碳和硅及其化合物

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1、非金属及其化合物知识梳理碳和硅及其化合物间的相互转化关系!|0、_u （）Ma.SiU, =7-7= hiOl 1 HjSiO, 第一节无机金属材料的主角硅基础巩固一、硅单质1元素的存在形态、单质的物理性质及其用途1）结构：与金刚石相似，为结构。2）物理性质：熔点和沸点，导电性介于和之间。3）用途：制造（信息材料）、制造等。2化学性质：在常温下，除与 F2、HF 和强碱溶液反应以外，硅不易和其他物质反应。有关化学 反 应 方 程 式 为 ： ； ；3制取：【思考交流 1】硅的性质有哪些特殊性？ 提示：（1）硅的还原性比碳强，而碳在高温下却能从二氧化硅中还原出硅。SiO2+2C=Si+2C 0个

2、（2）非金属单质一般不与弱氧化性酸反应，而硅不但能与氢氟酸反应，而且还有H2生成（与酸反应产生氢气是活泼金属的性质）。Si+4HF=SiF4个+2也个（ 3）非金属单质与强碱溶液反应一般不生成氢气，而硅却不然。Si+2NaOH + H2O=Na2SiO3+2H2 个二、二氧化硅 1存在：广泛存在于自然界中（、的主要成分均是二氧化硅）。2. 物理性质：纯SiO2是_色透明的晶体，硬度，熔沸点。3化学性质：（1） 酸性氧化物：与 NaOH 反应。（2） 和氢氟酸反应： 。（3）在高温下，可与Na2CO3、CaCO3等碳酸盐反应。4. 用途： _用于建筑，石英用于制造，纯SiO2用于制造光学器材和。

3、【思考交流2】有人认为SiO2既能与酸反应又能与碱反应，所以认为它是一种两性氧化物，你同 意这种看法吗？提示：因为SiO2只能与HF反应，而与其他酸不反应，且与HF反应时并没有同时生成盐和水。三、硅酸和硅酸盐1硅酸（1）物理性质：溶于水。（2）化学性质： 弱酸性比碳酸的酸性弱与 NaOH 溶液反应的化学方程式为；向Na2SiO3溶液中通入少量CO2反应的化学方程式为。 不稳定性受热分解，化学方程式为。（3）用途：硅胶可用做，也可用做的载体等。2硅酸盐（1）硅酸盐由等元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。（2）硅酸钠硅酸钠的水溶液俗称，是无色黏稠状液体，常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火

4、材料。（3）硅酸盐组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式来表示硅酸盐的组成：如硅酸钠（Na2SiO3）可表示为 ，石棉（CaMg3Si4Oi2）可表示为。四、无机非金属材料（1）三大硅酸盐材料使用量最大的无机非金属材料陶瓷陶瓷窑水泥 玻璃生产原料 主要设备 水泥回转窑 玻璃窑2）特殊功能的含硅物质 碳化硅：化学式为，俗称，与金刚石结构相似，硬度很大。 硅钢：具有很高的导磁性，用做变压器的铁芯。 硅橡胶：既耐高温又耐低温的橡胶。重点突破 一、直击考点考点一 硅及其重要化合物知识网络【例1】在下图所示的物质相互转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色不溶于水的物质。据此填空：（1）写出各

5、物质的化学式A B C D E F（2） B 与 a 溶液反应的离子方程式是；（3） A 与 a 溶液反应的离子方程式是。考点二 用氧化物的形式来表示硅酸盐的组成【例 2】矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶部分生成的，此处所指的风化作用是 指矿物与水、co2同时作用的过程。例如钾长石（KAISi308）风化生成高岭土AI2Si2O5（OH）4,此后反应的离子方程式为：3822542KAISi3O8+2H2CO3+9H2O=2K+2HCO3+4H4SiO4+AI2Si2O5（OH）4。（ 1）将上述复杂硅酸盐改写成氧化物形式 KAISi3O8 AI2Si2O5（OH）4（2）上述反应能

6、够发生的原因是。考点三 比较水泥和玻璃的生产方法硅酸盐产品水泥玻璃主要设备水泥回转窑玻璃熔炉原料石灰石和粘土纯碱、石灰石、石英（过量）反应原理发生复杂的物理一化学变化（不作要求）咼虛1tNa2CO3 + SiO2Na2SiO3 + CO2 fCaCO +SiOCaSiO +CO f3232主要成分2CaO SiO 3CaO SiO2 23CaO Al O23Na SiO、CaSiO、SiO2332反应条件高温高温石英玻璃、普通玻璃、钢化玻璃、有色玻璃的化学组成和性质异同点：石英玻璃是由二氧化硅组 成的玻璃。把普通玻璃加热到接近软化的温度后急速均匀冷却，得到钢化玻璃。所以普通玻璃和钢化 玻璃的化

7、学组成相同，。有色玻璃的化学组成与普通玻璃相比，增加了某些金属氧化物。【例 3】下列表述正确的是（ ） 人造刚玉的熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分为二氧化硅 化学家采用玛瑙研砵磨擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐 提前建成的三峡大坝使用了大量的水泥，水泥是硅酸盐材料 夏天到了，游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛 太阳能电池可用硅材料制作，其应用有利于环保、节能A. B.C.D.考点四 硅及其化合物的“反常”现象归纳 这种题型主要在物质推断中出现，硅及其化合物的“反常”现象往往是我们进行物质推断的题眼 所以对于这些“反常”现象需要记忆，这样便于我们

8、迅速完成解题。1. 非金属单质一般为非导体，但Si为半导体。2硅化学性质不活泼，但自然界中却没有游离态的硅，它以二氧化硅、硅酸盐等形式存在。3硅的还原性比碳强，而碳在高温下却能从二氧化硅中还原出硅：Si + 2C亠温Si + 2C0仁4. 非金属单质与强碱溶液反应一般不生成氢气，而硅却不然：Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2 仁5. 非金属单质一般不与弱氧化性酸反应，而硅不但能与氢氟酸反应，而且还有氢气生成：Si+4HF = SiF4 f+2H2 仁6. 虽然二氧化硅是硅酸的酸酐，但不用二氧化硅与水反应制备硅酸，一般用可溶性硅酸盐跟酸 作用来制备：Na2SiO3

9、+ 2HCI = H2SiO3 （+2NaCI。7. 酸性氧化物一般不与酸反应（除氧化还原反应外），而二氧化硅却能与氢氟酸反应： SiO2+4HF=SiF4t+2H2O8. 无机酸一般易溶于水，而硅酸和原硅酸却难溶于水。9. 较强的酸能把较弱的酸从其盐溶液中制取出来，这是复分解反应的一般规律，如Na2SiO3+CO2+ H2O=Na2CO3 + H2SiOj，而反应 Na2CO3 + SiO2Na2SiO3+CO2 f 也能进行。10. 硅酸盐的水溶液俗称水玻璃，但它和玻璃的化学成分并不相同。硅酸钠也叫泡花碱，但它是 盐而不是碱。11. 非金属氧化物一般是分子晶体，而二氧化硅却是原子晶体。【例

10、4】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括号内 SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O（）:亠+ SiO2高温Na2SiO3 + CO2 个（）（）（）B.弱氧化性D.将挥发性酸酐从其盐中置换出来 SiO2 + 2C高温 Si + 2C0个 SiO2 + 3C咼温 SiC + 2C0个 SiO + 4HF = SiF 个 + 2H O242A. 作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀C.酸性氧化物的通性E.未参加氧化还原反应巩固复习1. 根据水泥和玻璃的生产，总结出硅酸盐工业的一般特点是（ ）生成物是硅酸盐 反应条件是高温 含有硅的物质作原料

11、 反应原理是一系列 复杂的物理化学变化A.B.C.D.2. 关于地壳中含量占第一位与第二位的元素之间形成的化合物，下列说法正确的是（ ）A.可溶于水，显酸性B.它的化学性质不活泼C.是酸性氧化物，不溶于任何酸D.它的熔沸点较低，物理性质类似于CO23. 能证明碳酸的酸性比硅酸强的事实是（ ）A. CO2溶于水生成碳酸，SiO2不溶于水也不能跟水直接反应生成硅酸B. 在高温条件下，SiO2和Na2CO3能发生反应：SiO2 + Na2CO高 Na2SiO3 + CO2 fC. SiO2熔点比CO2高D. CO2通入Na2SiO3稀溶液中，生成白色胶状沉淀，所生成的H2SiO3逐渐聚合而形成硅酸溶

12、胶4. 碳化硅（SiC）的一种具有类似金刚石的结构的晶体，其中碳原子和硅原子的位置是交错的，在下列 三种晶体金刚石晶体硅碳化硅中，熔点从高到低的顺序是（）A.B.C.D.6.下列盐溶液中，通入过量CO2，最后溶液中还有白色沉淀的是（）A. BaCl2B. Ca（ClO）2C. Ca（OH）2D. Na2SiO3提高训练10材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是（）材料主要化学成分A刚玉、金刚石三氧化二铝B大理石、石灰石碳酸钙C普通水泥、普通玻璃硅酸盐D沙子、石英二氧化硅11. 现有下列五个转化，其中不能通过一步反应实现的是（）SiO2-Na2SiO3；CuSO4CuCI2；SiO?-H2Si

13、O3；CuO-Cu（OH）2；Na2O2Na2SO4A. B.C.D.12. 下列离子方程式正确的是（）a.碳酸氢钙溶液中加盐酸：hco3-+h+=co2t+h2oB. 碳酸氢钙溶液中加足量的氢氧化钠溶液：Ca2+OH-+HCO3-=CaCO3；+H2OC. 稀硫酸和氢氧化钡溶液：Ba2+SO42-=BaSO4；D. 水玻璃中通入过量二氧化碳：SiO32-+CO2+2H2O=CO32-+H4SiO4；13. 若甲、丙为短周期主族元素组成的单质，乙、丁都是由两种元素组成的化合物，它们之间有如图 所示的转化关系，则满足条件的甲和丙可以为（）A.钠和氧气B.氯气和氧气C.碳和硅D.氯气和溴14. 烧

14、杯中放入固体物质X和液态物质Y，X不能溶解，当通入气体Z时发现X逐渐溶解，直到完全溶解，则 X、Y、Z 分别是（）A二氧化硅、氯化亚铁溶液、氯气B.大理石、水、三氧化硫气体C.氧化铝、水、氨气D.碳酸钡、碳酸氢钠溶液、二氧化氮气体15. 对于WA族元素，下列叙述中不正确的是（）A. SiO2和CO2中，Si和O, C和O之间都是共价键B. C、Si和Ge的最外层电子数都是4,次外层电子数都是8C. CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应D. 该族元素的主要化合价是+4和+216. （2011湖南长沙）酸根RO2-所含电子数比硝酸根NO-的电子数多8,则下列说法正确的是（）A. R和N为同族元素B. RO2-中 R的化合价与NO-中的N的化合价相等C. RO2-既能被氧化又能被还原D. R原子的电子层数比N的电子层数多117. 据报道，科学家通过对稻壳进行控制性焚烧热解，从中提取了一种叫做生物质纳米结构二氧化硅的超高活性材料，将少量的这种材料掺入混凝土中，即可轻易制备出超高