第1講碳 硅及其重要化合物 2019 備考 最新考綱 1 掌握碳元素 硅元素的單質(zhì)的主要性質(zhì)及應(yīng)用 2 掌握碳元素 硅元素的重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用 3 了解碳元素 硅元素的單質(zhì)及重要化合物的制備方法 4 了解碳元素 硅元素的單質(zhì)及其重要化合物對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響 考點(diǎn)一碳 硅單質(zhì)及氧化物 頻數(shù) 難度 1 碳 硅元素的原子結(jié)構(gòu)與存在 2 碳 硅單質(zhì)的性質(zhì) 1 碳 硅的物理性質(zhì)和用途 用短線(xiàn)連接起來(lái) 2 碳的化學(xué)性質(zhì) 3 硅的化學(xué)性質(zhì)及制取 與氫氟酸反應(yīng) 與NaOH溶液反應(yīng) Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2 與O2反應(yīng) Si 4HF SiF4 2H2 工業(yè)制法 3 二氧化碳和二氧化硅的比較 SiO2 4HF SiF4 2H2O SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O 橡膠 CO2 2NaOH Na2CO3 H2O CO2 NaOH NaHCO3 Na2SiO3 CO2 Na2SiO3 H2O CO2 不足 H2SiO3 Na2CO3 SiO2 Na2O CO2 Na2CO3 1 RJ必修1 P8110改編 下列關(guān)于碳 硅及其化合物的敘述正確的是 A 碳 硅都是 A族元素 它們?cè)谧匀唤缰卸家曰蠎B(tài)形式存在B 二氧化碳 二氧化硅的物理性質(zhì)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(yīng)生成相應(yīng)的鹽D 高純度的二氧化硅用于制造半導(dǎo)體材料答案C 2 根據(jù)教材SiO2性質(zhì)的一般性與特殊性完成下列表格 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(guò)濾 結(jié)晶 B D A A 3 溯源題 判斷下列說(shuō)法是否正確 4 因?yàn)镠F與SiO2反應(yīng) 故用氫氟酸在玻璃器皿上刻蝕標(biāo)記 2016 全國(guó) 卷 5 石英砂可用于生產(chǎn)單晶硅 2016 海南高考 答案 1 2 3 4 5 探源 本題源于教材LK必修1P66圖3 1 11 碳及其化合物在自然界中的轉(zhuǎn)化示意圖 RJ必修1P76 思考與交流 對(duì)碳 硅及其化合物的性質(zhì)進(jìn)行了考查 題組一碳 硅單質(zhì)的結(jié)構(gòu) 性質(zhì)及用途1 近年來(lái)科學(xué)家制造出大量的新物質(zhì) 對(duì)下列三種物質(zhì)的相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是 A 石墨烯具有良好的導(dǎo)電性B 上述三種物質(zhì)與金剛石互為同素異形體C 石墨炔孔徑略大于H2分子的直徑 可作H2的提純薄膜D 上述三種物質(zhì)與濃硫酸都能發(fā)生反應(yīng) 但反應(yīng)產(chǎn)物不同解析A項(xiàng) 石墨烯是一種新發(fā)現(xiàn)的材料 它的物理性質(zhì)是拉力好 導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性好 硬度大 熔點(diǎn)高等 B項(xiàng) 同種元素的不同單質(zhì)互稱(chēng)同素異形體 C項(xiàng) 碳原子半徑大于氫原子 則石墨炔孔徑大于H2分子的直徑 可以容納H2分子 D項(xiàng) 碳與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)物均為二氧化碳和二氧化硫 答案D 2 下列關(guān)于硅的說(shuō)法不正確的是 A 硅是非金屬元素 晶體硅是灰黑色有金屬光澤的固體B 硅的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間 是良好的半導(dǎo)體材料C 硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑 常溫下不與任何物質(zhì)起反應(yīng)D 加熱到一定溫度時(shí) 硅能與氯氣 氧氣等非金屬反應(yīng)解析晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間 是良好的半導(dǎo)體材料 硅在常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑 但仍能與氟氣 氟化氫和NaOH溶液等發(fā)生反應(yīng) 加熱至一定溫度時(shí) 硅能與氯氣 氧氣等發(fā)生反應(yīng) 答案C 3 2018 銀川模擬 科學(xué)家最新研制的利用氯化氫和氫氣生產(chǎn)高純硅的工藝流程如圖所示 容器 中進(jìn)行的反應(yīng) 為Si 粗 3HCl g SiHCl3 l H2 g 容器 中進(jìn)行的反應(yīng) 為SiHCl3 H2 Si 純 3HCl 下列說(shuō)法正確的是 A 該工藝流程的優(yōu)點(diǎn)是部分反應(yīng)物可循環(huán)使用B 最好用分液的方法分離Si和SiHCl3C 反應(yīng) 和 中HCl均作氧化劑D 反應(yīng) 和 均屬于可逆反應(yīng)解析從反應(yīng)流程容易看出 HCl可循環(huán)使用 A項(xiàng)正確 Si為固體 SiHCl3為液體 用過(guò)濾法分離 B項(xiàng)錯(cuò)誤 反應(yīng) 中HCl作氧化劑 反應(yīng) 中HCl為氧化產(chǎn)物 C項(xiàng)錯(cuò)誤 反應(yīng) 和 都不是可逆反應(yīng) D項(xiàng)錯(cuò)誤 答案A 練后歸納 在設(shè)計(jì)制備純硅的實(shí)驗(yàn)題中 常遇到的知識(shí)點(diǎn) 題組二碳 硅氧化物的性質(zhì)用途4 2018 杭州質(zhì)檢 用4種溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 下表中 操作及現(xiàn)象 與 溶液 對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是 解析A項(xiàng) CO2 Na2CO3 H2O 2NaHCO3 由于NaHCO3的溶解度小 生成的NaHCO3的質(zhì)量多而析出 B項(xiàng) CO2 Na2SiO3 H2O Na2CO3 H2SiO3 H2SiO3與CO2不反應(yīng) 渾濁不會(huì)消失 C項(xiàng) CO2 Ca ClO 2 H2O CaCO3 2HClO 所以溶液變渾濁 加入的品紅被HClO氧化褪色 D項(xiàng) 首先 CO2 Ca OH 2 CaCO3 H2O 繼續(xù)通CO2至過(guò)量 產(chǎn)生可溶于水的Ca HCO3 2 再加入足量的NaOH 則發(fā)生反應(yīng) 2NaOH Ca HCO3 2 CaCO3 Na2CO3 2H2O 溶液又變渾濁 答案B 5 二氧化硅廣泛存在于自然界中 在日常生活 生產(chǎn) 科研及新型材料等方面有著重要的用途 a e是對(duì) 反應(yīng)中SiO2所表現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)或作用進(jìn)行的判斷 其中正確的是 a 反應(yīng) 中SiO2作為玻璃的成分被消耗 用于刻蝕玻璃b 反應(yīng) 中SiO2表現(xiàn)出氧化性c 反應(yīng) 中SiO2表現(xiàn)了酸性氧化物的通性d 反應(yīng) 符合用難揮發(fā)性酸酐制取易揮發(fā)性酸酐e 反應(yīng) 中SiO2未參加氧化還原反應(yīng)A aceB bdeC cdeD ab 解析通常用氫氟酸來(lái)刻蝕玻璃 與之對(duì)應(yīng)的反應(yīng)是 因此a判斷錯(cuò)誤 c判斷也錯(cuò) 反應(yīng) 是一個(gè)置換反應(yīng) 其中二氧化硅被還原 表現(xiàn)出氧化性 b判斷正確 反應(yīng) 是一個(gè)復(fù)分解反應(yīng) 用難揮發(fā)的二氧化硅制取易揮發(fā)的二氧化碳 d判斷正確 反應(yīng) 中硅的化合價(jià)和氧的化合價(jià)都沒(méi)有改變 因此二氧化硅沒(méi)有參加氧化還原反應(yīng) e判斷正確 所以選項(xiàng)B正確 答案B 考點(diǎn)二硅酸鹽無(wú)機(jī)非金屬材料 頻數(shù) 難度 1 硅酸 Na2CO3 H2SiO3 Na2SiO3 2HCl H2SiO3 2NaCl 2 硅酸鹽 Na2SiO3 H2O CO2 Na2CO3 H2SiO3 氧化物形式只表示硅酸鹽的組成而不表示其結(jié)構(gòu) 切不可認(rèn)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(jiàn)可溶性硅酸鹽是硅酸鈉 其水溶液稱(chēng)為水玻璃 但卻是鹽溶液 硅膠 mSiO2 nH2O 是一種很好的無(wú)毒干燥劑 3 常見(jiàn)無(wú)機(jī)非金屬材料 1 傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料 如水泥 玻璃 陶瓷等硅酸鹽材料 常見(jiàn)硅酸鹽材料比較 純堿 石灰石和石英 玻璃生產(chǎn)中的兩個(gè)重要反應(yīng) 2 新型無(wú)機(jī)非金屬材料 高溫結(jié)構(gòu)陶瓷 如氮化硅陶瓷具有較高的硬度和耐磨性 較強(qiáng)的抗化學(xué)侵蝕性和電絕緣性等 生物陶瓷 對(duì)機(jī)體無(wú)排異反應(yīng) 不會(huì)引起代謝作用異常 壓電陶瓷 具有壓電效應(yīng) 1 教材基礎(chǔ)知識(shí)判斷 1 玻璃是一種晶體 有較高的熔點(diǎn) 2 水玻璃是一種特殊的玻璃 泡花堿屬于堿 3 傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料是指玻璃 水泥 陶瓷等硅酸鹽材料 4 光導(dǎo)纖維 碳納米管 氮化硅結(jié)構(gòu)陶瓷等都是新型無(wú)機(jī)非金屬材料 5 高溫結(jié)構(gòu)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(diǎn) 6 普通玻璃 石英玻璃 水泥 瑪瑙都屬于硅酸鹽產(chǎn)品 答案 1 2 3 4 5 6 2 教材基礎(chǔ)知識(shí)探究 實(shí)驗(yàn)室中要熔化燒堿固體 現(xiàn)有三種坩堝 石英坩堝 陶瓷坩堝 鐵坩堝 你認(rèn)為選哪一種 簡(jiǎn)述選擇的依據(jù) 答案選擇鐵坩堝 依據(jù) 鐵不與燒堿反應(yīng) 而石英坩堝 陶瓷坩堝中都含有SiO2 能與NaOH反應(yīng)使得坩堝受損 題組一硅酸 硅酸鹽的性質(zhì) 用途1 能證明硅酸的酸性弱于碳酸的實(shí)驗(yàn)事實(shí)是 A CO2溶于水形成碳酸 SiO2難溶于水B CO2通入可溶性硅酸鹽溶液中析出硅酸沉淀C 高溫下SiO2與碳酸鹽反應(yīng)生成CO2D 氯化氫通入可溶性碳酸鹽溶液中放出氣體 通入可溶性硅酸鹽溶液中生成沉淀 解析酸的酸性強(qiáng)弱與酸酐及酸本身的溶解性無(wú)關(guān) A錯(cuò)誤 CO2 少量 與硅酸鈉溶液的反應(yīng)為CO2 H2O Na2SiO3 Na2CO3 H2SiO3 符合強(qiáng)酸制弱酸的規(guī)律 B正確 高溫下SiO2與碳酸鹽反應(yīng)生成CO2 不能證明硅酸和碳酸酸性的強(qiáng)弱 C錯(cuò)誤 選項(xiàng)D只能證明鹽酸的酸性比碳酸和硅酸強(qiáng) 不能證明碳酸與硅酸的強(qiáng)弱 D錯(cuò)誤 答案B 2 水玻璃 Na2SiO3溶液 廣泛應(yīng)用于耐火材料 洗滌劑生產(chǎn)等領(lǐng)域 是一種重要的工業(yè)原料 如圖是用稻殼灰 SiO2 65 70 C 30 35 制取水玻璃的工藝流程 下列說(shuō)法正確的是 A 原材料稻殼灰價(jià)格低廉 且副產(chǎn)品活性炭有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值B 操作A與操作B完全相同C 該流程中硅元素的化合價(jià)發(fā)生改變D 反應(yīng)器中發(fā)生的復(fù)分解反應(yīng)為SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O解析A項(xiàng) 稻殼灰來(lái)源廣泛價(jià)格低廉 活性炭具有吸附性 有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值 正確 B項(xiàng) 操作A為過(guò)濾 操作B為蒸發(fā)濃縮 是兩種不同的操作 錯(cuò)誤 C項(xiàng) 二氧化硅中 硅元素的化合價(jià)是 4價(jià) 硅酸鈉中 硅元素的化合價(jià)是 4價(jià) 所以該流程中硅元素的化合價(jià)沒(méi)有發(fā)生改變 錯(cuò)誤 D項(xiàng) 由復(fù)分解反應(yīng)的概念可知 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O 不屬于復(fù)分解反應(yīng) 錯(cuò)誤 答案A 題組二無(wú)機(jī)非金屬材料3 據(jù)報(bào)道我國(guó)科學(xué)家近年來(lái)研制出一種新型 連續(xù)纖維增韌 航空材料 其主要成分是由碳化硅 陶瓷和碳纖維復(fù)合而成的 下列相關(guān)敘述不正確的是 A 它耐高溫抗氧化B 它比鋼鐵輕 硬 但質(zhì)地較脆C 它沒(méi)有固定的熔點(diǎn)D 它是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料解析由航空材料的成分組成知其質(zhì)輕 具有耐高溫抗氧化等性質(zhì) 由于這種材料能增加韌性 故質(zhì)地不會(huì)較脆 B錯(cuò) A正確 復(fù)合材料屬于混合物 沒(méi)有固定的熔點(diǎn) 由碳化硅 高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和碳纖維復(fù)合而成的材料均屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料 C D正確 答案B 4 下列關(guān)于硅材料的說(shuō)法不正確的是 A 鋼化玻璃與普通玻璃的主要成分基本相同B 制普通玻璃的原料是石灰石 純堿和石英砂C 陶瓷是人類(lèi)應(yīng)用很早的硅酸鹽材料D 水玻璃是純凈物 可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑解析鋼化玻璃是普通玻璃經(jīng)一定物理方法處理后得到的 A項(xiàng)正確 水玻璃是Na2SiO3水溶液 是混合物 D項(xiàng)不正確 答案D 試題分析 2016 課標(biāo)全國(guó) 卷 7 下列關(guān)于燃料的說(shuō)法錯(cuò)誤的是 A 燃料燃燒產(chǎn)物CO2是溫室氣體之一B 化石燃料完全燃燒不會(huì)造成大氣污染C 以液化石油氣代替燃油可減少大氣污染D 燃料不完全燃燒排放的CO是大氣污染物之一 考查意圖 本題密切聯(lián)系社會(huì)現(xiàn)實(shí) 既瞄準(zhǔn)社會(huì)發(fā)展對(duì)能源需求的日益增長(zhǎng) 又恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)合了 化石 能源大量使用 對(duì)人類(lèi)賴(lài)以生存的環(huán)境造成的危害 以 化石燃料完全燃燒不會(huì)造成大氣污染 的錯(cuò)誤選項(xiàng) 加深考生對(duì) 化石燃料 的進(jìn)一步認(rèn)識(shí) 使考生明白 化石燃料 即使完全燃燒 也會(huì)因排放氮 硫氧化物而造成大氣污染 同樣 由純碳?xì)浠衔锝M成的燃料完全燃燒轉(zhuǎn)化為二氧化碳 其依然是大氣的溫室氣體之一 使考生從思想上認(rèn)清 化石燃料 在造福人類(lèi)的同時(shí) 亦會(huì)產(chǎn)生危害 以便從思想上意識(shí)到減少 化石燃料 使用的重要性 學(xué)會(huì)用辯證的思維認(rèn)識(shí)社會(huì) 本題抽樣統(tǒng)計(jì)難度為0 50 解題思路 燃料燃燒產(chǎn)物是CO2 溫室氣體包括CO2 CH4等氣體 化石燃料包括石油 煤和天然氣等 其中主要含碳 氫外 還含氮 硫等 完全燃燒產(chǎn)生除大量CO2氣體外 還產(chǎn)生NxOy SO2等 這些都是大氣污染物 液化石油氣是一種比較清潔的能源 以液化石油氣代替燃油可減少大氣污染 CO是有毒氣體 燃料不完全燃燒排放的CO是大氣污染物之一 教學(xué)中一定抓好基礎(chǔ)知識(shí)的落實(shí) 注重化學(xué)與生產(chǎn)生活 環(huán)境 社會(huì) 科技的密切關(guān)系 部分學(xué)生對(duì) 燃油 可能不清楚 正確答案 B 真題演練 1 2016 江蘇化學(xué) 1 大氣中CO2含量的增加會(huì)加劇 溫室效應(yīng) 下列活動(dòng)會(huì)導(dǎo)致大氣中CO2含量增加的是 A 燃燒煤炭供熱B 利用風(fēng)力發(fā)電C 增加植被面積D 節(jié)約用水用電解析煤炭燃燒會(huì)生成大量CO2 加劇 溫室效應(yīng) A正確 風(fēng)力發(fā)電 不產(chǎn)生CO2 B錯(cuò)誤 增加植被面積 植物會(huì)將CO2轉(zhuǎn)化為O2 C錯(cuò)誤 節(jié)約用電用水 不產(chǎn)生CO2 D錯(cuò)誤 答案A 2 2015 安徽理綜 9 下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 A 在酒精燈加熱條件下 Na2CO3 NaHCO3固體都能發(fā)生分解B Fe OH 3膠體無(wú)色 透明 能產(chǎn)生丁達(dá)爾現(xiàn)象C H2 SO2 CO2三種氣體都可用濃H2SO4干燥D SiO2既能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)又能和氫氟酸反應(yīng) 所以是兩性氧化物解析A項(xiàng) Na2CO3固體在酒精燈加熱條件下 不分解 錯(cuò)誤 B項(xiàng) Fe OH 3膠體呈紅褐色 錯(cuò)誤 C項(xiàng) H2 SO2 CO2三種氣體都可用濃硫酸干燥 正確 D項(xiàng) 由于SiO2與氫氟酸反應(yīng)不能生成鹽 所以SiO2是酸性氧化物而不是堿性氧化物 錯(cuò)誤 答案C 3 2017 課標(biāo)全國(guó) 26 水泥是重要的建筑材料 水泥熟料的主要成分為CaO SiO2 并含有一定量的鐵 鋁和鎂等金屬的氧化物 實(shí)驗(yàn)室測(cè)定水泥樣品中鈣含量的過(guò)程如圖所示 答案 1 將Fe2 氧化為Fe3 雙氧水 2 SiO2SiO2 4HF SiF4 2H2O 3 防止膠體生成 易沉淀分離Fe OH 3Al OH 3 4 45 0