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第 7 章 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,考法1 碳及其化合物知识综合应用 考法2 硅及其化合物与其他无机物知识综合应用 考法3 CO2与NaOH、SiO2与C等反应产物的确定,考点19 碳、硅及其化合物,(1)碳、硅的主要单质的物理性质及用途,1.碳、硅单质,(2)碳、硅单质的化学性质,1.碳、硅单质,(3)硅的工业制法,1.碳、硅单质,2二氧化硅和二氧化碳的比较,(1)硅酸 硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱，硅酸不能使紫色石蕊溶液变红色。 硅酸不稳定，受热易分解：H2SiO3 SiO2H2O 硅酸能与碱溶液反应。 硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶常用作干燥剂。,3硅酸及硅酸盐,(2)硅酸盐 硅酸钠(Na2SiO3) 白色、可溶于水的粉末状固体，俗称水玻璃，有黏性，显碱性；能与盐酸、CO2水溶液反应。可用作黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。 硅酸盐表示方法 硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式表示它们的组成，如钾云母(KH2Al3Si3O12)写成K2O3Al2O36SiO22H2O。,3硅酸及硅酸盐,1在高温下进行的反应不能作为判断还原性强弱的依据 如反应 不能说明单质C的还原性比单质Si强。 常温下自发进行的反应，才可以作为判断还原性强弱的依据。,考法1 碳及其化合物知识综合应用,2CO、CO2气体的除杂方法 (1)CO中混有CO2，通过盛有NaOH的洗气瓶，然后再干燥。 (2)CO2中混有CO，通过盛有灼热CuO的硬质玻璃管。 (3)CO2中混有SO2、HCl，通过盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶，然后干燥气体。,(1)Si的还原性大于C，但C却能在高温下置换出Si： SiO22C Si2CO (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)非金属单质大多不导电，但Si为半导体。,考法2硅及其化合物与其他无机物知识综合应用,1硅单质的特殊性,(1)SiO2不能直接与水作用制备H2SiO3。 (2) SiO2能跟HF作用：SiO24HF=SiF42H2O。 (3) H2SiO3难溶于水。 (4) 在高温下能发生反： 。 (5)金刚砂、氮化硅属于原子晶体， 性质很稳定，但： SiC4HF(酸)= SiF4CH4 Si3N416HF(酸)= 3SiF44NH4F,二氧化硅纳米线,考法2硅及其化合物与其他无机物知识综合,2含硅化合物的特殊性,1CO2与强碱溶液反应的计算,考法3CO2与NaOH、SiO2与C等反应产物的确定,SiO2与C的反应也与n(SiO2)与n(C)的比值有关，见下表。,考法3CO2与NaOH、SiO2与C等反应后产物的确定,2SiO2与C反应的产物的确定及计算,下列叙述错误的是( ) A.HF与SiO2反应，氢氟酸可以在玻璃器皿上刻蚀标记课标理综20167D B.石英砂可用于生产单晶硅海南化学20164C C.干冰和石英晶体中的化学键类型相同，熔化时需克服微粒间的作用力类型也相同浙江选考化学2017年4月20A D.硅胶可用作食品干燥剂课标理综20157A,【解析】 HF与SiO2能够发生反应：SiO2+4HF=SiF4+2H2O,氢氟酸可以用于刻蚀玻璃,A正确；石英砂的主要成分为SiO2,可用碳还原得到粗硅,经提纯得到单晶硅,B正确；干冰是分子晶体，熔化时需要克服分子间作用力，石英是原子晶体，熔化时需要克服共价键，C错误；硅胶无毒、有强吸水性，可以作食品干燥剂，D正确。,C,例1,上海化学201651 CO2是重要的化工原料,也是应用广泛的化学产品。 某H2中含2.40 mol CO2,将该混合气体通入2.00 L NaOH溶液中,CO2被完全吸收。如果NaOH完全反应,则该NaOH溶液的浓度为_。,【解析】一定量的CO2与一定量的NaOH 溶液完全反应,生成物可能有三种情况：Na2CO3；NaHCO3；Na2CO3和NaHCO3的混合物。利用极值法进行计算：假设只生成NaHCO3，则根据CO2+NaOHNaHCO3可得n(NaOH)= n(CO2) =2.40 mol,则c(NaOH)= =1.20 molL-1；假设只生成Na2CO3，根据CO2+2NaOH Na2CO3 +H2O可得n(NaOH)= 2n(CO2)=4.80 mol,则c(NaOH)= =2.40 molL-1；综上可知,NaOH溶液的浓度应该为1.20 molL-1 c(NaOH) 2.40 molL-1。,答案： 1.20 molL-1 c(NaOH) 2.40 molL-1。,例2,海南化学201514，8分 单质Z是一种常见的半导体材料，可由X通过如图所示的路线制备。其中X为Z的氧化物，Y为氢化物，分子结构与甲烷相似。回答下列问题： (1)能与X发生化学反应的酸是_；由X制备Mg2Z的化学方程式为_。 (2)由Mg2Z生成Y的化学方程式为_，Y分子的电子式为_。 (3)Z、X中共价键的类型分别是_ 、 _ 。,例3,【解析】 (1)根据题中信息可确定单质Z为Si，其氧化物X的化学式为SiO2，能与SiO2反应的酸只有氢氟酸；由SiO2制备Mg2Si的化学方程式为 (2)Y为SiH4，结合图示可写出Mg2Si与盐酸反应的化学方程式：Mg2Si+4HCl2MgCl2+SiH4;C、Si为同主族元素，根据CH4的电子式可写出SiH4的电子式。 (3)单质Si中只有SiSi非极性共价键，SiO2中只有SiO极性共价键。,(1)氢氟酸 (2) Mg2Si+4HClSiH4+ 2MgCl2 (3)非极性(共价)键极性(共价)键,例3,考法4 无机非金属材料的性质与用途,考点20 无机非金属材料,1传统无机非金属材料,(1)特性 耐高温、强度大(弥补了传统材料质脆的缺点)； 有电学特性； 有光学特性； 有生物功能。,2新型无机非金属材料,(2)常见的无机非金属材料 高温结构陶瓷 氧化铝陶瓷(人造刚玉)、 氮化硅(Si3N4)陶瓷 光导纤维(光纤),1凡无固定熔点的物质，都是混合物。 2硅酸盐产品具有硅及其化合物的性质，此类产品要合理使用。使用时要注意以下几点： (1)玻璃仪器 常温下，可用玻璃仪器盛装碱性物质，但瓶塞 要用橡胶塞。 (2)石英坩埚、瓷坩埚(都属于陶瓷类产品) 加热碱性固体，通常不用瓷坩埚或石英坩埚，而是用Fe坩埚或石墨坩埚。,考法4无机非金属材料的性质与用途,二氧化硅气凝胶,安徽合肥2016第一次质检硅及其化合物是带来人类文明的重要物质。下列说法正确的是（） A陶瓷、水晶、水泥、玻璃都属于硅酸盐产品 B水玻璃是纯净物，可用于生产黏合剂和防火剂 C某硅酸盐的化学式为KAlSi3O8，可用K2OAl2O36SiO2表示 D高纯硅可用于制造光导纤维，高纯二氧化硅可用于制造太阳能电池,例4,【解析】水晶的主要成分为SiO2，不属于硅酸盐产品，A错误；水玻璃是Na2SiO3的水溶液，属于混合物，B错误；用于制造光导纤维的是二氧化硅，用于制造太阳能电池的是高纯硅，D错误。 【点拨】硅酸盐改写成氧化物形式的方法：氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水；氧化物前计量数的配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置计量数，且不同氧化物间以“”隔开；当计量数配置出现分数时应化为整数，如正长石KAlSi3O8不能写成K2OAl2O33SiO2，应写成K2OAl2O36SiO2。,C,例4,后续更加精彩,
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