第四章第一讲碳、硅及无机非金属材料讲述.doc

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第四章第一讲碳、硅及无机非金属材料讲述

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 3.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。 碳 硅 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。能使人中毒的原因是与人体中血红蛋白相结合,因缺氧而中毒。 (2)化学性质 ①可燃性:2CO+O22CO2。 ②还原性:CO还原Fe2O3的反应为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。 2.二氧化碳与二氧化硅的比较 (1)物理性质 ①熔沸点:CO2的熔沸点比SiO2的熔沸点低。 ②溶解性:CO2可溶于水,SiO2不溶于水。 (2)化学性质 物质 二氧化碳 二氧化硅 化学性质 与水反应 CO2+H2O H2CO3 不反应 与酸反应 不反应 氢氟酸用于刻蚀玻璃:SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O 与碱反应 (如NaOH) CO2+2NaOH=== Na2CO3+H2O或CO2 +NaOH===NaHCO3 SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O(盛碱液的试剂瓶不能用玻璃塞) 与盐反应 (如Na2CO3) CO2+Na2CO3+H2O===2NaHCO3 SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑ 与碱性氧 化物反应 与Na2O反应:CO2+Na2O===Na2CO3 与CaO反应:SiO2+CaOCaSiO3  与碳反应 C+CO22CO 2C+SiO2Si+2CO↑ (3)主要用途 CO2:化工原料、灭火剂。干冰用作制冷剂,人工降雨。 SiO2:制光学仪器、石英玻璃。水晶可制作饰品,常用来制造通讯材料光导纤维。 三、硅酸和硅酸钠 1.硅酸 硅酸不溶于水,其酸性比碳酸弱,不能(填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红色。 (1)硅酸不稳定,受热易分解:H2SiO3△,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(或泡花碱),有黏性,水溶液显碱性。 (2)它能与酸性较硅酸强的酸反应,Na2SiO3溶液与下列两种物质反应的化学方程式分别为 与盐酸反应:Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3↓。 与CO2(少量)反应:Na2SiO3+CO2+H2O===H2SiO3↓+Na2CO3。 (3)用途:黏合剂(矿物胶),耐火阻燃材料。 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)(2015·高考安徽卷)SiO2既能和NaOH溶液反应又能和氢氟酸反应,所以是两性氧化物。(  ) (2)SiO2可由两种单质直接反应生成,将其加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生。(  ) (3)硅是非金属元素,晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体。(  ) (4)硅的导电性能介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料。(  ) (5)硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质反应。(  ) (6)加热到一定温度时,硅能与氯气、氧气等非金属反应。(  ) (7)碳的几种同素异形体性质不同的原因主要是由于其结构不同。(  ) (8)工业上制取粗硅的反应是SiO2+CSi+CO2↑。(  ) 答案:(

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