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1、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 26T；2015，卷 7T(A)、13T(D)；2014，卷 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
2、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
3、1CO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)化学性质可燃性：2COO22CO2。还原性：CO还原Fe2O3的反应为Fe2O33CO2Fe3CO2。2二氧化碳与二氧化硅的比较(1)物理性质熔沸点：CO2的熔沸点比SiO2的熔沸点低。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CO2H2OH2CO3不反应与酸反应不反应氢氟酸用于刻蚀玻璃：SiO24HF=SiF42H2O与碱反应(如NaOH)CO22NaOH=Na2CO3H2O或CO2NaOH=NaHCO3SiO22NaOH=Na
4、2SiO3H2O(盛碱液的试剂瓶不能用玻璃塞)与盐反应(如Na2CO3)CO2Na2CO3H2O=2NaHCO3SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2与碱性氧化物反应与Na2O反应：CO2Na2O=Na2CO3与CaO反应：SiO2CaOCaSiO3与碳反应CCO22CO2CSiO2Si2CO(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,SiO2H2O。(
5、2)硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O。(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：Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3。与CO2(少量)反应：Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3。(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)
6、(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SiO2CSiCO2。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2用
7、短线连接碳、硅单质的物理性质和用途答案：(1)(2)(3)(4)(5)3指出下列反应中SiO2所表现的化学性质或作用，在AE选项中选择正确答案填入横线上。(1)SiO22NaOH=Na2SiO3H2O_。(2)SiO2Na2CO3高温,Na2SiO3CO2_。(3)SiO22C高温,Si2CO_。(4)SiO23C高温,SiC2CO_。(5)SiO24HF=SiF42H2O_。A作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀B具有氧化性C酸性氧化物的通性D将挥发性的酸酐从其盐中置换出来E氧化还原反应中既不作氧化剂，也不作还原剂答案：(1)C(2)D(3)B(4)E(5)A名师点拨(1)Si的还原性强于C，
8、但C在高温下能还原SiO2生成Si，且氧化产物为CO：2CSiO2Si2CO，其原因是产物CO为气体，离开反应体系，促使反应向正反应方向进行。(2)非金属单质跟碱溶液作用一般无H2产生，但Si能跟碱液作用放出H2，如Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。(3)CO2是温室气体，但CO2不是污染性气体。(4)酸性氧化物一般和水反应生成相应的酸，SiO2虽然是H2SiO3的酸酐，但它不与水反应，不能直接与水作用制备H2SiO3。(2016最新改编题)将一定量的CO2气体缓慢通入400 mL 0.5 molL1KOH溶液中，充分反应后，在减压低温下蒸发溶液得到16.9 g白色固体，请通过计算确
9、定此白色固体的组成，其质量分别为多少？通入CO2气体的体积在标准状况下是多少升？解析根据题意：400 mL 0.5 molL1KOH溶液含KOH的物质的量为0.20 mol，若生成的固体全部为K2CO3，则其质量为0.10 mol138 gmol113.8 g，若生成的固体全部为KHCO3，则其质量为0.2 mol100 gmol120 g。现固体质量为16.9 g。所以，此固体为K2CO3和KHCO3的混合物，设K2CO3和KHCO3的物质的量分别为a mol、b mol，则有：解得：a0.05，b0.10 ，所以，白色固体中m(K2CO3)0.05 mol138 gmol16.9 g；m(
10、KHCO3)0.1 mol100 gmol110 g，反应中消耗n(CO2)a molb mol0.15 mol。故V(CO2)0.15 mol22.4 L mol13.36 L。答案白色固体为K2CO3和KHCO3的混合物。质量分别为K2CO3 6.9 g和KHCO3 10 g。通入CO2气体的体积在标准状况下为3.36 L。(计算过程见解析)标准状况下，将3.36 L CO2气体通入200 mL 1.00 molL1 NaOH溶液中，充分反应后溶液中c(CO)与c(HCO) 的比值为(不考虑CO、HCO的水解)()A11B12C21 D13解析：选B。n(CO2)0.15 mol，n(Na
11、OH)0.2 L1.00 molL10.2 mol，由于12，故二者完全反应生成含Na2CO3和NaHCO3的混合溶液。设n(Na2CO3)x，n(NaHCO3)y则有解得x0.05 mol，y0.1 mol。CO2与碱反应产物的定量判断CO2通入NaOH、Ca(OH)2等强碱溶液的反应产物与CO2气体的通入量有关，当通入少量CO2时生成碳酸盐，当通入过量CO2时生成碳酸氢盐；当CO2的通入量介于两者之间时，既有正盐又有酸式盐生成，因此推断时一定要注意CO2与碱之间量的关系。以CO2与NaOH溶液反应为例，将CO2通入NaOH溶液中，可能发生的反应为CO22NaOH=Na2CO3H2O；CO2
12、NaOH=NaHCO3。当n(OH)n(CO2)的值不同时产物如下： 题组一碳、硅单质及其重要化合物的性质1(2016湖北八市联考)下列与化学有关的表述正确的是()A硅燃烧放出的热量多，污染小，便于运输、贮存，可作为一种新型能源B光导纤维可用作通信材料是因为其具有导电性C高纯度的单晶硅用于制造登月车的光电池和光导纤维D水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品解析：选A。硅为固体燃料，燃烧生成二氧化硅固体，其污染容易得到有效控制，硅的化学性质不活泼，运输、贮存比较容易，A正确；光导纤维的主要成分是二氧化硅，是光通信的传输材料，在玻璃纤维中传导的不是电信号，而是光信号，故称其为光导纤维，B错误；高纯度
13、的单晶硅用于制造登月车的光电池，但是制造光导纤维的材料是二氧化硅，C错误；水晶项链是二氧化硅制品，餐桌上的瓷盘是硅酸盐制品，D错误。2(2016厦门十中月考)某同学为了验证碳和硅两种元素非金属性的相对强弱，用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。实验操作步骤：.打开弹簧夹1，关闭弹簧夹2，并打开活塞a，滴加盐酸。.A中看到白色沉淀时，关闭活塞a。请回答：(1)B中反应的离子方程式是_。(2)通过步骤、得知盐酸具有的性质是_(填字母)。A挥发性 B还原性C氧化性 D酸性(3)C装置的作用是_，X是_(写化学式)。(4)为了验证碳的非金属性强于硅，步骤中未写的操作和现象是_，D中反应的化学方程式是_。(5)碳、硅的非金属性逐渐减弱的原因是_(从原子结构角度加以解释)。解析：B中CaCO3与盐酸反应的离子方程式为CaCO32H=Ca2CO2H2O，此反应表明盐酸具有酸性，A中看到的白色沉淀是AgCl沉淀，此现象表明盐酸具有挥发性。C装置是用饱和NaHCO3溶液除去CO2中混有的HCl气体，以保证与Na2SiO3溶液反应生成白色胶状沉淀的是CO2，此反应的化学方程式为CO2Na2SiO3H2O=H2SiO3Na2CO3(也可
