《2016年化学复习第12讲碳、硅及其化合物摘要》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2016年化学复习第12讲碳、硅及其化合物摘要（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第12讲 碳、硅及其化合物考纲导视考纲定位选项示例 1.掌握硅、二氧化硅、硅酸和 硅酸盐的性质和用途。 2.了解硅、二氧化硅在高科技 领域的用途。 3.了解环境保护，消除碳氧化 合物污染的综合应用。1.高温下用焦炭还原SiO2制取 粗硅。(2013年广东高考T11C) 2.由气体中某物质得到水玻 璃的化学反应方程式。 3.二氧化硅不与强酸反应，不 可用石英器皿盛放氢氟酸。考点一碳及其重要化合物【基础梳理】1碳族元素的主要特征。4 个电子共价碳族元素包括碳、硅、锗、锡、铅五种元素。碳族元素原子最外层均有_，特殊的结构决定了该族元素易形成_化合物。碳是构成有机物的主角，硅是构成矿物质的主角，因而碳
2、族元素形成物质的种类繁多。化学式COCO2 碳的 化合价24类别不成盐氧化物酸性氧化物2碳元素的单质。金刚石石墨同素异形体常见的碳单质有_、_、C60 等，它们之间互为_。3碳的氧化物。化学式COCO2主要 化学 性质还原性：CuOCO _， Fe2O33CO _； 可燃性：2COO2 _酸性氧化物的通性： CO2Ca(OH)2= _， CO2H2O _； 氧化性：CO2C _，CO22Mg _(续表)CuCO22Fe3CO22CO2CaCO3H2O2MgOCH2CO32CO化学式COCO2制取 方法实验室：HCOOH COH2O； 工业上：CH2O(g)COH2实验室：CaCO3 2HCl
3、=CaCl2CO2H2O；工业上：CaCO3 CaOCO2(续表)4.碳酸和碳酸盐。CO2H2O(1)碳酸(H2CO3)不稳定，容易分解成_和_。(2)热稳定性：正盐酸式盐酸。例如：Ca(HCO3)22NaHCO3CaCO3CO2H2ONa2CO3CO2H2OCa(HCO3)2 在溶液中加热可以分解，NaHCO3 在溶液中稳定，加热固体可以分解，而 Na2CO3 加强热也难分解。(3)溶解性：第A 族元素对应的碳酸的正盐溶解性小于其酸式盐，而第A 族元素对应的碳酸的正盐溶解性大于其酸式盐。例如：常温下，S(CaCO3)S(NaHCO3)。(4)正盐与酸式盐可以相互转化：Na2CO3NaHCO3
4、【题组训练】例1能在水溶液中大量共存的一组离子是()。答案：C易错警示例 2用四种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶选 项操作及现象溶液A通入CO2，溶液变浑浊饱和Na2CO3溶液B通入CO2，溶液变浑浊 ，继续通CO2 至过量，浑浊消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液变浑浊 ，再加入品红 溶液，红色褪去Ca(ClO)2溶液D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，又变浑浊澄清石灰水思路指导：对于表格型实验现象与解析判断的选择题，需 要逐个进行辨认，切勿凭感觉做出推断。记忆物质转化、相应 实验现象及原因解析，尤其是典型物质的典型特性，例如
5、NaHCO3 的饱和结晶析出、硅酸的不溶于水、Na2O2 的淡黄色等。 解析：饱和Na2CO3 溶液中通入CO2，能生成NaHCO3 结晶 析出，A 项正确；Na2SiO3 溶液通入CO2，得到不溶于水的H2SiO3 但不会消失，B 项错误；Ca(ClO)2 溶液通入CO2，得到CaCO3 沉淀和HClO，后者能使品红溶液褪色，C 项正确；澄清石灰水持续通入CO2，先后变成 CaCO3 沉淀和可溶于水的Ca(HCO3)2，D 项正确。 答案：B答案：D考点二硅、硅酸、硅酸盐【基础梳理】一、硅和二氧化硅1硅。正四面体SiO2Na2SiO32H2(1)硅具有_结构，为带有金属光泽的灰黑色固体，熔点
6、高，硬度大，质脆。(2)硅在常温下化学性质稳定，只能与 F2、HF、NaOH 溶液等反应。SiO2_(可在空气中燃烧)。Si2NaOHH2O=_。正四面体不Si2CONa2SiO3H2O2二氧化硅。CaSiO3CO2Na2SiO3CO2(1)二氧化硅具有_结构，_溶于水。(2)二氧化硅具有弱氧化性和酸性氧化物的通性。例：SiO22C_。SiO22NaOH=_。SiO24HF=SiF42H2O。SiO2CaCO3SiO2Na2CO3_。_。二、硅酸、硅酸盐1硅酸。(1)性质。弱弱硅酸是难溶于水的_酸，其酸性比碳酸_，硅酸不能使紫色石蕊试液变红色。硅酸不稳定，受热易分解：H2SiO3SiO2H2O
7、。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。硅酸在水中易聚合形成胶体。浓度较小时形成_；浓度较大时形成凝胶。硅酸凝胶干燥脱水变成硅酸干胶( 或硅胶) ，硅酸干胶吸附水分能力强，常用作_，也用作催化剂的载体。(2)制备。无色透明溶液干燥剂硅酸可通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得，反应的化学方程式为 Na2SiO32HCl=_，Na2SiO3CO22NaClH2SiO3H2O=_。Na2CO3H2SiO32硅酸盐。(1)硅酸盐是由_、_和_组成的化合物的总称。硅酸盐是一类结构复杂的物质，一般都_。化学性质很_，通常用_和_的形式表示其
8、组成。硅氧金属不溶于水稳定二氧化硅金属氧化物(2)三种常见的硅酸盐产品。硅酸盐 产品原料主要设备主要成分水泥石灰石、 黏土水泥回 转窑2CaOSiO2， 3CaOSiO2， 3CaOAl2O3玻璃纯碱、石灰石、 石英玻璃窑Na2OCaO6SiO2陶瓷黏土陶瓷窑(1)碳化硅：SiO23C=SiC2CO(2)氮化硅：3Si2N2=Si3N43.新型陶瓷。1900 1300 3SiCl42N26H2=Si3N412HCl【题组训练】例4(2014 年全国模拟题组合)下列说法正确的是()。A水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品BCO2 和 CH4 都是造成温室效应的气体CCO 和 NO 都是大气污染气
9、体，在空气中都能稳定存在DSiO2 有导电性，可用于制备计算机芯片解析：水晶成分是SiO2，不属于硅酸盐，A 项错误；NO容易与O2 化合生成 NO2，不能在空气中稳定存在，C 项错误。制备计算机芯片的是晶体硅，D 项错误。答案：B易错警示(1)不要混淆二氧化硅和硅的用途。用于制作光导纤维的是SiO2，用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅。(2)水晶、石英、玛瑙的主要成分是SiO2；珍珠的主要成分是CaCO3；钻石是金刚石；宝石的主要成分是Al2O3。例5(2013 年广东东莞模拟)二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用途。ae 是对反应中 SiO2
10、 所表现的化学性质或作用进行的判断，其中正确的是()。SiO22NaOH=Na2SiO3H2OSiO22CSi2COSiO24HF=SiF42H2ONa2CO3SiO2SiO23CNa2SiO3CO2SiC2COa反应中 SiO2 作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃b反应中 SiO2 表现出氧化性c反应中 SiO2 表现了酸性氧化物的通性d反应符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性酸酐的道理e反应中 SiO2 未参加氧化还原反应AaceBbdeCcde Dab思路指导：解答本题要注意两点：SiO2 的性质：稳定性强、酸性氧化物；SiO2 的特性：能与氢氟酸反应，不能与水直接反应生成硅酸。解析：通常用
11、氢氟酸来刻蚀玻璃，与之对应的反应是，因此 a 判断错误，c 判断也错误；反应是一个置换反应，其中二氧化硅被还原，表现出氧化性，b 判断正确；反应是一个复分解反应，用难挥发的二氧化硅制取易挥发的二氧化碳，d判断正确；反应中硅的化合价和氧的化合价都没有改变，因此二氧化硅没有参加氧化还原反应，e 判断也正确；所以选项 B正确。答案：B例6下列陈述和均正确并且有因果关系的是()。选 项陈述陈述A干燥的Cl2通入品红溶液 中，品红褪色干燥的Cl2具有漂白性BSiO2与Na2CO3在高温条 件下反应生成Na2SiO3和 CO2H2SiO3 的酸性强于 H2CO3C油脂在碱性条件下能完 全水解厨房大多洗涤剂
12、呈碱性，碱 性越强，去污能力越好 DCaCO3难溶于水CO2通入CaCl2中有白色沉淀解析：干燥氯气没有漂白性，A 项错误；高温下发生的反应，不适用于溶液中离子反应总结的酸性大小比较规律，B 项错误；CO2 通入 CaCl2 中若有 CaCO3 沉淀，必定产生 HCl，显然不合理，D 项错误。答案：C归纳总结SiO2 可与 Na2CO3、CaCO3 在高温下发生反应：Na2CO3SiO2CaCO3SiO2Na2SiO3CO2CaSiO3CO2在高温下发生的这两个反应遵循高沸点物质制低沸点物质的反应原理，与碳酸的酸性强于硅酸并不矛盾，后者反应原理基于溶液中的离子反应。例7氮化硅(Si3N4)是高
13、温结构陶瓷，具有优良的性能，人们常常利用它来制造轴承、气轮机叶片、永久性模具等机械构件。设计合成氮化硅的工艺流程如下：(1)电弧炉中发生的主要反应是_。用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反应的化学方程式为_，碳化硅晶体结构中含_键。(2)在流化床反应的气态产物中，SiCl4 大约占 85%，还有Cl2 等，有关物质的沸点数据如下表：提纯 SiCl4 的主要工艺操作依次是沉降、_，其中温度最好控制在_(填序号)。A略小于34.1 C略小于 57.6 B大于 57.6 D34.1 物质SiSiCl4Cl2 沸点/235557.634.1(3)粉末状 Si3N4 遇水能生成一种有刺
14、激性气味、常用做制冷剂的气体和一种难溶性的酸，该反应的方程式是_。该工艺流程中涉及的主要反应属于氧化还原反应的有_个。思路指导：从液态混合物中分离一般采用蒸馏(液态成分变成气态)，从气态混合物中分离一般采用冷凝(或降温，气态成分变成液态)。解析：(1)工业生产所用焦炭往往过量，生成物为CO 而不是 CO2；(2)冷凝(或降温)后，气态混合物中沸点较高的成分先变成液态而与其他气体分离，所以选择略小于57.6 ；沉降是指流化床反应过程中产生的粗硅粉尘分散在气态混合物中，静置后粉尘与气体混合物分离。(3)NH3 能用作制冷剂；本工业流程中SiO2SiSiCl4Si3N4，观察化合价变化易知共有 2 个氧化还原反应。答案：(1) SiO22CSi2CO共价(极性) SiO23C(2)冷凝(或降温)SiC
