 既能与 NaOH 溶液反应又能与 HF 反应： Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。 (3)SiO2 既能与酸(HF)反应，又能与碱(NaOH)反应，但 SiO2 不是两性氧化物，SiO2 属于酸性氧化物。 (4)SiO2 能与氢氟酸反应，故不能用玻璃容器盛放氢氟酸，可以用氢氟酸刻蚀玻 璃。 (5)SiO2 是 H2SiO3 的酸酐，但 SiO2 不与水反应，不能用 SiO2 直接与水作用制备 H2SiO3。
高考化学大一轮复习 第四章 非金属及其化合物 第一讲 碳、硅及无机非金属材料讲义

高考化学大一轮复习 第四章 非金属及其化合物 第一讲 碳、硅及无机非金属材料讲义

第一讲碳、硅及无机非金属材料[2017高考导航]考纲要求真题统计命题趋势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。

3．以新材料、新技术为背景考查碳、硅元素及其重要化合物的性质及应用。

2015，卷Ⅰ 26T；2015，卷Ⅱ 7T(A)、13T(D)；2014，卷Ⅱ 7T(AD)、9T(B)、10T(C)高考对本部分的考查主要以碳、硅单质及其重要化合物的性质、应用为主，题型延续选择题或非选择题的形式，中等难度。

预计2017年高考将以碳族元素新型材料为主线考查相关知识，也可能以实验设计为中心来命题，复习备考时注重Si、SiO2的用途。

考点一碳、硅单质及其重要化合物的性质[学生用书P78]一、碳、硅的单质1．存在：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。

2．碳、硅单质的结构、物理性质与用途的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碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。

碳⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎧与O 2反应⎩⎨⎧O 2足量：C ＋O 2=====点燃CO 2O 2不足：2C ＋O 2=====点燃 2CO与氧化物反应⎩⎨⎧CuO ：2CuO ＋C=====△2Cu ＋CO 2↑冶炼金属SiO 2：SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO↑制取粗硅H 2O ：C ＋H 2O g =====高温CO ＋H 2制取水煤气与强氧化性酸反应⎩⎪⎨⎪⎧浓H 2SO 4：C ＋2H 2SO 4浓△CO 2↑＋ 2SO 2↑＋2H 2O浓HNO 3：C ＋4HNO 3浓△CO 2↑＋ 4NO 2↑＋2H 2O硅⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧与非金属单质反应⎩⎨⎧O 2：Si ＋O 2=====△SiO 2F 2：Si ＋2F 2===SiF4Cl 2：Si ＋2Cl 2=====△ SiCl4与氢氟酸反应：Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑与氢氧化钠溶液反应：Si ＋2NaOH ＋H 2O=== Na 2SiO 3＋2H 2↑二、碳、硅的氧化物1．CO 的性质(1)物理性质：无色无味的气体，难溶于水。