基礎課時1碳 硅及其重要化合物 1 了解碳元素 硅元素的單質的主要性質及應用 2 了解碳元素 硅元素的重要化合物的主要性質及應用 3 了解碳元素 硅元素的單質及其重要化合物對環(huán)境質量的影響 最新考綱 考點一碳 硅及其氧化物的性質 1 碳 硅元素的存在形態(tài) 知識梳理 固考基 1 碳元素在自然界中既有 態(tài)又有 態(tài) 碳的同素異形體有 無定形碳 等 2 硅元素在地殼中的含量占第二位 僅次于 元素 全部以 態(tài)存在 是一種親 元素 單質硅有 和 兩種 游離 化合 金剛石 石墨 C60 氧 化合 氧 晶體 無定形 2 碳 硅單質的結構 物理性質與用途的比較 空間網狀 層狀 金剛石 空間網狀 大 軟 灰黑 大 高 電極 半導體 提醒 碳單質的結構不同導致物理性質不同 但化學性質相似 12C 13C 14C是碳的三種同位素而非同素異形體 同素異形體之間的轉化為化學變化 但不是氧化還原反應 3 碳 硅單質的化學性質 1 碳的化學性質 2 硅的化學性質及制取 與氫氟酸反應 與NaOH溶液反應 Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2 與O2反應 工業(yè)制法 用焦炭和二氧化硅在電爐中反應得到粗硅 反應的化學方程式為 Si 4HF SiF4 2H2 4 二氧化碳和二氧化硅的比較 空間立體網狀 大 高 固 低 CO2 H2OH2CO3 SiO2 4HF SiF4 2H2O SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O CO2 2NaOH Na2CO3 H2O CO2 NaOH NaHCO3 SiO2 Na2SiO3 CO2 Na2SiO3 H2O CO2 不足 H2SiO3 Na2CO3 CaSiO3 Na2O CO2 Na2CO3 1 RJ必修1 P8110改編 下列關于碳 硅的敘述正確的是 A 碳 硅都是 A族元素 它們在自然界中都以化合態(tài)形式存在B 二氧化碳 二氧化硅的物理性質相似C 二氧化碳 二氧化硅都是酸性氧化物 能與NaOH溶液反應生成相應的鹽D 高純度的二氧化硅用于制造半導體材料答案C 2 LK必修1 P714改編 用墨書寫的字畫可以久不變色 說明碳單質在常溫下性質穩(wěn)定 工業(yè)上利用高溫下焦炭與水蒸氣反應制取水煤氣 化學方程式為 說明碳單質高溫下具有較強的 還原性 題組一碳 硅單質的性質1 下列說法正確的是 題組精練 提考能 A 焦炭具有還原性 高溫下能將二氧化硅還原為硅B 晶體硅用于制作半導體材料是因其熔點高 硬度大C 硅主要以單質 氧化物 硅酸鹽的形式存在于自然界中D 高純硅可以制作太陽能電池 其工作原理與原電池相同 A 2 下列關于碳和硅的敘述中 正確的是 A 其氧化物都能與NaOH溶液反應B 其單質在加熱時都能跟O2反應C 其氧化物都能溶于水生成相應的酸D 碳和硅兩種元素共有兩種單質解析CO不溶于水 不能生成相應的酸 也不能與NaOH溶液反應 SiO2不溶于水 也不能生成相應的酸 碳有金剛石 石墨 C60等同素異形體 硅有晶體硅和無定形硅等 所以兩種元素共有多種單質 答案B 練后歸納 非金屬單質硅的特殊性 題組二性質迥異的氧化物 CO2 SiO2 3 2015 陜西質檢 下列關于SiO2和CO2的敘述中不正確的是 A 都是共價化合物B SiO2可用于制光導纖維 干冰可用于人工降雨C 都能溶于水且與水反應生成相應的酸D 都是酸性氧化物 都能與強堿溶液反應解析SiO2和CO2中都只含有共價鍵 均為共價化合物 A項正確 干冰升華吸熱 可用于人工降雨 B項正確 SiO2不溶于水且與水不反應 C項錯誤 SiO2與強堿溶液反應生成硅酸鹽 CO2與強堿溶液反應生成碳酸鹽或碳酸氫鹽 D項正確 C 4 用四種溶液進行實驗 下表中 操作及現(xiàn)象 與 溶液 對應關系錯誤的是 解析由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度 Na2CO3 CO2 H2O 2NaHCO3 因而會析出NaHCO3晶體 A項正確 B項 CO2 Na2SiO3 H2O Na2CO3 H2SiO3 CO2 Na2CO3 H2O 2NaHCO3 H2SiO3與CO2不反應 渾濁不會消失 C項 CO2 Ca ClO 2 H2O CaCO3 2HClO 溶液變渾濁后加入品紅溶液 被HClO氧化褪色 D項 首先CO2 Ca OH 2 CaCO3 H2O 繼續(xù)通CO2 生成可溶于水的Ca HCO3 2 再加入足量的NaOH 則 2NaOH Ca HCO3 2 CaCO3 Na2CO3 2H2O 溶液又變渾濁 答案B 解析氫氟酸能與玻璃中的SiO2反應 A正確 SiO2不能將太陽能轉化為電能 B錯誤 高溫下NaOH能與瓷坩堝中的SiO2反應 C正確 沙子的主要成分是SiO2 與碳反應時得到的是CO D正確 B 反思歸納 SiO2的特殊性 拓展 根據SiO2性質的一般性與特殊性完成下列表格 其中括號內為要除去的雜質 可供選擇的試劑 A 鹽酸B 氫氧化鈉溶液C 氧氣D 水E 二氧化碳可選用的操作 水洗 加熱 高溫灼燒 過濾 結晶 B D A A 考點二硅酸 硅酸鹽 無機非金屬材料 1 硅酸 知識梳理 固考基 難 碳酸 Na2CO3 H2SiO3 Na2SiO3 2HCl H2SiO3 2NaCl 2 硅酸鹽 1 Na2SiO3水溶液俗稱 常用于制作黏合劑 防腐劑和耐火材料 2 硅酸鈉溶液在空氣中易變質 反應的化學方程式為 3 硅酸鹽組成的表示 通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示硅酸鹽的組成 如硅酸鈉 Na2SiO3 可表示為 石棉 CaMg3Si4O12 可表示為 水玻璃 Na2SiO3 H2O CO2 Na2CO3 H2SiO3 Na2O SiO2 CaO 3MgO 4SiO2 3 常見無機非金屬材料 1 傳統(tǒng)無機非金屬材料 如水泥 玻璃 陶瓷等硅酸鹽材料 常見硅酸鹽材料比較 石灰石 黏土 純堿 石灰石和石英 黏土 水泥回轉窯 玻璃窯 玻璃生產中的兩個重要反應 2 新型無機非金屬材料 高溫結構陶瓷 如氮化硅陶瓷具有較高的硬度和耐磨性 較強的抗化學侵蝕性和電絕緣性等 生物陶瓷 對機體無排異反應 不會引起代謝作用異常 壓電陶瓷 具有壓電效應 提醒 氧化物形式只表示硅酸鹽的組成而不表示其結構 切不可認為硅酸鹽是由氧化物混合而成的 玻璃中含有二氧化硅 因此氫氟酸可用于雕刻玻璃 盛放氫氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶 NaOH溶液可以用玻璃瓶盛放 但不能用帶磨口玻璃塞的玻璃瓶 硅酸鹽大多難溶于水 常見可溶性硅酸鹽是硅酸鈉 其水溶液稱為泡花堿或水玻璃 但卻是鹽溶液 硅膠 mSiO2 nH2O 是一種很好的無毒干燥劑 1 LK必修1 P1131改編 世界著名的科技史專家 英國劍橋大學的李約瑟博士考證說 至少在距今3000年以前 中國就已經使用玻璃了 下列關于普通玻璃的敘述中 正確的是 A 玻璃是人類最早使用的硅酸鹽材料B 玻璃在加熱熔化時有固定的熔點C 制普通玻璃的原料主要是純堿 石灰石和石英D 普通玻璃的成分主要是Na2O CaO和SiO2答案C 2 RJ必修1 P814改編 賞心悅目的雕花玻璃是用 對玻璃進行刻蝕而成 其反應的化學方程式為 氫氟酸 4HF SiO2 SiF4 2H2O 氫氟酸 Mg2Si 4HCl 2MgCl2 SiH4 非極性鍵 極性鍵 題組一硅酸 硅酸鹽1 下列有關說法中正確的是 題組精練 提考能 A 硅酸是二元弱酸 能使紫色石蕊變紅色B 硅膠就是硅酸形成的液溶膠C SiO2能溶解在NaOH溶液中但不能溶解在氨水中D 硅酸對熱很穩(wěn)定解析硅酸難溶于水 不能使指示劑變色 A錯誤 硅膠是固體 B錯誤 SiO2可與強堿溶液反應但不與弱堿溶液反應 C正確 硅酸受熱易分解 D錯誤 答案C 2 分別向Na2SiO3溶液中加入下列物質 能生成不溶于NaOH溶液的白色沉淀的是 A KB 稀鹽酸C CaCl2溶液D KNO3溶液解析鹽酸與Na2SiO3反應生成的硅酸可溶解在NaOH溶液中 B錯誤 CaCl2與Na2SiO3反應生成硅酸鈣 該物質不溶于水也不溶于NaOH溶液 答案C 3 和田玉在我國至少有7000年的歷史 也稱為軟玉 是我國玉文化的主體 和田玉是一種具有鏈狀結構的含水鈣鎂硅酸鹽 某種和田玉的化學成分為Ca2Mg3Fe2 Si4O11 2 OH 2 下列有關敘述正確的是 A 其化學式改寫為氧化物的形式為2CaO 3MgO Fe2O3 8SiO2 H2OB 它能夠抵抗任何酸堿的腐蝕C 其中鐵元素的化合價為 3D 其中鐵元素的化合價為 2 解析假設和田玉中鐵元素的化合價為 x 根據化合物中各元素的正 負化合價的代數和為零 可得 2 2 2 3 x 2 4 8 2 22 1 2 0 即x 2 所以將其化學式改寫為氧化物的形式為2CaO 3MgO 2FeO 8SiO2 H2O 硅酸鹽一般耐酸堿的腐蝕 但不是所有的酸堿都蝕它 如氫氟酸可以和其中的硅反應生成SiF4氣體 濃硝酸可以將其中所含的Fe2 氧化成Fe3 答案D 思維建模 突破解題障礙 理清解題思路 1 在復雜硅酸鹽中 對于變價元素 應先確定其化合價 再寫其氧化物 依據就是化合物中各元素正 負化合價代數和為零原則 一般地 Si為 4 O為 2 H為 1 其他金屬為常見價態(tài) 以此確定變價元素的化合價 2 改寫氧化物的模式通常為 堿性氧化物 兩性氧化物 酸性氧化物 水 通常情況下前面的堿性氧化物若有多個 按其金屬活動性排列 兩性氧化物 即Al2O3 酸性氧化物 即SiO2 水放在最后 注意嚴格遵循原物質的原子個數比 題組二無機非金屬材料4 2015 山東濟寧一模 4 下列關于無機非金屬材料的說法中不正確的是 A 傳統(tǒng)無機非金屬材料是指玻璃 水泥 陶瓷等硅酸鹽材料B 新型無機非金屬材料克服了傳統(tǒng)無機非金屬材料的許多缺點C 高溫結構材料具有耐高溫 耐酸堿腐蝕 硬度大 耐磨損 密度小等優(yōu)點D 傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材料的主要成分都是硅酸鹽 解析無機非金屬材料分為傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材料兩大類 傳統(tǒng)無機非金屬材料是指我們常說的硅酸鹽材料 包括玻璃 水泥 磚瓦 陶瓷等 新型無機非金屬材料是指一些新型的具有特殊結構和特殊功能的非硅酸鹽型材料 新型無機非金屬材料與傳統(tǒng)無機非金屬材料相比 具有許多優(yōu)良性能 如耐高溫 耐磨損 耐酸堿腐蝕 具有壓電效應 具有生物功能等 答案D 5 材料與化學密切相關 表中對應關系錯誤的是 解析A項 剛玉的主要化學成分為三氧化二鋁 而金剛石的主要化學成分為碳 答案A 6 下列說法正確的是 A 水泥 玻璃 沙子都是硅酸鹽制品B 陶瓷是人類應用很早的硅酸鹽材料C 陶瓷坩堝可加熱熔融燒堿D 高純硅可用于制光導纖維解析沙子的主要成分為SiO2不屬于硅酸鹽 A錯 陶瓷中含有SiO2高溫下與燒堿反應 C錯 制備光導纖維的材料為SiO2不是硅 D錯 答案B 易錯警示 1 不要混淆二氧化硅和硅的用途用于制作光導纖維的是SiO2 用于制作半導體材料 計算機芯片的是晶體硅 2 熟悉幾種常見飾品的主要成分水晶 石英 瑪瑙的主要成分是SiO2 珍珠的主要成分是CaCO3 鉆石是金剛石 寶石的主要成分是Al2O3