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1、第1讲碳、硅及无机非金属材料考点一碳、硅单质及其重要化合物的性质1C、Si单质的存在形态、物理性质及用途 (2)单质的结构、物理性质与用途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2.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。 (2)SiSi+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H23二氧化碳和二氧化硅的比较物质二氧化硅二氧化碳结构立体网状结构,不存在单
2、个分子存在单个CO2分子主要物理性质硬度大,熔、沸点高,常温下为固体,不溶于水熔、沸点低,常温下为气体,微溶于水化 学 性 质与水反应不反应CO2H2O=H2CO3与酸反应只与氢氟酸反应:SiO24HF=SiF42H2O不反应与碱反应SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)O2少量:CO22NaOH=Na2CO3H2O、CO2过量:CO2NaOH=NaHCO3与盐反应如与Na2CO3反应:SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2如与Na2SiO3反应:Na2SiO3H2OCO2(不足)=H2SiO3Na2CO3或Na2SiO32H2O2CO2(足量)=H2SiO32N
3、aHCO3与碱性氧化物反应如与CaO反应:SiO2CaOCaSiO3如与Na2O反应:Na2OCO2=Na2CO3用途光导纤维、光学仪器、电子部件制饮料、制碳酸盐4.硅酸和硅酸钠(1)硅酸硅酸不溶于水,其酸性比碳酸弱,硅酸不能(填“能”或“不能”)使紫色石蕊溶液变红色。硅酸不稳定,受热易分解:H2SiO3SiO2H2O。硅酸能与碱溶液反应,如 H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O。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)白色、可溶于水的粉末状固体,其水溶液俗称水玻璃,有黏性,水溶液显碱性。它能与酸性比硅酸强的酸反应,分别写出以下化学方
4、程式:与盐酸反应:Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3。与CO2水溶液反应:Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3。用途:黏合剂(矿物胶),耐火阻燃材料。1下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是()ACO2、SiO2分别是碳酸和硅酸的酸酐 BCO2和SiO2与水反应分别生成相应的酸CCO2是酸性氧化物,SiO2是两性氧化 DCO2和SiO2都是由相应的分子组成的2二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所表现的化学性质或作用进行判断,其中正确的是()SiO22NaOH=Na2SiO3H2O SiO22CS
5、i2COSiO24HF=SiF42H2O Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2 SiO23CSiC2COa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Aace Bbde Ccde Dab熟记硅及其化合物的特殊性质1硅单质的特殊性(1)Si的还原性大于C,但C却能在高温下还原出Si:SiO22CSi2CO;(2)非金属单质跟碱液作用一般无H2放出,但Si与碱液作用却放出H2:Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2;(3)非金属单质一般不
6、跟非氧化性酸作用,但Si能与HF作用:Si4HF=SiF42H2;(4)非金属单质大多为非导体,但Si为半导体。2含硅化合物的特殊性(1)SiO2是H2SiO3的酸酐,但它不溶于水,不能直接与水作用制备H2SiO3;(2)酸性氧化物一般不与酸作用,但SiO2能跟HF作用:SiO24HF=SiF42H2O;(3)无机酸一般易溶于水,但H2SiO3难溶于水;(4)因H2CO3的酸性大于H2SiO3,所以在Na2SiO3溶液中通入CO2能发生下列反应:Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3,但在高温下SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2也能发生。3标准状况下,将3.36 L CO2
7、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)()A11 B12 C21 D13考点二硅酸盐及无机非金属材料1硅酸盐2无机非金属材料(1)传统无机非金属材料,如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。常见硅酸盐材料比较水泥玻璃陶瓷生产原料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英黏土主要设备水泥回转窑玻璃熔窑陶瓷窑玻璃生产中的两个重要反应:Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2;CaCO3SiO2CaSiO3CO2。(2)新型无机非金属材料,如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。1下列关于硅单质及其化合物的说法正确
8、的是()水玻璃是一种矿物胶,既不易燃烧也不受腐蚀 水泥、玻璃、沙子都是硅酸盐制品高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料A B C D2硅是构成无机非金属材料的一种主要元素,下列有关硅的化合物的叙述错误的是()A氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料,其化学式为Si3N4B碳化硅(SiC)的硬度大,熔点高,可用于制作高温结构陶瓷和轴承C光导纤维是一种新型无机非金属材料,其主要成分为SiO2D二氧化硅为立体网状结构,其晶体中硅原子和硅氧单键个数之比为123青石棉是一种致癌物质,是鹿特丹公约中受限制的46种化学品之一,其化学式为Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝
9、酸溶液处理时,还原产物只有NO,下列说法不正确的是()A青石棉是一种硅酸盐材料 B青石棉中含有一定量的石英晶体C青石棉的化学组成可表示为Na2O3FeOFe2O38SiO2H2O D1 mol青石棉能使1 mol HNO3被还原考点三碳、硅转化关系的应用1碳及其化合物的转化关系图2硅及其化合物的转化关系图1已知甲、乙、丙、X是4种中学化学中常见的物质,其转化关系符合下图。则甲和X(要求甲和X能互换)不可能是()AC和O2 BCO2和NaOH溶液CCl2和Fe DAlCl3溶液和NaOH溶液2如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程,下列说法正确的是()ASiO2属于两性氧化物 B盛放Na2CO
10、3溶液的试剂瓶能用玻璃塞C硅胶吸水后可重复再生 D图中所示转化反应都是氧化还原反应探究高考明确考向1高考选项正误判断,正确的打“”,错误的打“”(1)Si和SiO2都用于制造光导纤维() (2)硅胶可作袋装食品的干燥剂() (3)SiO2既能与KOH溶液反应又能与浓盐酸反应() (4)SiO2、NaOH、HF三者两两均能反应() (5)合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料() (7)SiO2可与HF反应,因而氢氟酸不能保存在玻璃瓶中() (8)高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅() (9)硅酸钠溶液应保存在带玻璃塞的试剂瓶中() (10)水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂()练出高分1下列关于C
11、、Si两种非金属元素的说法中,正确的是()A两者结合形成的化合物是共价化合物 B在自然界中都能以游离态存在C氢化物的热稳定性比较:CH4SiH4 D最高价氧化物都能与水反应生成相应的酸2下列说法中,不正确的是()ASiO2是酸性氧化物,但不与水反应 B泡花碱属于盐类C明矾和漂白粉均可用于自来水的杀菌、消毒 D玻璃和陶瓷都属于传统硅酸盐材料3下列叙述正确的是()A利用高纯硅可以制成光电池,将光能直接转化为电能 BCO、CO2均易与血红蛋白结合而中毒C在SiO2制备高纯硅的过程中只涉及置换反应 DSiO2和H2O反应可直接制备H2SiO34常温下,下列不发生反应的一组物质是()硅与NaOH溶液 硅
12、与盐酸 硅与氢氟酸 二氧化硅与碳酸钠二氧化硅与NaOH溶液 二氧化硅与浓硝酸A B C D5下列叙述正确的是()A高温下二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳,说明硅酸(H2SiO3)的酸性比碳酸强B陶瓷、玻璃、水泥容器都能贮存氢氟酸 C石灰抹墙、水泥砌墙的硬化过程原理相同D玻璃窑中出来的气体的主要成分是二氧化碳6下列离子方程式不正确的是()A石英与烧碱反应:SiO22OH=SiOH2O B硅与烧碱反应:Si2OH=SiOH2C硅酸钠溶液中通入少量CO2:SiOCO2H2O=COH2SiO3D往水玻璃中加入盐酸:2HSiO=H2SiO38如图所示物质的转化关系中,A是一种固体单质,E是一种白色沉淀。请回答下列问题:(1)B的化学式是_,目前B已被用作_的主要原料。(2)B和a溶液反应的离子方程式是 . (3)A和a溶液反应的离子方程式是 . (4)C和过量的盐酸反应的离子方程式是 .