4-14碳、硅及无机非金属材料

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1、第四章非金属及其化合物复习讲义•第14讲碳、硅及无机非金属材料【考纲要求】1.了解C、Si元素单质及其重要化合物的制备方法，常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H知识梳理l.c、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、C60等同素异形体，硅单质主要有晶体硅和无定形隹两大类。(2)单质的结构、物理性质与用途比较X碳硅结构金刚石：空间网状结构，石墨：层状结构晶体硅：与金

2、刚石类似的空间网状结构物理金刚石熔点高、硬度大晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、硬性质石墨熔点高、质软，有滑腻感度大、熔点直用途金刚石用作切割刀具，石墨用作电极、铅笔芯晶体硅用作半导体材料、硅芯片和硅A阳能电池2.碳、硅单质的化学性质——还原性碳、硅的最外层都是生个电子，位于元彖周期表的第WA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，一般表现为还原性(如图)。(1)碳的还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，完成上图转化关系中

3、①〜④的化学方程式。(DCO2+C=2CO；②SiC)2+2C=^=Si+2COf；③C+H?O(g)^^CO+比；④2CuO+C^^2Cu+CO2f。碳的还原性还表现为可将强氧化性的浓硫酸、浓硝酸分别还原为SO、和NO?,本身被氧化为CO?o(1)硅的化学性质不活泼，在常温下只能与氟气(FJ、氢氟酸(HF)、强碱反应,不能与氢气、氧气、氯气、硫酸、硝酸反应,加热时能与氧气、氯气反应。完成上图转化关系屮⑥〜⑧的化学方程式。®Si+2Cl2=SiCk；©Si+2F2=SiF4；⑧Si+2NaOH+H2O=N^SiO3+2Hgf。3.

4、二氧化硅和二氧化碳的比较物质二氧化硅二氧化碳结构立体网状结构，不存在单个分子存在单个C02分子主要物理性质硬度大，熔、沸点亶，常温下为固体，不溶于水熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水化学性质与水反应不反应C6+H.0H^COs与酸反应只与氢氟酸反应：SiO.+4HF—SiF4t+2H°O不反应与碱(NaOH)反应SiOo+2NaOH=NibSiCh+H?0(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)CO。少量：C0?+2NaOH=Na9CO3+HsQ；CO。过量：C0?+NaOH=NaHCO^与盐反应如与Na2CO3反应：SiO"NaoCCh—Na

5、oSiCh+CO,t如与NaoSiCh反应：Na°SiCh+Hg+CO?（不足）一H?SiCh1+NazCCh或Na2SiO3+2H2O+2CO2（足量）=H2SiO31+2NaHCO3与碱性氧化物反应如与CaO反应：SO_+_C同席—cCCaOCaSiQ^如与Na?O反应：Na?O+CO?——Na^CCh用途光导纤维、光学仪器、电子部件制饮料、制碳酸盐【深度思考】1.正误判断，正确的打“V”，错误的打“X”⑴叱、叱、叱是碳的三种同素异形体()(1)硅在自然界中只以化合态的形式存在()(2)晶体硅熔点高硬度大，故可用于制作半导体材

6、料()(3)Si和SiO2都可用于制造光导纤维()(4)非金属性：C>Si,则热稳定性：CH4>SiH4()(5)SiO2是酸性氧化物，可溶于強碱(NaOH),不溶于任何酸()2.从元素周期表的位置看，碳和硅均为IVA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？3.写出除去下列气体中混有的杂质(括号内为杂质河采取的方法：(1)CO(CO2):o(2)CO2(CO):o(3)CO2(HC1)：o4.写出除去下列固体粉末中混有杂质(括号内为杂质)可采取的方法，写出有关反应的方程式。(1)CaCO3(SiO2)O(

7、2)SiO2(CaCO3)o(3)SiO2(NH4Cl)解题探究题组一碳及氧化物的性质及应用1.近年来科学家制造出大量的新物质，对下列三种物质的相关说法错误的是（）石墨烯：从石墨屮分离出来，是最薄、最坚硬的纳米材料石墨烘：平面网状结构的全碳分子，具有优良的化学稳定性纳米碳管：具有优良的场发射性能，制作阴极显像管、储氢材料A.石墨烯具有良好的导电性B.上述三种物质与金刚石互为同素异形体C.石墨烘孔径略大于H2分子的直径，可作H2的提纯薄膜D.上述三种物质与浓硫酸都能发生反应，但反应产物不同2.（2016-石家庄质检）下列关于碳和碳的

8、化合物的说法不正确的是（）A.过多CO?排放会导致“温室效应”，应提倡“低碳生活”B.—氧化碳易与血液中的血红蛋白结合C.金刚石和石墨都是碳单质，但原子排列方式不同，物理性质差别很大D.石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应题组二硅和二氧化硅的特性