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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,*,碳硅及无机非金属材料,碳硅及无机非金属材料,组织建立,第,15,讲 碳硅及无机非金属材料,化学 2021年高考一轮复习,考试说明,1.,了解,C,、,Si,元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及应用。,2.,了解,C,、,Si,元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。,考点一碳、硅单质及氧化物,考点二硅酸盐及无机非金属材料,专题三CO2与盐或碱溶液反响产物的判断,考点一碳、硅单质及氧化物,、,Si,单质的存在形态、物理性质及用途,(1),自然界中的碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素因有亲氧性，所以仅有化合态。碳单质主要有金刚石、石墨、,C,60,等同素异形体，硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类。,知识梳理,(2)单质的构造、物理性质与用途比较,空间网状,空间,网状,软,高,石墨,半导体,2.碳、硅单质的化学性质复原性,碳、硅的最外层都是 个电子，位于元素周期表的第 族，不容易失也不容易得电子，通常化学性质稳定，但在一定条件下也能与许多物质发生化学反响，一般表现为复原性(如图)。,4,A,(1)碳的复原性,碳有重要的用途，除了在氧气中燃烧利用其热能外，还能用于金属冶炼(如铜)、制取粗硅、生产水煤气等，完成以下图转化关系中的化学方程式。, ；, ；, ；, 。,碳的复原性还表现为可将强氧化性的浓硫酸、浓硝酸分别复原为 和,，本身被氧化为 。,SO,2,NO,2,CO,2,(2)硅的化学性质不活泼，在常温下只能与氟气(F2)、_、_反响，不能与氢气、氧气、氯气、 、 反响，加热时能与氧气、氯气反响。,完成右图转化关系中的化学方程式。, ；, ；, 。,Si,2NaOH,H,2,O=Na,2,SiO,3,2H,2,氢氟酸,(HF),强碱,硫酸,硝酸,Si,2F,2,=SiF,4,立体网状,高,SiO,2,4HF=SiF,4,2H,2,O,SiO,2,2NaOH=,Na,2,SiO,3,H,2,O,橡胶,CO,2,2NaOH=Na,2,CO,3,H,2,O,CO,2,NaOH=NaHCO,3,SiO,2,Na,2,CO,3,Na,2,SiO,3,CO,2,Na,2,SiO,3,H,2,O,CO2(缺乏)=H2SiO3Na2CO3,CO,2,=Na,2,CO,3,SiO,2,CaO,CaSiO,3,Na,2,O,例1.正误判断，正确的打“，错误的打“,(1)12C、13C、14C是碳的三种同素异形体( ),(2)硅在自然界中只以化合态的形式存在( ),(3)晶体硅熔点高硬度大，故可用于制作半导体材料( ),(4)Si和SiO2都可用于制造光导纤维( ),(5)非金属性：CSi，那么热稳定性：CH4SiH4( ),(6)SiO2是酸性氧化物，可溶于强碱(NaOH)，不溶于任何酸( ),例,2.,从元素周期表的位置看，碳和硅均为,A,族元素，自然界中有碳的多种单质存在，自然界中有硅的单质吗？为什么？,没有，因为硅有很强的亲氧性，在地壳形成时硅与氧易结合，难别离，因而硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐的形式存在。,例3.写出除去以下气体中混有的杂质(括号内为杂质)可采取的方法：,(1)CO(CO2)：_。,(2)CO2(CO)：_。,(3)CO2(HCl)：_。,通过盛有浓,NaOH,溶液的洗气瓶,通过盛放灼热,CuO,的硬质玻璃管,通过盛有饱和,NaHCO,3,溶液的洗气瓶,例4.写出除去以下固体粉末中混有杂质(括号内为杂质)可采取的方法，写出有关反响的方程式。,(1)CaCO3(SiO2)_。,可根据,SiO,2,可溶于,NaOH,溶液除去。,在固体混合物中参加足量氢氧化钠溶液，充分反响后，过滤、洗涤。SiO22NaOH=Na2SiO3H2O,(2)SiO,2,(CaCO,3,)_,。,可根据,CaCO,3,可溶于盐酸除去。,在固体混合物中参加足量稀盐酸，充分反响后，过滤、洗涤。CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O,(3)SiO,2,(NH,4,Cl)_,_,_,。,可根据,NH,4,Cl,的热稳定性，或,NH,4,Cl,易溶于水的性质除去。,方法一：在固体中参加适量水溶解、过滤。,方法二：将固体混合物在坩埚中充分灼烧，除去NH4Cl。,NH4Cl NH3HCl,归纳总结,熟记硅及其化合物的特殊性质,(1)硅单质的特殊性,Si的复原性大于C，但C却能在高温下复原出Si：SiO22C Si2CO；,非金属单质一般不跟非氧化性酸反响，但Si能与HF反响：Si4HF=SiF42H2；,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,SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接与水作用制备H2SiO3；,酸性氧化物一般不与酸反响，但SiO2能跟HF反响：SiO24HF= SiF42H2O；,无机酸一般易溶于水，但H2SiO3难溶于水；,因H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以在Na2SiO3溶液中通入少量CO2能发生以下反响：Na2SiO3CO2H2O = H2SiO3Na2CO3，但在高温下,SiO2Na2CO3 Na2SiO3CO2也能发生。,反思归纳,在设计制备纯硅的实验题中，常遇到的知识点有：,(1)高温下用碳复原二氧化硅制得粗硅：,SiO22C Si(粗)2CO,(2)粗硅与枯燥HCl气体反响制得SiHCl3：,Si3HCl SiHCl3H2,(3)粗硅与枯燥Cl2反响制得SiCl4：,Si(粗)2Cl2 SiCl4,(4)SiHCl3与过量H2在高温下反响制得纯硅：,SiHCl3H2 Si(纯)3HCl,(5)SiCl4与过量H2在高温下反响制得纯硅：,SiCl42H2 Si(纯)4HCl,(6)SiO22Mg 2MgOSi,(7)SiHCl3、SiCl4能与水发生反响：,SiHCl33H2O=H2SiO33HClH2SiCl43H2O=H2SiO34HCl,(8)SiH4在空气中易自燃：SiH42O2=SiO22H2O,考点二硅酸盐及无机非金属材料,(1)硅酸,硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱，硅酸 (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： 。,硅酸能与碱溶液反响，如与NaOH溶液反响的化学方程式为_,。,硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能力强，常用作枯燥剂。,不能,H,2,SiO,3,SiO,2,H,2,O,H,2,SiO,3,2NaOH=Na,2,SiO,3,2H,2,O,(2)硅酸钠(Na2SiO3),白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称 ，有黏性，水溶液显碱性。,它能与酸性比硅酸强的酸反响，分别写出以下化学方程式：,与盐酸反响： 。,与CO2水溶液反响： 。,用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。,Na,2,SiO,3,CO,2,H,2,O=H,2,SiO,3,Na,2,CO,3,水玻璃,Na,2,SiO,3,2HCl=2NaCl,H,2,SiO,3,(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,玻璃生产中的两个重要反响：Na2CO3SiO2 ；,CaCO3SiO2 。,(2)新型无机非金属材料，如高温构造陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。,CaSiO,3,CO,2,Na,2,SiO,3,CO,2,例1.正误判断，正确的打“，错误的打“,(1)玻璃是一种晶体，有较高的熔点( ),(2)水玻璃是一种特殊的玻璃，泡花碱属于碱( ),(3)传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料( ),(4)光导纤维、碳纳米管、氮化硅构造陶瓷等都是新型无机非金属材料( ),(5)高温构造材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点( ),(6)普通玻璃、石英玻璃、水泥、玛瑙都属于硅酸盐产品( ),例2.玻璃生产中的两个重要反响：Na2CO3SiO2 Na2SiO3CO2；,CaCO3SiO2 CaSiO3CO2。由上述两个反响能说明H2SiO3的酸性比碳酸强吗？为什么？,不能；此反响中生成的CO2气体脱离反响体系有利于反响向右进展，与其氧化物对应酸的强弱无关；强酸制弱酸的规律一般适用于在溶液中发生的反响。,例,3.,实验室中要熔化烧碱固体，现有三种坩埚：石英坩埚、陶瓷坩埚、铁坩埚。你认为选哪一种？简述选择的依据。,选择铁坩埚。依据：铁不与烧碱反响，而石英坩埚、陶瓷坩埚中都含有SiO2，能与NaOH反响使得坩埚受损。,方法技巧,硅酸盐改写成氧化物形式的方法,(1)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，不同氧化物间以“隔开。,(2)各元素的化合价保持不变，且满足化合价代数和为零，各元素原子个数比符合原来的组成。,(3)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,，应写成K2OAl2O36SiO2。,考点三 CO2与盐或碱溶液反响产物的判断,一般从强酸制弱酸的角度去分析。由于碳酸比硅酸、次氯酸、苯酚、Al(OH)3(偏铝酸)的酸性强，能用CO2制取上述弱酸，常涉及的变化如下：,CO,2,CO,2,Na,2,SiO,3,H,2,O=Na,2,CO,3,H,2,SiO,3,(,或,CO,2,Na,2,SiO,3,2H,2,O=H,4,SiO,4,Na,2,CO,3,),CO2Ca(ClO)2H2O=CaCO32HClO,CO2 ONaH2O OHNaHCO3,CO2(过量)NaAlO22H2O=Al(OH)3NaHCO3,CO2(少量)2NaAlO23H2O=2Al(OH)3Na2CO3,(1)CO2与单一组分反响(如CO2通入NaOH溶液)产物的分析,反响原理,反响后溶质成分的判断,用数轴来表示,(2)CO2与多组分如CO2通入NaOH、Ca(OH)2的混合溶液，反响的顺序是,Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O,2NaOHCO2=Na2CO3H2O,Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3,CaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2,例1.正误判断，正确的打“，错误的打“。,(1)向C6H5ONa溶液中通入CO2气体，溶液变浑浊( ),解析生成苯酚浊液。,(2)向Na2SiO3溶液中通入CO2，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊消失( ),解析H2SiO3不溶于CO2。,(3)向Ca(ClO)2溶液中通入CO2气体，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊消失( ),解析开场生成CaCO3沉淀，CO2过量时，CaCO3又与CO2、H2O反响生成Ca(HCO3)2。,(4)向CaCl2溶液中通入CO2，无明显现象，假设先通入NH3再通CO2，溶液会变浑浊( ),解析CO2在CaCl2溶液中的溶解度小，产生的 很小，QcKsp，因而不会产生沉淀，CO2在氨水碱性溶液中溶解度大，产生 浓度大，因而能产生CaCO3沉淀。,(5)向饱和Na2CO3溶液中通入过量的CO2气体，有晶体析出( ),解析NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小。,(6)向NaAlO2溶液中通入CO2气体，一开场有白色沉淀生成，CO2过量，沉淀溶解( ),解析Al(OH)3不能溶于H2CO3。,(7)向饱和NaCl的氨溶液中通入过量CO2气体，有晶体析出( ),解析会析出NaHCO3晶体。,助你进步,.,
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