2019-2020年高考化学一轮复习 专题4.1 无机非金属材料的主角-硅讲案（含解析）

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1、2019-2020年高考化学一轮复习专题4.1无机非金属材料的主角-硅讲案（含解析）复习目标：1、掌握碳、硅及其化合物的性质、转化关系。2、了解硅酸盐工业，新型无机非金属材料的特性及其应用。基础知识回顾：一、碳、硅元素的存在及单质的性质和用途1、存在形态自然界中碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素仅有化合态。碳单质主要有金刚石、石墨等同素异形体，硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类。2、单质的性质与用途比较碳硅结构金刚石：空间网状结构石墨：层状结构的晶体晶体硅：空间网状结构物理性质金刚石熔点高、硬度大石墨熔点高、质软，有滑腻感

2、晶体硅硬度大、熔点高化学性质与非金属单质反应与O2反应：C＋O2=CO2(完全燃烧),2C＋O2=2CO(不完全燃烧)与O2、Cl2反应：Si+O2=SiO2Si+2Cl2=SiCl4与氧化物反应与CuO,SiO2反应C＋2CuO=2Cu＋CO2↑C+SiO2=Si+2CO↑与酸反应与浓H2SO4、浓HNO3反应：与氢氟酸的反应：C＋2H2SO4(浓)=CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，C＋4HNO3(浓)=CO2↑＋4NO2↑＋2H2OSi＋4HF=SiF4↑＋2H2↑与碱反应Si+2OH-+H2O=SiO+2H2↑3、碳、硅

3、元素的单质及其化合物的特殊性①一般情况，非金属元素单质熔沸点低，硬度小，但硅、金刚石熔沸点高，硬度大，其中金刚石为硬度最大的物质。②一般情况，非金属元素单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。③一般情况，较强氧化剂＋较强还原剂===较弱氧化剂＋较弱还原剂，而碳却还原出比它更强的还原剂：SiO2＋2C=Si＋2CO↑，FeO＋C=Fe＋CO↑。④硅为非金属，却可以和强碱反应，放出氢气：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。⑤一般情况，较活泼金属＋酸===盐＋氢气，然而Si是非金属，却能与氢氟酸发生反应：S

4、i＋4HF=SiF4↑＋2H2↑。⑥一般情况，碱性氧化物＋酸=盐＋水，SiO2是酸性氧化物，却能与氢氟酸发生反应：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。⑦一般情况，非常活泼金属(Na、K等)才能够置换出H2O中的氢，但C＋H2O(g)=CO+H2↑。⑧一般情况，非金属氧化物与水反应生成相应的酸，如CO2＋H2O=H2CO3，但SiO2不溶于水，不与水反应。4、硅与铝的相似性及区别（1）与强碱溶液反应时相似①Si、Al均与NaOH溶液反应生成盐和H2。②SiO2、Al2O3、H2SiO3、H3AlO3［Al(OH)3］均与Na

5、OH溶液反应生成盐和水。③Na2SiO3、NaAlO2溶液通入过量CO2均生成白色沉淀。（2）区别①除氢氟酸外，Si、SiO2、H2SiO3不与其它酸反应。②Al2O3、Al(OH)3属两性化合物。③Na2SiO3溶液、NaAlO2溶液与过量盐酸反应时现象不同。【典型例题1】【xx年全国卷Ⅱ】对于ⅣA族元素，下列叙述中不正确的是(　　)A．SiO2和CO2中Si和O，C和O之间都是共价键B．C、Si、Ge的最外层电子数都是4，次外层电子数都是8C．CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应D．该族元素的主要化

6、合价是＋4和＋2【迁移训练1】【陕西省岐山县xx高三第一学期期中质量检测试题】下列说法正确的是A．高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维B．化工生产时将氯气通入到饱和的石灰水中可制得大量漂粉精C．SO2被氧气氧化的条件一般选择高温、高压、催化剂D．矿青石棉的化学式为：Na2Fe5Si8O22(OH)2改写成氧化物的形式则为Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O二、CO2和SiO2的比较物质二氧化硅二氧化碳化学式SiO2CO2晶体类型原子晶体分子晶体主要物理性质硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水熔、沸点低，常温下

7、为气体，微溶于水化学性质与水反应不反应CO2＋H2O=H2CO3与酸反应SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O不反应与碱反应SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O(盛碱液的试剂瓶用橡皮塞)CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2OCO2＋NaOH=NaHCO3与盐反应SiO2＋Na2CO3=Na2SiO3＋CO2↑Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClOCO2＋Na2CO3＋H2O=2NaHCO3与碱性氧化物反应SiO2＋CaO=CaSiO3CO2＋Na2O=Na2CO3【典型例题2】指出下列反应中SiO

8、2所表现的化学性质或作用，在A～E选项中选择正确答案填入括号内。（1）SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(　　)（2）SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑(　　)（3）SiO2＋2CSi＋2CO↑(　　)（4）SiO2＋3CSiC＋2CO↑(　　)（5