《2012届高三化学一轮考点精讲精析(33)：碳、硅及其化合物》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2012届高三化学一轮考点精讲精析(33)：碳、硅及其化合物（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、- 1 -2010 届高三化学一轮考点精讲精析考点 33 碳、硅及其化合物考点聚焦考点聚焦1 掌握 C、CO、CO2的重要性质以及实验室制取、检验 CO2方法。2 知道 硅在自然界中的存在形态，主要用途。3 能利用晶体结构理论来解释硅和二氧化硅的物理性质，了解它们的化学性质。4 了解陶瓷、玻璃、水泥等硅酸盐产品的用途。知识梳理知识梳理一、硅一、硅(Si)1硅的存在：在自然界只有化合态，是一种亲氧元素（这与同主族的碳不同） ，一般以SiO2 或 的形式存在，在地壳中的含量仅次于氧。2结构：与金刚石的晶体结构类似，是正四面体型空间网状结构的原子晶体。3物理性质：灰黑色，硬度大，熔沸点高，具有金属光
2、泽。4化学性质：常温下与 F2、HF、NaOH 反应： 加热时能与 H2化合生成不稳定的氢化物。5用途：（1）良好的半导体材料（为什么？）（2）太阳能电池（3）计算机芯片二、二氧化硅二氧化硅(SiO2)1存在：天然 SiO2也叫硅石，自然界中的石英玛瑙（含杂质的石英）的主要成分都是SiO2。2结构：一个硅原子与 4 个氧原子形成 4 个共价键，即每个硅原子周围有 4 个氧原子，每个氧原子周围有 2 个硅原子；晶体中硅原子和氧原子以 1：2 组成空间立体网状结构，是原子晶体。3化学性质：（1）酸性氧化物：与强碱反应： 离子方程式： （保存碱性溶液不能用橡胶塞） 。与碱性氧化物反应： 。（2）与
3、HF 反应： （唯一与其反应的酸） 。4，用途：（1）制造光导纤维（2）石英坩埚（3）光学仪器和工艺品三、硅胶硅胶- 2 -1 制法： 。2 性质： 。 试题枚举试题枚举【例例 1】右图为一定量饱和 Ca(OH)2溶液中通入 CO2气体后，产生 CaCO3白色沉淀的质量与 CO2体积的关系曲线，试回答：（1）OA 段曲线与 AB 段曲线所表示的反应方程式为OA：_，AB_。（2）A 点已参加反应的 CO2和 Ca（OH）2的物质的量之比为_。（3）B 处溶液中存在的浓度较大的两种离子是_和_（填离子符号） ，将 B处生成的溶液煮沸可见到的现象是_解析：CO2与 Ca(OH)2反应，CO2的量直
4、接影响产物的生成，图形较清楚地反映了这一关系，依据有关反应原理：CO2（少）+Ca(OH)2= CaCO3+H2O ，AB 段：CO2+CaCO3+H2O= Ca(HCO3)2便可判断图形中各段所发生的反应，OA 段随着 CO2继续通入 CaCO3的量逐渐增大，A 点达到沉淀最大值，AB 段随 CO2的继续通入，生成的 CaCO3不断溶解转化为 Ca(HCO3)2，B 点 CaCO3全溶解，溶液又变得澄清。答案：（1）OA段：CO2+Ca(OH)2= CaCO3+HAB 段：CO2+CaCO3+H2O= Ca(HCO3)2（2）A 点：n(CO2)nCa(OH)2=11（3）Ca2+ HCO3
5、 因 Ca(HCO3)2受热分解，溶液变浑浊，有气泡逸出。【例例 2】下列关于硅的说法不正确的是 ( )A.硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体D.硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料C 硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应 D.当加热到一定温度时，硅能与氧气、氢气等非金属反应解析: 常温下，硅可与氟气、氢氟酸、强碱溶液反应，加热和高温条件下，硅能与氧气、氢气起反应。选 C。答案: C【例例 3】石墨炸弹爆炸时能在方圆几百米范围内撒下大量石墨纤维，造成输电线、电厂设备破坏。这是由于石墨（ ）A . 有放射性 B. 易燃、易爆 C. 能导电 D. 有剧毒解析
6、:利用了石墨的导电性能，石墨纤维落在输电线上，造成线路短路，发电机和其他设施损坏。石墨性质稳定，无毒也不易燃、易爆。- 3 -答案: C【例例 1】右图为一定量饱和 Ca(OH)2溶液中通入 CO2气体后，产生 CaCO3白色沉淀的质量与 CO2体积的关系曲线，试回答：（1）OA 段曲线与 AB 段曲线所表示的反应方程式为OA：_，AB_。（2）A 点已参加反应的 CO2和 Ca（OH）2的物质的量之比为_。（3）B 处溶液中存在的浓度较大的两种离子是_和_（填离子符号） ，将 B处生成的溶液煮沸可见到的现象是_解析：CO2与 Ca(OH)2反应，CO2的量直接影响产物的生成，图形较清楚地反映
7、了这一关系，依据有关反应原理：CO2（少）+Ca(OH)2= CaCO3+H2O ，AB 段：CO2+CaCO3+H2O= Ca(HCO3)2便可判断图形中各段所发生的反应，OA 段随着 CO2继续通入 CaCO3的量逐渐增大，A 点达到沉淀最大值，AB 段随 CO2的继续通入，生成的 CaCO3不断溶解转化为 Ca(HCO3)2，B 点 CaCO3全溶解，溶液又变得澄清。答案：（1）OA段：CO2+Ca(OH)2= CaCO3+HAB 段：CO2+CaCO3+H2O= Ca(HCO3)2（2）A 点：n(CO2)nCa(OH)2=11（3）Ca2+ HCO3 因 Ca(HCO3)2受热分解，
8、溶液变浑浊，有气泡逸出。【例例 2】下列关于硅的说法不正确的是 ( )A.硅是非金属元素，但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体D.硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料C 硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质起反应 D.当加热到一定温度时，硅能与氧气、氢气等非金属反应解析: 常温下，硅可与氟气、氢氟酸、强碱溶液反应，加热和高温条件下，硅能与氧气、氢气起反应。选 C。答案: C【例例 3】石墨炸弹爆炸时能在方圆几百米范围内撒下大量石墨纤维，造成输电线、电厂设备破坏。这是由于石墨（ ）A . 有放射性 B. 易燃、易爆 C. 能导电 D. 有剧毒解析:利用了石墨的导电性能，石墨纤维落
9、在输电线上，造成线路短路，发电机和其他设施损坏。石墨性质稳定，无毒也不易燃、易爆。答案: C- 4 -【例 1】 （2010 全国卷 1）下面关于 SiO2晶体网状结构的叙述正确的是A存在四面体结构单元，O 处于中心，Si 处于 4 个顶角B最小的环上，有 3 个 Si 原子和 3 个 O 原子C最小的环上，Si 和 O 原子数之比为 1：2D最小的环上，有 6 个 Si 原子和 6 个 O 原子【解析】二氧化硅是原子晶体，结构为空间网状，存在硅氧四面体结构，硅处于中心，氧处于 4 个顶角所以 A 项错误；在 SiO2晶体中，每 6 个 Si 和 6 个 O 形成一个 12 元环（最小环） ，
10、所以 D 对，B、C 都错误！【答案】D【命题意图】考查学生的空间想象能力，和信息迁移能力，实际上第三册课本第一单元里面有结构图！【点评】怎样理解 SiO2的结构，可从晶体硅进行转化，晶体硅与金刚石结构相似，只需将 C 原子换成 Si 原子即可，课本上有我直接拿来用，再将 Si-Si 键断开，加入氧即可，见：但是若将题目中 B、B、D 三个选项前面分别加上“平均每个”，则本题的答案就又变了，这时就要应用均摊法了，由于每个 Si 原子被 12 个环所共用，每个 O 原子被 6 个环所共用，每个 Si-O 键被 6 个环所共用，则均摊之后在每个环上含有 0.5 个 Si，1 个 O，2 个 Si-
11、O 键，此时则 B、D 错误，C 正确了，也即在 1molSiO2中含有 4 mol Si-O 键（这是我们经常考的） 。【例2】 (江苏省扬州市2010届高三四模)多晶硅（硅单质的一种）被 称为“微电子大厦的基石” ，制备中副产物以SiCl4为主，它对环境污染很大，能遇水强烈水解，放出大量的热。研究人员利用SiCl4水解生成的盐酸和钡矿粉（主要成份为BaCO3，且含有钙、铁、镁等离子）制备BaCl22H2O，工艺流程如下。已知常温下Fe3+、Mg2+完全沉淀的pH分别是：3.4、12.4。 40SiCl4H2O pH=7 A20%NaOH H4SiO4 pH=BaCl2 70H2O212.5
12、（1）SiCl4水解控制在 40以下的原因是 。已知：SiCl4(s)+H2(g)=SiHCl3(s)+HCl(g) H1=47 kJ/molSiHCl3(s)+H2(g)=Si(s)+3HCl(g) H2=189 kJ/mol- 5 -则由 SiCl4制备硅的热化学方程式为 。（2）加钡矿粉时生成BaCl2的离子反应方程式是 。（3）加20% NaOH调节pH=12.5，得到滤渣A的主要成分是 ，控制温度70的目的是 。（4）BaCl2滤液经蒸发浓缩、降温结晶、过滤，再经真空干燥后得到2H2O。实验室中蒸发浓缩用到的含硅酸盐的仪器有 种。（5）为体现该工艺的绿色化学思想，该工艺中能循环利用的
13、物质是 。【答案】 （1）防止 HCl 挥发污染环境或控制 SiCl4的水解速率，防止反应过于剧烈。SiCl4(s)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g) H=236kJ/mol（4 分）（2）BaCO3+2H+=Ba2+CO2+H2O（2 分）（3）Mg(OH)2、Ca(OH)2，确保钙离子完全除去（或温度越高，Ca(OH)2溶解度越小） 。 （2 分）（4）3（2 分）（5）BaCl2溶液（2 分）【一课一练】一、选择题一、选择题(本题包括本题包括 12 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 48 分分)1.（浙江省绍兴一中 2010 届高三上学期期末调研）2009 年 10 月
14、 6 日，瑞典皇家科学院宣布，将 2009 年物理诺贝尔奖授予英籍华裔科学家高锟，表彰他在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”取得的突破性成就。光导纤维的主要成分是（ ）ASi BSiO2 CH2SiO3 DNa2SiO3【答案】B2.（山东省聊城一中 2010 届高三期末考试）氮化硅（SiN4）是一种新型陶瓷材料，它可由石英与焦炭在高温的氮气流中，通过以下反应制得：3SiO2+6C+2N2 Si3N4+6CO。下列叙述正确的是（ ）A在氮化硅的合成反应中，N2是还原剂，SiO2是氧化剂B上述反应中每生成 1molSi3N4，N2得到 12mol 是电子C若已知上述反应为放热反应，升高温度，其平衡常数增大D若使压强增大，上述平衡向正反应方向移动【答案】B3.（河南省内乡一高 2010 届高三第一次月考）制取下列物质时，不需用石灰石作原料的是（ ） A硅酸 B水泥 C玻璃 D生
