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学案11 硅及其化合物,判断下列说法的正确与否，在正确的后面画“”，在错误的后面画“”。 1.金刚石、石墨和C60互为同分异构体( ) 2.因石墨具有导电性，可用石墨炸弹破坏输电线、电厂设备( ) 3.C60的摩尔质量是720 ( ) 4.因碳原子最外层有4个电子，故碳的化合物多为共价化合物( ) 5.碳元素是形成化合物种类最多的元素( ) 6.C、CO主要体现还原性( ) 7.在点燃的条件下，C可以还原氧化镁生成镁和二氧化碳 ( ),8.硅的晶体结构与金刚石相似( ) 9.硅是地壳中含量最多的非金属，其单质是灰黑色，有金属光泽的固体 ( ) 10.硅的导电性介于金属与绝缘体之间，是良好的半导体材料( ) 11.硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应 ( ) 12.二氧化碳通入硅酸钠溶液中有沉淀生成，证明碳酸的酸性强于硅酸 ( ) 13.SiO2既能与酸反应又能与碱反应，所以它是一种两性氧化物( ) 14.石英玻璃属于硅酸盐产品( ) 15.硅酸盐可以写成氧化物的形式，因此硅酸盐实际上是以氧化物的形式存在的 ( ),考点1 碳、硅元素的存在及单质的性质和用途 *自主梳理*,1.存在形态及常见单质 自然界中碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素因有亲氧性，所以仅有态。碳单质主要有金刚石、石墨等同素异形体，硅单质主要有 和 两大类。,化合,晶体硅,无定形硅,2.单质的结构、物理性质与用途比较,空间网状,软,高,石墨,半导体,3.主要化学性质 碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。,2C+SiO2= Si+2CO,高温,Si+O2=SiO2,2.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；（2）非金属单质与强碱反应一般无氢气放出，但硅与强碱溶液反应生成氢气；（3）非金属单质一般不与弱酸反应，但硅可以与氢氟酸反应；（4）非金属单质一般为非导体，但硅是良好的半导体；（5）硅是非金属单质，但有金属光泽。,【例1】关于硅，下列说法中不正确的是 ( ) A.硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体 B.硅的导电性介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料 C.硅化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应 D.加热到一定温度时，硅能够与氧气、氯气等非金属单质反应,解析：硅虽然不活泼，但在一定条件下，与氧气、氯气反应，常温下与氢氟酸和强碱溶液反应。,C,解析：非金属性强，最高价含氧酸的酸性强，酸性较强的置换酸性较弱的，正确；非金属性强，氢化物的稳定性强，正确。,A,考点2 碳、硅的氧化物和硅酸盐 *自主梳理*,1.二氧化硅 （1）结构 二氧化硅晶体为空间网状结构，每个Si原子周围有个氧原子，每个氧原子周围有2个硅原子，二氧化硅晶体熔点高，硬度大。,4,SiO2+CaO=CaSiO3,高温,两,碳酸,Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3,催化剂,3.硅酸盐 （1）硅酸盐：是由 元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。 （2）硅酸钠：硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。 （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表示硅酸盐的组成：如硅酸钠（Na2SiO3）可表示为Na2OSiO2，长石（KAlSi3O8）可表示为：。 硅酸盐的用途 土壤保肥土壤胶粒带电，能吸附NH+4、K+等。 硅酸盐产品陶瓷、玻璃、水泥等无机非金属材料。硅酸盐制品性质稳定，耐压强度高，硬度大、熔点高，大都难溶于水。,硅、氧和金属,K2OAl2O36SiO2,负,4.无机非金属材料 （1）硅酸盐材料,（2）特殊功能的含硅物质 碳化硅具有金刚石结构，可用作磨料。 含硅元素4%的硅钢具有性。 硅橡胶具有既耐高温又耐低温的性质。,黏土、石灰石,纯碱、石灰石、 石黄,导磁,5.（1）实验室制取二氧化碳的化学方程式是 ，固态二氧化碳俗称 ，列举其一种重要的用途 。 （2）二氧化碳不支持燃烧对吗?用化学方程式列举一个例子：。 （3）检验CO2-3的方法是。 某溶液中加入盐酸，产生使澄清石灰水变浑浊的气体，一定含有HCO-3对吗？说出你的观点,CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O,干冰,制冷剂或制尿素,不对，Mg+CO2=2MgO+C,点燃,取溶液少许， 加入BaCl2溶液产,生白色沉淀，过滤向沉淀中加入盐酸， 沉淀溶解， 生成使澄清石 灰水变浑浊的无色无味的气体,不一定。可能含有CO2-3或SO2-3、 HSO-3等,1.CO2与SiO2 的性质比较,2.二氧化硅及其化合物的特性 (1)SiO2是酸性氧化物，不溶于水，能与弱酸(氢氟酸)反应 (2)硅酸不溶于水，却能溶于弱酸（氢氟酸）中 （3）碳酸酸性大于硅酸，但高温下SiO2与Na2CO3反应生成CO2 (4)碳和硅虽然同一主族，但SiO2和CO2的结构不同，化学性质相似，物理性质不同。 （4）Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，但与玻璃的成分不同 （5）石英玻璃、有机玻璃与普通玻璃的成分不同,【例2】下列说法正确的是 （ ） 二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟碱反应，但不能与任何酸反应 根据反应SiO2CaCO3=CaSiO3CO2可推知硅酸酸性比碳酸强 二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以制得硅酸 二氧化硅常被用来制造光导纤维 A. B. C. D.,C,解析：SiO2可与HF反应，反应是由于CO2在高温下逸出反应体系，并不能说明硅酸酸性比碳酸酸性强。 【备考指南】本部分知识较简单，高考命题主要考查一些特性。硅及其化合物的特殊性质要熟练掌握。,高温,2.下列有关二氧化硅的叙述正确的是 ( ) A.二氧化硅是由二氧化硅分子组成的，它的熔点高，硬度大 B.二氧化硅用于制造晶体管、集成电路 C.二氧化硅可用于制造石英钟的压电材料和光导纤维 D.二氧化硅是硅酸的酸酐，它不溶于任何酸,解析：A错，二氧化硅由原子组成；B错，硅单质用于制造晶体管和集成电路；D错，二氧化硅可溶于氢氟酸。,C,【例3】用四种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是( ),B,解析：Al（OH）3不溶于弱酸、弱碱中，NaAlO2溶液中通入过量CO2，沉淀不溶解。 【备考指南】 CO2与盐溶液或碱溶液反应时，CO2足量生成HCO-3，少量生成CO2-3，但CO2通入 溶液中只生成HCO-3。,3.可以肯定溶液中存在大量CO2-3的理由是 （ ） A.加入AgNO3溶液，产生大量白色沉淀 B.加入酸有无色无味气体产生 C.加入BaCl2溶液时有白色沉淀产生，再加稀盐酸沉淀溶解， 产生可以使澄清石灰水变浑浊的无色无味的气体 D.加入Ba（OH）2溶液有白色沉淀产生，再加稀盐酸，反应 现象如C所述,解析：A错，可能有Cl-；B错，可能有HCO-3；D错，可能有HCO-3。 CO2-3和HCO-3的区别为CO2-3与Ca2+、Ba2+生成白色沉淀，而HCO-3与Ca2+、Ba2+不反应，但均与Ca（OH）2反应生成白色沉淀。,C,(1)用碳还原二氧化硅制取的SiC中含有Si和SiO2，现将20.0 g SiC粗产品加入到过量的NaOH溶液中，充分反应后收集到0.1 mol气体，过滤得到SiC固体11.4 g，滤液稀释到1 L，生成氢气的离子方程式是 ，硅酸盐的物质的量浓度是 。 (2)Na2SiO3的溶液与SO3反应可用于推断Si和S的非金属性强弱是否正确？,解析：由H2的物质的量计算Si的物质的量为0.05 mol，SiC的质量为11.4 g因此SiO2的质量为7.2 g,由此计算生成的Na2SiO3的物质的量。,Si2OH-H2O=SiO2-32H2,0.17 molL-1,正确,【备考指南】 1.新课标高考对硅单质的要求较低，主要考查硅的制取和用途，对于硅的化学性质做一般的了解即可。 2.SiO2和硅酸盐部分的考查有常规和反常规的考查，常规的考查主要结合基本概念和理论、实验考查，例如涉及本部分SiO2与碱液反应，Na2SiO3的水溶液与酸、CO2反应的离子方程式；涉及本部分物质之间的转化关系的无机框图推断题；有关含硅物质的制备，如SiCl4的制备等，有关试剂的保存，如氢氟酸用塑料瓶盛，碱性溶液不用磨口玻璃塞；反常规考查主要考查本部分一些物质性质的特殊性，如二氧化硅是酸酐，不与水反应，不与强酸反应，但与弱酸（HF）反应等。,1.下列各组物质中，满足图2-11-1物质一步转化关系的选项是 ( ),图2-11-1,C,解析：,2.开发新材料是现代科技发展的方向之一。下列有关材料的说法正确的是 ( ) 硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品 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 氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料 C60与金刚石互为同分异构体 A. B. C. D.,解析：水晶的成分为二氧化硅,错;制作光导纤维的原料为二氧化硅,错;与金刚石互为同素异形体,错。,C,3.半导体工业中有一句行话:“从沙滩到用户”,即由SiO2制取Si。制取过程中不涉及的化学反应是 ( ),解析：沙子的主要成分为SiO2，由SiO2制得粗硅,再由粗硅制得单晶硅依次发生A、C、D选项所表示的化学反应。,B,4.下列反应不产生温室气体的是 ( ) A.用纯碱制玻璃 B.用煤炭作燃料 C.用铁矿石炼铁 D.用氨制碳酸铵,D,5.将足量CO2气体通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后所得的固体物质是 ( ) A.Na2SiO3 B.Na2CO3、Na2SiO3 C.Na2CO3、SiO2 DSiO2,A,解析：二氧化硅可与氢氧化钠直接反应生成硅酸钠；碳酸钠可与二氧化硅在高温下反应生成硅酸钠；硅酸可直接加热分解生成二氧化硅，故只有符合题意。,B,(2)若n1/2，充分反应后，反应器中的固体物质是，气体产物是。 (3)若n1，充分反应后，反应器中的固体物质是，气体产物是。 (4)若反应的气体产物是混合物，n的取值范围是。 (5)若反应的气体产物是混合物，且混合物中CO和CO2的物质的量相等，则n的值为。,2/3,C+CO2=2CO,高温,FeO、Fe,CO2,C、Fe,CO,1/2n1,8.、代表单质或化合物，它们之间的相互转化关系如图2-11-2所示。为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似。,图2-11-2,请填空： （1）形成单质的原子的结构示意图为，它的最高化合价为价。 （）的化学式（分子式）为，B中含有的化学键类型为 。和碳反应生成和的化学方程式是 。 （）的化学式（分子式）为，的化学式（分子式）为。,解析：由“A为地壳中含量仅次于氧的非金属单质，晶体结构与金刚石相似”推知A为Si，根据B加碳高温A+E，B加氧化钙高温C，B加氢氧化钙D+H2O，不难推知B为SiO2，C为CaSiO3，D为Na2SiO3。,+4,SiO2,共价键（或极性共价键）,SiO2+2C=Si+2CO,高温,CaSiO3,Na2SiO3,
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