高考化学分类汇编 考点13 碳、硅元素单质及其重要化合物
高中化学 碳、硅及其重要化合物
课时1 碳、硅及其重要化合物知识点一 碳、硅单质及其氧化物【考必备·清单】1．碳、硅的存在形态、物理性质和用途[名师点拨] ①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。
2．碳、硅单质的化学性质 (1)碳单质的化学性质——还原性 ①与O 2的反应(用化学方程式表示) O 2不足：2C ＋O 2=====点燃2CO ； O 2充足：C ＋O 2=====点燃CO 2。
②与其他物质的反应(用化学方程式表示)a ．与CuO 反应：C ＋2CuO=====高温2Cu ＋CO 2↑(可用于金属的冶炼)； b ．与CO 2反应：C ＋CO 2=====高温2CO ；c ．与水蒸气反应：C ＋H 2O(g)=====高温CO ＋H 2(制水煤气)；d ．与浓硫酸反应：C ＋2H 2SO 4(浓)=====△CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O 。
(2)硅单质的化学性质——还原性 ①与O 2反应：Si ＋O 2=====△SiO 2；②与氢氟酸反应(用化学方程式表示，下同)：Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑； ③与NaOH 溶液反应：Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑。
3．硅的制备(1)原料：二氧化硅、焦炭。
(2)原理：SiO 2＋2C=====高温Si(粗)＋2CO↑。
(3)提纯：Si(粗)＋2Cl 2=====△SiCl 4，SiCl 4＋2H 2=====高温Si(纯)＋4HCl 。
4．碳和硅的氧化物(1)一氧化碳：无色无味的有毒气体，不溶于水，可用作气体燃料和冶金工业的还原剂。
(2)二氧化碳和二氧化硅 CO 2＋H 2OH 2CO 3[名师点拨] ①CO 2与水反应生成碳酸，但SiO 2不溶于水，不能用SiO 2与水反应制备硅酸。
②SiO 2既能与HF 反应，又能与NaOH 溶液反应，但SiO 2不是两性氧化物。
高考化学分类汇编 考点13 碳、硅元素单质及其重要化合物
考点13 碳、硅元素单质及其重要化合物一、选择题1.(2014·江苏高考·4)下列物质性质与应用对应关系正确的是( )A.晶体硅熔点高硬度大,可用于制作半导体材料B.氢氧化铝具有弱碱性,可用于制胃酸中和剂C.漂白粉在空气中不稳定,可用于漂白纸张D.氧化铁能与酸反应,可用于制作红色涂料【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)知道性质决定用途这一重要观念;(2)本题一定要注意是否存在“因果”关系。
【解析】选B。
硅是原子晶体,熔点高、硬度大,硅可用作半导体材料,但二者没有因果关系,A错误;Al(OH)3具有弱碱性,能中和胃酸(主要成分为HCl),可作胃酸中和剂,B正确;漂白粉中的Ca(ClO)2能与空气中的二氧化碳和水反应生成HClO,HClO见光分解,所以漂白粉在空气中不稳定,但漂白粉一般不用于漂白纸张,C错误;Fe2O3是碱性氧化物,能与酸反应,它可作红色涂料,但二者没有因果关系,D错误。
二、非选择题2.(2014·广东高考·32)石墨在材料领域有重要应用。
某初级石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质,设计的提纯与综合利用工艺如下:(注:SiCl4的沸点为57.6℃,金属氯化物的沸点均高于150℃)(1)向反应器中通入C l2前,需通一段时间N2,主要目的是。
(2)高温反应后,石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物。
气体Ⅰ中的碳氧化物主要为,由气体Ⅱ中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为。
(3)步骤①为:搅拌、。
所得溶液Ⅳ中的阴离子有。
(4)由溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ的总反应的离子方程式为。
100 kg初级石墨最多可获得Ⅴ的质量为kg。
(5)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐,完成如下防腐示意图,并作相应标注。
【解题指南】解答本题时应注意,判断气体Ⅱ时,应运用信息“SiCl4的沸点为57.6℃,金属氯化物的沸点均高于150℃”及“80℃冷凝”。
第13讲 碳、硅及其化合物 无机非金属材料-2025年高考化学全国一轮
第13讲碳、硅及其化合物无机非金属材料备考导航复习目标1.了解C 、Si 单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2.了解Si 、SiO 2的结构特点，了解Si 的制备方法。
3.了解硅酸盐工业，了解无机非金属材料和新型无机非金属材料。
复习策略本专题的复习宜采用：1.迁移法。
如晶体硅、二氧化硅属于原子晶体，应具有较高的熔点等；二氧化碳、二氧化硅属于酸性氧化物，能与碱溶液反应生成盐和水。
2.比较法。
如二氧化硅与二氧化碳晶体结构不同，二者物理性质有较大的差异。
3.特殊法。
如硅及其化合物有许多反应是在高温下的固态反应。
又如硅单质及其化合物在生活及高科技发展中起着重要的作用：硅是半导体材料、二氧化硅是制备光导纤维的材料。
4.联系实际法。
如CO 、CO 2与绿色化学；Si 、SiO 2、硅酸盐与无机非金属材料。
以新材料、新技术应用为背景进行命题。
熟记网络课前思考问题1(2021·浙江卷)已知3种共价晶体的熔点数据如下表：共价晶体金刚石碳化硅晶体硅熔点/℃＞355026001415金刚石的熔点比晶体硅高的原因是均为共价晶体，原子半径：C ＜Si(或键长：C—C ＜Si—Si)，键能：C—C ＞Si—Si 。
问题2粗硅提纯的常见方法有哪些？【答案】1.判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1)(2020·浙江卷)SiO2可用来制造光导纤维(√)(2)(2019·新课标Ⅲ卷)高纯硅可用于制作光感电池(√)(3)(2021·广东卷)氢氟酸可与SiO2反应，利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品(√)(4)制作钻杆用的SiC增强铝基材料属于复合材料(√)(5)(2019·江苏卷)向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸的离子方程式：Na2SiO3＋2H＋===H2SiO3↓＋2Na＋(×)(6)(2020·海南卷)SiO2的熔点比干冰高的原因是SiO2分子间的范德华力大(×)(7)(2018·海南卷)设N A为阿伏加德罗常数的值。
高三化学复习：碳、硅、硫及其重要化合物
碳、硅及其重要化合物知识精讲1． 理清知识主线C －4H 4C 0 ―→C ＋2O ―→C ＋4O 2Si －4H 4Si 0―→Si ＋4O 2(H 2Si ＋4O 3) 2． 注意网络构建3． 必记重要反应(1)碳及其化合物C ＋CO 2=====△2COC ＋H 2O(g)=====高温CO ＋H 2 2C ＋SiO 2=====高温Si ＋2CO ↑ 提醒 由于C 过量，SiO 2与C 反应产物是CO 而不是CO 2，该反应用于工业上制备粗硅，必须在隔绝空气的条件下进行。
(2)硅及其化合物 Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑ Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑ SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2OSiO 2－3＋2H ＋===H 2SiO 3↓Na 2SiO 3＋CO 2＋H 2O===H 2SiO 3↓＋Na 2CO 3提醒 氢氟酸不能用玻璃容器盛放，NaOH 溶液能用玻璃试剂瓶，但不能用玻璃塞。
4． 扫除知识盲点(1)Si 的还原性大于C ，但C 却能在高温下从SiO 2中还原出Si ：SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO ↑。
(2)酸性氧化物一般能与水反应生成酸，但SiO 2不溶于水；酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO 2能与HF 反应。
(3)硅酸盐大多难溶于水，常见可溶性硅酸盐硅酸钠，其水溶液称为泡花碱或水玻璃，但却是盐溶液。
(4)H 2CO 3的酸性大于H 2SiO 3，所以有Na 2SiO 3＋CO 2＋H 2O===H 2SiO 3↓＋Na 2CO 3，但高温下Na 2CO 3＋SiO 2=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑也能发生，原因可以从两方面解释：①硅酸盐比碳酸盐稳定；②从化学平衡角度，由高沸点难挥发固体SiO 2制得低沸点易挥发的CO 2。
(新课标)高考化学 考点汇总 考点13 碳、硅元素单质及其重要化合物
考点13 碳、硅元素单质及其重要化合物一、选择题1.(2011·北京高考·11)下列实验方案中，不能．．测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是A.取a克混合物充分加热，减重b克B.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体C.取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克D.取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体。
【思路点拨】解答本题时应注意NaHCO3、Na2CO3的不同性质所引发的不同反应及定量计算的方法。
【精讲精析】选C。
2NaHCO3+H2SO4====2CO2↑+ 2H2O +Na2SO4因逸出的气体中既包括CO2气体，还有水蒸气，且无法确定二者关系，故依据增重bg无法进行计算。
D取ag混合物加入足量Ba(OH)2溶液时，发生反应Ba(OH)2+ Na2CO3==== BaCO3 ↓+ 2NaOH106 197m(Na2CO3) m1(BaCO3)Ba(OH)2+NaHCO3====BaCO3 ↓+ NaOH + H2O84 197m(NaHCO3) m2(BaCO3)可列方程组如下：m(Na2CO3)+ m(NaHCO3)=am1(BaCO3)+ m2(BaCO3)=b可求得m(Na2CO3)，进而求得质量分数正确2.(2011·福建高考·6)下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是( )A.CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体B.使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一C.节能减排符合低碳经济的要求D.合理开发利用可燃冰(固态甲烷水合物)有助于缓解能源紧缺【思路点拨】了解社会、生活、环保和技术中常见的化学现象是解答本题的关键。
【精讲精析】选A。
常见的温室气体有二氧化碳、甲烷、氮氧化物和氟利昂等，氮气不是造成温室效应的气体。
3.(2011·海南高考·9)“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。
高考化学 考点汇总 考点13 碳、硅元素单质及其重要化合物
考点13 碳、硅元素单质及其重要化合物
一、选择题
1.(2012·江苏高考·13)下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是
( )
溶解平衡的有关原理,并应用相关原理来分析具体问题。
【解析】选D。
A.CO2属于大气污染物
B.酸雨是pH小于7的雨水
C.CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成
D.大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧
【解题指南】解答本题时应注意物质的特殊性质,如二氧化碳不是大气污染物,但是却可以引起环境问题。
【解析】选D。
A.NaHSO4水溶液显中性
B.SiO2与酸、碱均不反应
C.NO2溶于水时发生氧化还原反应
D.Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3
【解题指南】解答本题时应注意物质的特殊性质,如硫酸氢钠属于盐但溶液呈酸性,二氧化硅和一般物质不反应但和氢氧化钠反应,铁和氯气反应生成氯化铁。
【解析】选C。
2024年高考分类考点13碳硅元素单质及其重要化合物
碳、硅元素是高中化学中非常重要的元素之一，对于理解有机化学和无机化学都具有重要的意义。
下面将围绕碳、硅元素的单质及其重要化合物展开讨论。
碳元素是自然界中广泛存在的元素之一，其存在形式有三种：石墨、金刚石和富勒烯。
其中，石墨是由碳原子层层排列而成的，具有层间力较弱的特点，因此比较容易在垂直于层面的方向上滑动，使其具有一定的润滑性；金刚石则是由碳原子通过共价键构成的晶体，因其键的强度大而具有非常高的硬度；富勒烯是由碳原子组成的球状结构，呈现出球状和管状两种形态，具有独特的光学、电学和化学性质。
在化学中，碳元素的重要化合物有三种：碳酸盐、石油和有机化合物。
碳酸盐是一类由碳酸根离子(CO32-)和金属离子或氢离子组成的化合物，常用的碳酸盐有钙、镁和铁等。
碳酸盐在地壳中广泛存在，是构成大部分岩石的重要成分。
此外，碳酸盐还是碳酸氢盐的重要原料，常用于制备一些药品和化工产品。
有机化合物是由碳原子和氢原子以及其他元素原子通过共价键连接而成的化合物。
有机化合物广泛存在于自然界中，其种类多达数百万种。
有机化合物在生活中和工业中起着至关重要的作用，包括食品、药物、燃料、塑料、合成纤维等等，几乎所有涉及到碳元素的化学物质都可以归入有机化合物范畴。
硅元素是位于周期表第14族的元素，是一种典型的无机非金属元素。
硅元素主要以二氧化硅(SiO2)的形式存在于自然界中，是地壳中最广泛的元素之一、此外，硅元素还能与氧、氟等元素形成氧化物、氟化物等化合物。
硅元素的重要化合物有氧化硅、硅酸盐、硅烷等。
氧化硅是一种重要的无机化合物，常见的有结晶硅(SiO2)和非晶硅(SiOx)两种形态。
结晶硅具有硬度高、熔点高等特点，是制备半导体材料的重要原料。
非晶硅则具有较高的抗氧化性能，可用于制备耐热玻璃和陶瓷材料等。
硅酸盐是硅元素与氧、氢、金属离子等组成的化合物，是构成硅酸盐岩石的主要成分。
硅酸盐在建筑材料、玻璃、陶瓷等行业具有广泛应用。
硅烷是硅元素与氢原子构成的化合物，是有机硅化合物的基础。
知识清单12 碳、硅及无机非金属材料-2025年高考化学一轮复习知识清单(新高考专用)
知识清单12 碳、硅及无机非金属材料知识点01 碳及其化合物1．碳单质(1)存在形式：有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯，它们互为_________________。
金刚石 石墨 足球烯①金刚石：__________空间网状结构。
物理性质：熔点____，硬度_____，_____导电。
②石墨：层状结构，每层为___________的平面网状结构。
物理性质：熔点_____，硬度______，_____导电，具有润滑性。
③足球烯（C 60）：笼状分子，由正五边形和正六边形排列而成。
_____导电。
(2)主要化学性质——还原性2．CO、CO2的性质对比CO2C，△①O2，②CuOCO3CO2－3①CO2+H2O，②H+OH-HCO－3(1)金刚石和石墨由相同的元素组成，因此它们具有相同的性质()(2)石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应()(3)向空气中排放二氧化碳会形成酸雨()(4)向CaCl2溶液中通入CO2气体，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊消失()(5)氨化的饱和食盐水中通入足量的CO2气体，会析出晶体()(6) 激光法蒸发石墨得到C60发生的物理变化()一、碳及其重要化合物的转化碳的重要化合物转化关系如下：用化学方程式表示标有序号的各步变化。
①___________________________________；②___________________________________；③___________________________________；④___________________________________；⑤____________________________________；⑥____________________________________。
二、碳氧化物的除杂问题写出除去下列气体中混有的杂质(括号内为杂质)可采取的方法。
(1)CO(CO2)：_________________________________；(2)CO2(CO)：_________________________________；(3)CO2(O2)：__________________________________；(4)CO2(SO2)：_________________________________；(5)CO2(HCl)：_________________________________。
2021届高考化学一轮复习讲义 碳、硅及重要化合物和氯及重要化合物
碳、硅及其重要化合物1．写出下列反应的方程式(是离子反应的写出离子方程式)(1)Si和KOH溶液的反应：____________________________________________________________________________________________________________________________；(2)SiO2和KOH溶液的反应：___________________________________________________________________________________________________________________________；(3)SiO2和C在高温下的反应：_____________________________________________________________________________________________________________________；(4)SiO2和氢氟酸的反应：_____________________________________________________________________________________________________________________________；(5)Na2SiO3溶液与盐酸的反应：________________________________________________________________________________________________________________________；(6)Mg在CO2中燃烧：________________________________________________________________________________________________________________________；(7)向澄清石灰水中通入少量CO2气体：_______________________________________________________________________________________________________________；(8)向澄清石灰水中通入过量CO2气体：_______________________________________________________________________________________________________________；(9)除去CO中的CO2：____________________________________________________________________________________________________________________________；(10)生产普通玻璃的原理：_________________________________________________________________________________________________________________________。
2013年高考化学试题分类解析 ——考点13 碳硅及其化合物
考点13 碳硅及其化合物1.（2013·上海化学·21）一定条件下，将0.1LCO、0.2LCO2、0.1LNO、0.2LNO2和0.2LNH3混合，然后通过分别盛有足量蒸馏水、饱和碳酸氢钠溶液和氢氧化钠溶液的三个洗气瓶（洗气瓶排列顺序不确定）。
假设气体通过每个洗气瓶都能充分反应则尾气（已干燥）A.可能是单一气体B.不可能含有一氧化碳C.可能存在原气体中的两种气体D.成分和洗气瓶的排列顺序无关【答案】AC【解析】方法一，洗气瓶排列顺序有6种，若第一个洗气瓶装氢氧化钠溶液，则这时出来的气体有CO、NH3，后面的2个洗气瓶无论怎样的顺序，最后的气体为CO；若第一个洗气瓶装水，则这时出来的气体有CO、CO2、NO，后面的2个洗气瓶无论怎样的顺序，最后的气体为CO、NO；若第一个洗气瓶装饱和碳酸氢钠溶液，则这时出来的气体有CO、CO2、NO，后面的2个洗气瓶无论怎样的顺序，最后的气体为CO、NO.方法二，洗气瓶的排列顺序无论怎样，最终的气体肯定没有CO2、NH3，而CO与三种溶液都不反应，尾气肯定有CO，若第一个洗气瓶装氢氧化钠溶液，则尾气没有NO(NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O)，若第一个洗气瓶不是装氢氧化钠溶液，则尾气一定有NO。
【考点定位】本题考查化学计算、收敛思维能力2.（2013·江苏化学·4）下列有关物质性质的应用正确的是A.液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂B.二氧化硅不与强酸反应，可用石英器皿盛放氢氟酸C.生石灰能与水反应，可用来干燥氯气D.氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝【参考答案】A【解析】本题属于元素及其化合物知识的考查范畴，这些内容都于《必修一》、和《必修二》等课本内容。
A.源于《必修一》P99第8行原文。
B.源于《必修一》P76第9行原文。
C.源于《必修一》P87第3题及《必修一》P85第7行材料。
D.氯化铝从《选修三》电负性差值来看，它属于共价化合物，熔融情况下不导电，不能用于电解制铝。
湖南高考化学一轮复习【考点13】碳、硅元素单质及其重要化合物 新人教版
湖南高考化学一轮复习【考点13】碳、硅元素单质及其重要化合物新人教版1、（2010·云浮模拟）联合国气候变化大会2009年12月7日在丹麦首都哥本哈根拉开帷幕，很多人称这次大会为“人类拯救地球的最后机会”。
据报道，在火星和金星大气层中发现了一种非常特殊的会导致温室效应的气态化合物，它的结构式为：16O=C=18O。
下列说法正确的是 ( )A．16O与18O为同种核素B．16O=C=18O与16O=C=16O互为同位素C．16O=C=18O的化学性质与16O=C=16O完全不同D．目前提出的“零碳经济”，目标是不再向环境排放CO2，有利于控制温室效应【解析】选D。
16O与18O互为同位素，A项错误；16O=C=18O与16O=C=16O是两种分子不可能互为同位素，B项错误；16O=C=18O与16O=C=16O结构相似，化学性质应该相似，C项错误。
2、（2010·广州模拟）有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。
下列有关硅的说法中，不正确的是（）。
A. 高纯度的硅广泛用于制作计算机B. 硅可由二氧化硅还原制得C. 低温时，硅与水、空气和酸不反应，但能与氢氟酸反应D. 自然界中硅的储量丰富，自然界中存在大量的单质硅【解析】选D。
由于硅是亲氧元素，自然界中无单质硅，D项错误。
3、（2010·东方模拟）从下列事实所得出的相应结论正确的是（）A．③④⑤ B．②③⑤ C．①②③ D．全部【解析】选B。
电解质必须是化合物①错误；氮气与氧气难以反应是因为氮气含有三键，非金属性：N＞P，④错误。
4、（2010·荆门模拟）当压力达到220atm、温度达到374℃时，水可将CO2等含碳化合物转化为有机物，这就是“水热反应”，生物质在地下高温高压条件下通过水热反应可生成石油、煤等矿物能源。
下列说法不正确的是（）A．二氧化碳与超临界水作用生成汽油的反应，属于放热反应B．“水热反应”是一种复杂的物理化学变化C．火力发电厂可以利用废热，将二氧化碳转变为石油D．通过“水热反应”制取能源有望实现地球上碳资源的和谐循环【解析】选A。
高考化学一轮复习 新人教版课时13碳、硅及其化合物
高考化学一轮复习人教版课时13 碳、硅及其化合物【课时导航】复习目标1. 了解C、Si单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2. 了解Si、SiO2的结构特点，了解Si的提纯原理和方法。
3. 了解硅酸盐工业，知道无机非金属材料和新型无机非金属材料。
知识网络1. 碳及其化合物转化关系2. 硅及其化合物转化关系问题思考问题1：为什么不能用带有玻璃塞的玻璃瓶装碱液?问题2：粗硅提纯的常见方法有哪些?【课前自测】1. (全国各地高考试题汇集)判断下列说法是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”。
(1)Si和SiO2都用于制造光导纤维( )(2)NH4F水溶液中含有HF，因此NH4F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中( )(3)合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料( )(4)漂白粉、石英都属于纯净物( )(5)因为晶体硅熔点高、硬度大，所以可用于制作半导体材料( )(6)二氧化硅不与强酸反应，可用石英器皿盛放氢氟酸 ( )(7)浓硫酸可刻蚀石英制艺术品( )(8)用含硅胶、铁粉透气小袋与食品一起密封保存过程中没有化学变化( )(9)氢氟酸雕刻玻璃不涉及化学变化( )(10)硬度比较：晶体硅<金刚石( )(11)烧结黏土制陶瓷不涉及化学反应( )(12)SiO2既能和氢氧化钠溶液反应又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物( )(13)可用磨口玻璃瓶保存NaOH溶液( )(14)水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂( )【答案】(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×(9)×(10)√(11)×(12)×(13)×(14)√【解析】(1)SiO2用于制造光导纤维，Si用于制造半导体材料；(2)NH4F水解产生HF，HF易和玻璃中的SiO2反应，所以NH4F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中；(3)合成纤维不是无机非金属材料，而是有机物；(4)漂白粉是次氯酸钙和氯化钙的混合物，石英的主要成分是二氧化硅；(5)晶体硅可用于制作半导体材料是因为其位于金属与非金属交界处；(6)HF能与石英中的成分SiO2发生反应：SiO2+4HF SiF4↑+2H2O，所以石英容器不能存放氢氟酸；(7)浓硫酸不与石英的成分二氧化硅发生反应，而二氧化硅与氢氟酸反应，所以工艺师用氢氟酸刻蚀石英制艺术品；(8)硅胶具有吸水性，可防止食品受潮，属于物理变化；铁粉可防止食品被氧化，属于化学变化；(9)HF 能与玻璃的成分SiO2发生反应：SiO2+4HF SiF4↑+2H2O，因此用于雕刻玻璃，属于化学变化；(10)晶体硅与金刚石都为原子晶体，原子半径：碳<硅，键长：C—C<Si—Si，键长越短，键能越大，则硬度越大；(11)制陶瓷的原料是黏土，发生化学变化生成硅酸盐产品；(12)二氧化硅可以与碱反应生成盐和水，因此二氧化硅是酸性氧化物，二氧化硅能和氢氟酸反应是二氧化硅的特性；(13)玻璃中含有二氧化硅，能与氢氧化钠反应生成硅酸钠，使瓶塞与瓶口黏连在一起。
知识清单12碳、硅及无机非金属材料(教师版)2025年高考化学一轮复习知识清单
知识清单12 碳、硅及无机非金属材料知识点01 碳及其化合物1．碳单质(1)存在形式：有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯，它们互为同素异形体。
金刚石 石墨 足球烯①金刚石：正四面体空间网状结构。
物理性质：熔点高，硬度大，不导电。
②石墨：层状结构，每层为正六边形的平面网状结构。
物理性质：熔点高，硬度小，能导电，具有润滑性。
③足球烯（C 60）：笼状分子，由正五边形和正六边形排列而成。
不导电。
(2)主要化学性质——还原性2．CO、CO2的性质对比CO2＋H2O H2CO3CO2C，△①O2，②CuOCO3CO2－3①CO2+H2O，②H+OH-HCO－3(1)金刚石和石墨由相同的元素组成，因此它们具有相同的性质(×)错因：它们的化学性质相似，但物理性质不同。
(2)石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应(×)错因：同素异形体之间的转化，化合价不变，不是氧化还原反应。
(3)向空气中排放二氧化碳会形成酸雨(×)错因：pH<5.6的雨水才是酸雨，CO 2不能形成酸雨。
(4)向CaCl 2溶液中通入CO 2气体，溶液变浑浊，继续通入CO 2至过量，浑浊消失(×) 错因：由于盐酸的酸性比碳酸强，CO 2与CaCl 2溶液不反应。
(5)氨化的饱和食盐水中通入足量的CO 2气体，会析出晶体(√)提示：氨化的饱和食盐水中通入足量的CO 2气体生成NaHCO 3的溶解度较小，在溶液中析出。
(6) 激光法蒸发石墨得到C 60 发生的物理变化(×) 错因：石墨转化为C 60，有新物质生成。
一、碳及其重要化合物的转化 碳的重要化合物转化关系如下：用化学方程式表示标有序号的各步变化。
①___________________________________； ②___________________________________； ③___________________________________； ④___________________________________； ⑤____________________________________； ⑥____________________________________。
2017年高考化学试题分类解析 考点13 碳、硅元素单质及其重要化合物
考点13 碳、硅元素单质及其重要化合物一、选择题1.（2017·北京高考·12）下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确．．．的是( )A.由①中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应C.由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物D.③的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应【命题意图】本题考查化学实验的设计与评价。
意在考查学生的探究能力、对实验设计的分析及评价能力。
【解题指导】解答本题需注意以下两点:(1)3处装置图中均存在“热”。
(2)硝酸热分解、C与硝酸反应均可产生NO2。
【解析】选D。
①中的碎玻璃不与浓硝酸反应,但仍有红棕色气体产生,说明浓硝酸受热分解产生了二氧化氮和氧气,A正确;②中红热的木炭可能与硝酸发生反应生成了二氧化氮,也可能硝酸受热分解产生二氧化氮,B正确;③中红热木炭未与浓硝酸接触,但产生了二氧化氮,说明浓硝酸具有挥发性,C正确;③的气体产物中检测出CO2,有可能是C与O2反应产生的,D错误。
2.(2017·江苏高考·3)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是 ( )A. Na2O2吸收CO2产生O2,可用作呼吸面具供氧剂B. ClO2具有还原性,可用于自来水的杀菌消毒C. SiO2硬度大,可用于制造光导纤维D. NH3易溶于水,可用作制冷剂【命题意图】本题考查物质性质与用途的关系,意在考查学生对常见物质性质的掌握程度。
【解析】选A。
A项,人呼出CO2,经Na2O2反应生成O2,故可作供氧剂,正确;B项,ClO2具有氧化性,可用于自来水杀菌消毒,错误;C项,SiO2制造光导纤维的原因不是其硬度大,两者无对应关系,错误;D项,液氨易汽化且汽化时吸收大量的热,是作为制冷剂的原因,错误。
【教材回扣】本题所考查的物质,均为中学课本中的物质,复习要回归课本。
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考点13 碳、硅元素单质及其重要化合物
一、选择题
1.(2014·江苏高考·4)下列物质性质与应用对应关系正确的是( )
A.晶体硅熔点高硬度大,可用于制作半导体材料
B.氢氧化铝具有弱碱性,可用于制胃酸中和剂
C.漂白粉在空气中不稳定,可用于漂白纸张
D.氧化铁能与酸反应,可用于制作红色涂料
【解题指南】解答本题时应注意以下两点:
(1)知道性质决定用途这一重要观念;
(2)本题一定要注意是否存在“因果”关系。
【解析】选B。
硅是原子晶体,熔点高、硬度大,硅可用作半导体材料,但二者没有因果关系,A错误;Al(OH)3具有弱碱性,能中和胃酸(主要成分为HCl),可作胃酸中和剂,B正确;漂白粉中的Ca(ClO)2能与空气中的二氧化碳和水反应生成HClO,HClO见光分解,所以漂白粉在空气中不稳定,但漂白粉一般不用于漂白纸张,C错误;Fe2O3是碱性氧化物,能与酸反应,它可作红色涂料,但二者没有因果关系,D错误。
二、非选择题
2.(2014·广东高考·32)石墨在材料领域有重要应用。
某初级石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(
3.1%)和MgO(0.5%)等杂质,设计的提纯与综合利用工艺如下:
(注:SiCl4的沸点为57.6℃,金属氯化物的沸点均高于150℃)
(1)向反应器中通入C l2前,需通一段时间N2,主要目的是。
(2)高温反应后,石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物。
气体Ⅰ中的碳氧化物主要为,由气体Ⅱ中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为。
(3)步骤①为:搅拌、。
所得溶液Ⅳ中的阴离子有。
(4)由溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ的总反应的离子方程式为。
100 kg初级石墨最多可获得Ⅴ的质量为kg。
(5)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐,完成如下防腐示意图,并作相应标注。
【解题指南】解答本题时应注意,判断气体Ⅱ时,应运用信息“SiCl4的沸点为57.6℃,金属氯化物的沸点均高于150℃”及“80℃冷凝”。
【解析】(1)向反应器中通入Cl2前,需通一段时间N2,主要目的是排除容器内空气,防止空气中的氧气影响杂质的氯化。
(2)由SiO2+2C Si+2CO↑,气体Ⅰ中的碳氧化物主要为CO;气体Ⅰ的成分有SiCl4、AlCl3、FeCl3、MgCl2,根据SiCl4的沸点为57.6℃,金属氯化物的沸点均高于150℃,在80℃冷凝,得气体Ⅱ含SiCl4,得到水玻璃的化学反应方程式为SiCl4+6NaOH Na2SiO3+4NaCl+3H2O。
(3)固体Ⅲ中含AlCl3、FeCl3、MgCl2,步骤①为搅拌、静置、过滤,目的是除去FeCl3、MgCl2[与NaOH生成Fe(OH)3和Mg(OH)2],并生成含NaAlO2的溶液,溶液Ⅳ显碱性,加入乙酸乙酯后水解生成醋酸,故溶液Ⅳ中的阴离子有CH3COO-、Cl-、OH-。
(4)由溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ的总反应的离子方程式为Al+CH3COOCH2CH3+2H2O Al(OH)3↓+CH3COO-+CH3CH2OH,由铝元素守恒,×2×78=7.8(kg)。
(5)防腐示意图为
答案:(1)排除容器内空气,防止空气中的氧气影响杂质的氯化
(2)CO SiCl4+6NaOH Na2SiO3+4NaCl+3H2O
(3)静置、过滤CH3COO-、Cl-、OH-
(4)Al+CH 3COOCH2CH3+2H2O Al(OH)3↓+CH3COO-+CH3CH2OH 7.8
(5)
【误区提醒】电化学防腐包括利用原电池原理防腐和利用电解池原理防腐。
利用原电池原理防腐时,被保护的物体作原电池的正极,即与活泼电极组成原电池;利用电解池原理防腐时,被保护的物体作电解池的阴极,不活泼的电极作电解池的阳极。
3.(2014·新课标全国卷Ⅱ·27)铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料等。
回答下列问
题:
(1)铅是碳的同族元素,比碳多4个电子层。
铅在元素周期表的位置为第周期、第族;PbO2的酸性比CO2的酸性(填“强”或“弱”)。
(2)PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,反应的化学方程式为。
(3)PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得,反应的离子方程式为 ;
PbO2也可以通过石墨为电极,Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取。
阳极发生的电极反应式为,阴极上观察到的现象是;若电解液中不加入Cu(NO3)2,阴极发生的电极反应式为,这样做的主要缺点是。
(4)PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示,已知失重曲线上的a点为样品失重 4.0%(即
×100%)的残留固体。
若a点固体组成表示为PbO x或mPbO2·nPbO,列式计算x值和m∶
n值。
【解题指南】解答本题要注意以下两点:
(1)根据同主族性质相似的特点推导不熟悉物质的性质;
(2)氧化还原反应方程式的书写应注意利用得失电子守恒配平。
【解析】(1)根据题给信息知,铅是碳的同族元素,比碳多4个电子层,碳位于第2周期,则铅在元素周期表的位置为第6周期、第ⅣA族;根据同主族元素性质递变规律判断,PbO2的酸性比CO2的酸性弱。
(2)根据题意知,PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体氯气,迁移二氧化锰与浓盐酸的反应知,反应的化学方程式为PbO2+4HCl(浓)PbCl2+Cl2↑+2H2O。
(3)根据题给信息知,PbO与次氯酸钠溶液反应生成PbO2和氯化钠,反应的离子方程式为PbO+ClO-PbO2+Cl-;根据题给信息知,电解池阳极发生氧化反应,即Pb2+失电子被氧化生成PbO2,电极反应式为Pb2++2H2O-2e-PbO2+4H+,阴极上发生还原反应,电极反应式为Cu2++2e-Cu,观察到的现象是石墨上包上铜镀层;若电解液中不加入Cu(NO3)2,阴极发生的电极反应式为Pb2++2e-Pb,这样做的主要缺点是不能有效利用Pb2+。
(4)根据题给信息知,PbO2在加热过程发生的反应为
PbO2PbO x+()O2↑,则有()×32=239×4.0%,x=1.4,根据mPbO2·nPbO,=1.4,m∶n=2∶3。
答案:(1)6 ⅣA 弱
(2)PbO2+4HCl(浓)PbCl2+Cl2↑+2H2O
(3)PbO+ClO-PbO2+Cl-
Pb2++2H2O-2e-PbO2+4H+
石墨上包上铜镀层Pb2++2e-Pb
不能有效利用Pb2+
(4)根据PbO2PbO x+()O2↑,有()×32=239×4.0%,x=1.4,根据mPbO2·nPbO,=1.4,m∶n=2∶3。