2016届江苏高考化学一轮知识梳理训练：第4章第1讲碳、硅及无机非金属材料[整理].doc

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、硅单质及其重要化合物的性质 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 碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。 (1)碳eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(与O2反应\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(O2(足量)：C＋O2\o(=====,\s\up7(点燃))CO2,O2(不足)：2C＋O2\o(=====,\s\up7(点燃))2CO)),(与氧化物反应)\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(CuO：2CuO＋C\o(=====,\s\up7(△))2Cu＋CO2↑(冶炼金属),SiO2：SiO2＋2C\o(=====,\s\up7(高温))Si＋2CO↑(制取粗硅),H2O：C＋H2O(g)\o(=====,\s\up7(高温))CO＋H2(制取水煤气))),(与强氧化性酸反应)\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(浓H2SO4：C＋2H2SO4(浓),　\o(=====,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O,浓HNO3：C＋4HNO3(浓)　\o(=====,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O)))) (2)Sieq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(与非金属单质反应\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(O2：Si＋O2\o(=====,\s\up7(△))SiO2,F2：Si＋2F2===SiF4,Cl2：Si＋2Cl2\o(=====,\s\up7(△))SiCl4)),与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑)) 3．二氧化碳和二氧化硅的比较 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 ①与水反应 不反应 CO2＋H2OH2CO3 ②与酸反应 只与氢氟酸反应： SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 不反应 ③与碱反应 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 化学 性质 ④与盐反应 如与Na2CO3反应：SiO2＋Na2CO3eq \o(=====,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑ 如与Na2SiO3反应：Na2SiO3＋H2O＋CO2(不足)===H2SiO3↓＋Na2CO3或Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(足量)===H2SiO3↓＋2NaHCO3 ⑤与碱性氧化物反应 如与CaO反应：SiO2＋CaOeq \o(=====,\s\up7(高温))CaSiO3 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 4．硅酸和硅酸钠 (1)硅酸 硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱，硅酸不能(填“能”或“不能”)使紫色石蕊溶液变红色。 ①硅酸不稳定，受热易分解：H2SiO3eq \o(=====,\s\up7(△))SiO2＋H2O。 ②硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。 ③硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能力强，常用作干燥剂。 (2)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它能与酸性比硅酸强的酸反应，分别写出以下化学方程式： 与盐酸反应：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。 与CO2水溶液反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3。 ③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃