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1、高考化学复习 第一讲碳、硅及无机非金属材料1.了解碳、硅元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。2了解碳、硅元素单质及其重要化合物对环境的影响。3以上各部分知识的综合应用。2016，卷甲 7T；2016，卷丙 7T(D)；2015，卷 26T、27T(2)；2015，卷 7T(A)、13T(D)；2014，卷 13T(D)；2014，卷 7T(AD)、9T(B)、10T(C)、27T(1)碳、硅单质及其重要化合物的性质学生用书P75知识梳理一、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
2、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。碳碳硅二、碳、硅的氧化物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其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：C
3、O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=Na2SiO3H2O(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
4、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。自我检测1坩埚是实验室用于灼烧或熔融固体物质的常用仪器，材质种类很多，实验时应根据物质的性质加以选择。熔融烧碱时，应选用下列哪种材质的坩埚()A玻璃坩埚B石英坩埚C陶瓷坩埚 D铁坩埚解析：选D。二氧化硅能与氢氧化钠反应，因此熔融烧碱的坩埚中不能含有二氧化硅，A、B、C中都含有二氧化硅。2(教材改编题)下列关于碳、硅的叙述正确
5、的是()A碳、硅都是A族元素，它们在自然界中都以化合态形式存在B二氧化碳、二氧化硅的物理性质相似C二氧化碳、二氧化硅都是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成相应的盐D高纯度的二氧化硅用于制造半导体材料解析：选C。自然界中含有单质碳(如金刚石、石墨等)，A错误；二氧化碳、二氧化硅的物理性质(如熔、沸点)差别很大，B错误；高纯度的晶体硅用于制造半导体材料。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)SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2_。(3)SiO22CSi2CO_。(4)SiO23CSiC2CO
6、_。(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(1)硅单质的特殊性Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出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；非金属单质一般不跟非氧化性酸反应，但Si能与HF反应：Si4HF=SiF42H2；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。
7、(2)含硅化合物的特殊性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；酸性氧化物一般不与酸反应，但SiO2能跟HF反应：SiO24HF=SiF42H2O；无机酸一般易溶于水，但H2SiO3难溶于水；因H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以在Na2SiO3溶液中通入少量CO2能发生下列反应：Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3，但在高温下SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2也能发生。(2017湖北重点中学联考)往含有0.2 mol NaOH和0.1 mol Ba(OH)2的混合溶液中持续稳定地通入CO2
8、气体，当通入气体为8.96 L(标准状况)时立即停止。则这一过程中，溶液中离子的物质的量与通入CO2气体的体积关系图像正确的是(气体的溶解和离子的水解忽略不计)()解析本题涉及的化学反应有Ba(OH)2CO2=BaCO3H2O、2NaOHCO2=Na2CO3H2O、BaCO3CO2H2O=Ba(HCO3)2、Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3。当未通入CO2气体时，溶液中的离子为0.2 mol Na、0.1 mol Ba2、0.4 mol OH，共0.7 mol；当通入2.24 L CO2气体时，发生反应，此时溶液中离子为0.2 mol Na、0.2 mol OH，共0.4 mol；当通
9、入4.48 L CO2时，发生反应，此时溶液中离子为0.2 mol Na、0.1 mol CO，共0.3 mol；当通入6.72 L CO2时，发生反应，此时溶液中离子为0.2 mol Na、0.2 mol HCO，共0.4 mol；当通入8.96 L CO2时，发生反应，此时溶液中离子为0.2 mol Na、0.1 mol Ba2、0.4 mol HCO，共0.7 mol，故C正确。答案C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
10、：选B。n(CO2)0.15 mol，n(NaOH)0.2 L1.00 molL10.20 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，y0.10 mol。根据同一溶液中浓度之比等于物质的量之比，知c(CO)c(HCO)0.050.1012。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
11、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；CO2NaOH=NaHCO3。当n(OH)n(CO2)的值不同时产物如下：对比掌握碳、硅单质及氧化物的性质和用途1下列对于碳和硅的叙述中，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解析：选B。CO不溶于水不能生成相应的酸，也不能与NaOH溶液反应；SiO2不溶于水，也不能生成相应的酸；碳有金刚石、石墨、C60等同素异形体，硅有晶体硅和无定形硅等，所以两种元素共有多种单质。2(
12、教材改编题)单晶硅是制作电子集成电路的基础材料，对硅的纯度要求很高。用化学方法可制得高纯度硅，其化学方程式为SiO22CSi2COSi2Cl2SiCl4SiCl42H2Si4HCl。下列对上述三个反应的叙述不正确的是()A为置换反应B为化合反应C均为氧化还原反应D三个反应的反应物中硅元素均被还原解析：选D。反应为置换反应，反应为化合反应，三个反应均有元素化合价变化，均属于氧化还原反应，其中反应和中硅元素被还原，反应中硅元素被氧化。SiO2和CO2的性质3下列说法正确的是()二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应，但不能与任何酸反应根据反应：SiO2CaCO3CaSiO3CO2可推知硅酸酸性比碳酸
13、强二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸二氧化硅常被用来制造光导纤维ABC D解析：选C。SiO2能与氢氟酸反应，高温条件下反应并不能说明硅酸的酸性比碳酸的酸性强。4用四种溶液进行实验，下表中“溶液”与“操作及现象”对应关系错误的是()选项溶液操作及现象A饱和Na2CO3溶液通入CO2，溶液变浑浊BNa2SiO3溶液通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失CCa(ClO)2溶液通入CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去D澄清石灰水通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失，再加入足量NaOH溶液，又变浑浊解析：选B。A项，由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解
14、度，Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3，因而会析出NaHCO3晶体；B项，CO2Na2SiO3H2O=Na2CO3H2SiO3，CO2Na2CO3H2O=2NaHCO3，H2SiO3与CO2不反应，浑浊不会消失；C项，CO2Ca(ClO)2H2O=CaCO32HClO，溶液变浑浊，再加入品红溶液，被HClO氧化褪色；D项，首先CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O，继续通CO2至过量，生成可溶于水的Ca(HCO3)2，再加入足量的NaOH，则2NaOHCa(HCO3)2=CaCO3Na2CO32H2O，溶液又变浑浊。(1) SiO2既能与酸(氢氟酸)反应又能与碱溶液反应，但SiO2不是两性氧化物，它属于酸性氧化物。(2)验证碳和硅非金属性强弱应是比较其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱。(3)
