2019版高考化学一轮复习第13讲碳、硅及其重要化合物学案

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1、第13讲　碳、硅及其重要化合物考纲解读1.了解常见非金属元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。2.了解常见非金属元素单质及其重要化合物对环境的影响。一、碳、硅单质的物理性质与用途1．碳、硅单质的存在形式2．碳、硅的物理性质和用途(用短线连接起来)：①－c　②－a　③－e　④－b　⑤－d①碳单质的结构不同导致物理性质不同，但化学性质相似。②同素异形体之间的转化是化学变化，但不是氧化还原反应。二、碳、硅单质的化学性质——还原性　硅、碳的最外层都是4个电子，位于元素周期表的第ⅣA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应，一般表现为还

2、原性。1．碳的性质碳有重要的用途，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，完成下列化学方程式。①CO2＋C2CO；②C＋H2O(g)CO＋H2。2．硅的化学性质硅的化学性质不活泼，在常温下只能与氟气、氢氟酸、NaOH溶液反应，不能与H2、O2、Cl2、浓硫酸、浓硝酸反应，但加热时能与O2、Cl2反应。完成下列化学方程式：①Si＋2Cl2SiCl4；②Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；③Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。3．硅的工业制法用焦炭和二氧化硅在电炉中反应得到粗硅，反应的化学方程式为SiO2＋2CSi＋2CO。工业上常

3、用焦炭在电炉中还原SiO2得到粗硅，但反应需隔绝空气(或O2)，生成的是CO而不是CO2。三、二氧化硅1．物理性质硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水。2．化学性质(1)与酸反应只与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。(2)与碱(NaOH)反应SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)。(3)与盐反应：如与Na2CO3反应：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑。(4)与碱性氧化物反应：如与CaO反应：CaO＋SiO2CaSiO3。3．用途光导纤维、光学仪器、电子部件。四、硅酸五、硅酸盐1．硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合

4、物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。2．硅酸盐组成的表示方法通过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Na2O·SiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为K2O·Al2O3·6SiO2。3．硅酸钠(1)白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃有黏性，水溶液显碱性。(2)与酸性较硅酸强的酸反应与CO2水溶液反应的化学方程式：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓。(3)用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。六、无机非金属材料1．传统无机非金属材料(1)三种硅酸盐工业生产的比较(2)主要用途：陶瓷、玻璃、水泥是重要建筑

5、材料，也广泛应用于生活中。2．新型无机非金属材料(1)高温结构陶瓷：如氮化硅陶瓷具有较高的硬度和耐磨性、较强的抗化学侵蚀性和电绝缘性等。(2)生物陶瓷：对机体无排异反应，不会引起代谢作用异常。(3)压电陶瓷：具有压电效应。1．正误判断，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)碳有多种同素异形体，而氧不存在同素异形体。(　　)(2)单质硅常用作半导体材料和光导纤维。(　　)(3)硅在自然界中只以化合态的形式存在。(　　)(4)单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料。(　　)(5)pH＝2的溶液中可能大量存在Na＋、NH、SiO。(　　)(6)向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸的离子方程式：Na2Si

6、O3＋2H＋===H2SiO3↓＋2Na＋。(　　)答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)×2．下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是(　　)①水玻璃既不易燃烧也不受腐蚀②水泥、玻璃、沙子都是硅酸盐制品③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料A．①②B．②③C．①④D．③④答案　C解析　水玻璃是Na2SiO3的水溶液，可用作防火剂和防腐剂，①正确；沙子不属于硅酸盐制品，②不正确；光导纤维的主要成分是SiO2，③不正确。考点1　碳、硅单质及其氧化物典例1　(2017·青岛高三模拟)二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、科研及新型材料等

7、方面有着重要的用途。a～e是对①～⑤反应中SiO2所表现的化学性质或作用进行判断，其中正确的是(　　)①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O②SiO2＋2CSi＋2CO↑③SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O④Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑⑤SiO2＋3CSiC＋2CO↑a．反应①中SiO2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃b．反应②中SiO2表现出氧化性c．反应③中SiO2