碳,硅及其重要化合物的性质及用途
化学培优增分一轮全国经典讲义：第4章 第1节 碳、硅及无机非金属材料
第4章非金属及其化合物第1节碳、硅及无机非金属材料考试说明1．了解碳、硅单质及其化合物的主要性质及应用.2．了解碳、硅及其化合物对环境质量的影响。
3．了解常见无机非金属材料的性质和用途.命题规律碳、硅及其化合物的性质是高考的常考点,其考查方式有：结合原子结构、元素周期律以选择题型考查碳、硅及其化合物的性质及应用；以新材料、新技术为背景结合工艺流程图以填空题型考查碳、硅的化合物的性质及应用等。
考点1碳、硅单质及其氧化物的性质1．碳单质的存在、性质和用途2．硅单质的存在、性质和制备（1)结构及物理性质(2）化学性质硅的化学性质不活泼，常温下不能被浓硫酸、浓硝酸等强氧化剂氧化，只能与F2、氢氟酸、强碱溶液反应；在加热条件下,能与O2、Cl2等少数非金属单质化合.写出下列相关反应的化学方程式：(3)工业制备反应原理：①制粗硅SiO2＋2C错误!Si＋2CO↑,②粗硅的提纯Si＋2Cl2错误!SiCl4、SiCl4＋2H2错误!Si＋4HCl。
3．碳和硅的氧化物(1)一氧化碳CO是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(1)硅与碱溶液反应时,硅为还原剂，H2O为氧化剂.(2）不能依据反应2C＋SiO2错误!Si＋2CO↑来说明C的还原性比Si强，也不能依据反应SiO2＋Na2CO3错误!Na2SiO3＋CO2↑来说明SiO2水化物的酸性比H2CO3强。
（3）用于半导体材料的是高纯的晶体硅，用作光导纤维材料的是SiO2。
(4）SiO2是碱性氧化物，但能与HF反应，因此盛放氢氟酸不能用玻璃瓶，要用特制的塑料瓶。
盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，因为SiO2与碱溶液反应生成具有黏性的Na2SiO3。
【基础辨析】判断正误，正确的画“√"，错误的画“×”。
（1)硅单质广泛存在于自然界中，天然存在的单质硅叫硅石。
（×)（2）SiO2既可以和氢氟酸反应，又可以和NaOH溶液反应，是两性氧化物。
高三化学一轮复习——碳、硅及其化合物
说明：反应要隔绝空气；炭的用量要合适； 方法一：将生成的粗硅和Cl2反应生成液态 SiCl4，通过蒸馏(或多次蒸馏)，实现SiCl4和杂质 的分离，得到的高纯SiCl4用H2还原。
主要反应： Si+2Cl2
高温 高温
SiCl4
Si+4HCl
SiCl4+2H2
方法二：将生成的粗硅在加热条件下与 HCl(g)反应，制成化合物SiHCl3，与杂质分离； 再在高温条件下用H2还原，重新得到高纯硅和 HCl。
SiO32-+CO2+H2O=CO32-+H2SiO3
1.二氧化硅（SiO2）又称硅石，是制备硅及其化 合物的重要原料（如图）。下列说法正确的是
A．SiO2属于两性氧化物 B．盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞 C．硅胶吸水后不能重复再生 在硅胶中加入CoCl2可显示硅胶吸水是否失效 D．图中所示转化反应都是氧化还原反应
(2)下列有关硅材料的说法正确的是______(填字母)。 A．碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥 B．氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷 和轴承 C ．高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材 料——光导纤维 D．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制备的， 其熔点很高 E．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光 单晶硅
5.能说明碳元素的非金属性比硅元素强的是
7、 如图，已知：①单质 E可作为半导体材料； ②化合物F是不能生成盐的氧化物；③化合物I能 溶于水呈酸性，它能够跟氧化物 A起反应。据此， 请填空： (1) 化合物 F 、 I 分别是？ (2) 反应③④的化学方程 式是？
2. 将足量CO2气体通入水玻璃中，然后加 热蒸干，再在高温下充分燃烧，最后所得的 固体物质是（ ） A. Na2SiO3 B. Na2CO3、Na2SiO3 C. Na2CO3、SiO2 D. SiO2
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。
碳、硅及其重要化合物
碳、硅及其重要化合物一、碳、硅单质1．单质的结构、存在形态、物理性质和用途2．碳和硅的化学性质3．硅的工业制法及提纯石英砂――→①焦炭高温粗硅――→②氯气加热SiCl 4――→③氢气高温高纯硅反应①：□20SiO 2＋C=====高温Si ＋2CO ↑。
反应②：□21Si ＋Cl 2=====△SiCl 4。
反应③：□22SiCl 4＋2H 2=====高温Si ＋4HCl 。
二、碳、硅的氧化物 1．一氧化碳 (1)物理性质□01无色气体，□02有毒，□03难溶于水。
(2)化学性质 ①燃烧：2CO ＋O 2=====点燃2CO 2，□04淡蓝色火焰(空气中燃烧)。
②还原Fe 2O 3：□05Fe 2O 3＋3CO=====高温2Fe ＋3CO 2(冶炼金属)。
2．二氧化碳和二氧化硅的比较续表三、硅酸、硅酸盐、无机非金属材料1．硅酸(H2SiO3)2．硅酸盐(1)硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，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□06K2O·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□07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===□08Na2CO3＋H2SiO3↓。
(3)用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。
3．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。
4 第14讲 碳、硅及无机非金属材料
第14讲碳、硅及无机非金属材料[高考评价要求]1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解碳、硅及其重要化合物的主要性质，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。
2.结合实例认识碳、硅及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
考点一碳及其重要化合物1.碳单质：存在形式有金刚石、石墨、足球烯等，它们互为同素异形体。
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，且属于非氧化还原反应。
2.碳的氧化物(CO、CO2)的比较CO CO2物理性质无色、无味的气体，密度比空气略小，难溶于水无色、无味的气体，密度比空气大，可溶于水(溶解度小)毒性有毒(易结合血红蛋白)无毒(温室效应)化学性质还原性可燃性，还原氧化铁—氧化性—①与炽热的木炭反应②Mg在CO2中燃烧与水反应—CO2＋H2O H2CO3与碱反应(石灰水)—Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O(检验CO2)续表CO CO2相互转化CO2C，△①O2；②CuOCO用途燃料、冶炼金属等灭火、制汽水、植物肥料、化工原料等3.碳酸(H2CO3)：弱酸、不稳定。
碳酸只能存在于水中，在水中与CO2共存，因此常把CO2＋H2O当碳酸用。
1.碳是构成地球生命的一种重要非金属元素，碳单质很早就被人类认识和利用，碳的一系列化合物——有机化合物，更是生命的根本。
下列有关说法中正确的是()A.含碳的化合物数量众多、分布极广B.向空气中大量排放二氧化碳气体会形成酸雨，破坏建筑物C.碳单质有多种不同的存在形式，如金刚石、12C、14C、C60等D.煤、石油属于不可再生能源，天然气、乙醇属于可再生能源答案：A2.(双选)(2022·潍坊高三模拟)科技的进步为二氧化碳资源化利用提供了广阔的前景。
下列说法错误的是()A.CO 2是自然界碳循环中的重要物质B.CO 2加氢转化为乙烯，CO 2被氧化C.CO 2电催化时，在阳极转化为燃料D.CO 2与环氧丙烷可合成可降解塑料解析：选BC 。
碳族元素---碳、硅
银白色固体
锡 Sn
银白色固体
铅 Pb
蓝白色固体
主要化合价
半径变化规律 常见氧化物（化学式）
化学式
+4 +2
半径依次增大 CO2 CO CH4 H2CO3 SiO2 SiH4 H2SiO3
———— 无 ———— ———— ————
C．除去FeCl2溶液中混有的FeCl3：加入过量铁粉，过滤 D．除去Cu粉中混有的CuO：加适量稀硝酸后，过滤、洗涤
【例题3】（06· 天津理综）晶体硅是一种重要的非金属材料， 制备纯硅的主要步骤如下： ①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
②粗硅与干燥HCl气体反应制得 SiHCl3: Si+3HCl300℃ SiHCl3 + H2 ③SiHCl3与过量H2在1 000～1 100℃反应制得纯硅 已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。请回答下列 问题： （1）第①步制备粗硅的化学反应方程式为 高温 Si + 2CO↑ SiO2 + 2C 。 （2）粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3（沸点 33.0℃)中含有少量SiCl4（沸点57.6℃)和HCl（沸点-84.7℃),提纯 分馏（或蒸馏） SiHCl3采用的方法为________
SiO2
坚硬、难溶的固体，不溶于水。 石英晶体也具有立体网状结构 （1）酸酐、具有酸性氧化物的通性 与碱以及碱性氧化物反应 SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O
高温
CaCO3 CaO + CO2 与水反应生成对应的酸 化学 CO2 + H2O = H2CO3 性质 （2）弱氧化性 CO + C 2 （3）与盐反应
各种元素的性质及用途
各种元素的性质及作用
30、铟(In)：铟是银白色金属，熔点 156.6℃，密度为7.31g/cm3，比铅还软， 延展性好，化学性能 稳定，主要用于配制 贵金属合金，低熔点 合金，轴承合金以及 电子电镀等工业方面。
各种元素的性质及作用
31、铂(Pt)：铂是银白色金属，熔点为 1769℃，密度为21.45g/cm3，主要用于电 气仪表 化学工业及制作精密合金等用。
各种元素的性质及作用
3、锰(Mn)：银白色金属，质坚而脆。密度7.44g/cm3。熔 点1244℃，锰最重要的用途就是制造合金-锰钢。 锰钢的脾气十分古怪而有趣，如果在钢中加入2.5—3.5% 的锰，那么所制得的低锰钢简直脆得像玻璃一样，一敲就 碎。然而，如果加入13%以上的锰，制成高锰钢，那么就 变得既坚硬又富有韧性。高锰钢加热到淡橙色时，变得十 分柔软，很易进行各种加工。 另外，它没有磁性，不会被磁 铁所吸引。
各种元素的性质及作用
28、硒(Se)：硒是黑色或深灰色玻璃状无 定型锭块(红硒与灰硒为硒的结晶变体，主 成分不变)，属于稀散元素，也称半金属。 硒的熔点为220℃，密度 为4,81g/cm3，质脆， 主要用于制造整流器， 硒感光板，复印硒鼓， 合金，搪瓷和玻璃工业等方面。
各种元素的性质及作用
29、碲(Te)：碲是一种银灰色半金属，属稀 散元素，熔点为450℃，密度为6.24g/cm3 ，质脆，具有很高的电阻 系数，是逆磁性金属，所 以是良好的半导体材料， 主要用来制作半导体器 件，合金，化工原料及铸铁，橡胶，玻璃等 产品的添加剂。
温下对氧和湿气都是稳定的，铬用于制造不锈钢，汽车
零件，工具，磁带和录像带等。 铬镀在金属上可以起到防锈的 作用，并且坚固美观。
各种元素的性质及作用
碳及硅元素的性质及应用
摘要本文简单粗略地介绍了Ⅳ主族，即碳族元素的基本通性，并对其中的碳元素和硅元素进行展开，分析了它们的单质，各类化合物的性质与制备方法，并揭示了它们在现实生活、工业等各个领域的用途及应用前景。
最后对碳、硅元素之间的异同作了进一步的阐述。
希望通过本文能够更深入地了解有关碳元素、硅元素以及碳族元素的扩展知识。
关键词：金刚石、石墨、富勒烯、碳纳米管、超导材料、沸石分子筛、半导体、高温结构陶瓷、纤维一．碳族元素的通性碳族元素是Ⅳ族元素，包括碳（carbon C）、硅（silicon Si）、锗（germanium Ge）、锡（tin Sn）、铅（lead Pb）、五个元素。
碳和硅是非金属元素，其余三种是金属元素。
本族元素基态原子的价电子结构为ns2np2。
碳和硅主要形成共价化合物，常见的氧化态为+4。
由于C-C单键的键能比C-H、C-O的键能低，所以含C-C键的化合物大量存在。
碳原子还有较强的形成多重键的倾向。
与碳相比，硅生成多重键的倾向明显减弱，在绝大多数化合物中硅原子常以sp3杂化形成4个单键，由于Si-O键能比Si-Si键能多，所以硅是亲氧元素。
随着本族元素原子序数的递增，过渡到第六周期元素铅时，由于原子核中有充满的4f亚层，有集中增强的核电场，加强了6s电子的穿透性，使6s能级显著降低，6s电子较不易成键，这就是所谓的“惰性电子对”。
因此，在锗、锡、铅中，随着元素原子序数的增大，稳定氧化态由+4变为+2。
+2氧化态的锗有很强的还原性，而+2氧化态的锡和铅离子在极性溶液中存在，+4氧化态的铅为强氧化剂。
碳和硅在自然界中分布很广，其中硅在地壳中的含量仅次于氧，锗的分布很分散，锡和铅矿藏较集中，易提炼。
锡在自然界中主要的矿石是锡石SnO2，我国有丰富的铅资源。
铅的主要矿石是方铅矿PbS。
碳族元素的单质都有十分重要的应用。
例如，高纯度的硅和锗是良好的半导体材料，在电子工业中用来制造各种半导体元件，锡和铅可用于制造合金，铅还可以作核反应推的防护屏等。
高考化学之高频考点07 非金属及其化合物(解析版)
解密07非金属及其化合物考点1 碳、硅及其化合物1. 扫除易忘知识盲点（1）自然界中无游离态的硅，通常原子晶体不导电，但硅是很好的半导体材料，是制作光电池的材料。
SiO2不导电，是制作光导纤维的材料。
（2）工业上制备粗硅，是用过量的C和SiO2在高温下反应，由于C过量，生成的是CO而不是CO2，该反应必须在隔绝空气的条件下进行。
（3）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）酸性氧化物一般能与水反应生成酸，但SiO2不溶于水；酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能与HF反应。
（5）硅酸盐大多难溶于水，常见可溶性硅酸盐是硅酸钠，其水溶液称为泡花碱或水玻璃，但却是盐溶液。
硅胶(m SiO2·n H2O)是一种很好的无毒干燥剂。
（6）H2CO3的酸性大于H2SiO3的，所以有Na2SiO3＋CO2(少量)＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，但高温下Na 2CO 3＋SiO 2=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑也能发生，原因可从两方面解释：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气体。
（7）水泥、玻璃与陶瓷是三大传统无机非金属材料；碳化硅、氮化硅等是新型无机非金属材料。
调研1 （衡水中学2020届高三期中）中国是瓷器的故乡，钧瓷是宋代五大名窑瓷器之一，以“入窑一色出窑万彩”的神奇窑变著称。
下列关于陶瓷的说法正确的是A ．高品质的白瓷晶莹剔透，属于纯净物B ．瓷器中含有大量的金属元素，因此陶瓷属于金属材料C ．氮化硅陶瓷属于传统无机非金属材料D ．"窑变"是高温下釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致颜色的变化【答案】D【解析】A ．陶瓷中含有多种物质，属于混合物，不符合题意，A 错误；B ．瓷器属于无机非金属材料，不符合题意，B 错误；C ．氮化硅属于新型无机非金属材料，不符合题意，C 错误；D ．“窑变”是高温下釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致的颜色变化，符合题意，D 正确；答案为D 。
硅
答案：B
解析：硅酸盐指的是硅、氧与其他化学元素 (主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等 )结合而成的化合物的总 称，故青石棉是一种硅酸盐产品；青石棉是一种纯净物，不可能含有一定量的石英晶体；1 mol
Na2O· 3FeO· Fe2O3· 8SiO2· H2O 跟足量硝酸反应时，失去 3 mol 电子，而还原产物只有 NO，故能使 1 mol HNO3 被还原。
考点三
硅酸、硅酸盐和无机非金属材料 一|知识梳理
1. 硅酸 硅酸难 溶于水，其酸性比碳酸 弱 ，硅酸 不能 (填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红色。 △ (1)硅酸不稳定，受热易分解： H2SiO3=====SiO2＋H2O 。 (2)硅酸能与碱溶液反应，如与 NaOH 溶液反应的化学方程式为 H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。 (3)硅酸在水中易聚合形成胶体，硅胶有很强的吸水能力，常用作 干燥剂 。
1. 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？ 提示：没有，因为硅有很强的亲氧性，在地壳形成时硅与氧易结合，因而硅在自然界中主要以氧化物和 硅酸盐形式存在。
总结提升 碳、硅单质的特殊性 (1) 一般情况下，非金属元素单质熔、沸点低，硬度小，但晶体硅、金刚石熔、沸点高，硬度大，其中 金刚石为自然界中硬度最大的物质。 (2)一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。 高温 (3)Si 的还原性大于 C，但 C 在高温下能还原出 Si：SiO2＋2C=====Si＋2CO↑。 (4)非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能跟 HF 作用：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。 (5)常见与强碱反应生成 H2 的固体单质有 Al 和 Si，能够置换出 H2O 中氢的非金属单质为碳，这些特征 反应常作为推断题的突破口。 (6)金刚石为原子晶体，1 mol 金刚石含有 2 mol 碳碳单键；晶体硅为原子晶体， 1 mol 晶体硅含有 2 mol Si－Si 键；二氧化硅晶体为原子晶体，1 mol SiO2 中含有 4 mol Si－O 键；石墨为混合晶体，1 mol 石墨中含 1.5 mol C－C 键，每个六元环中平均含 2 个碳原子；C60 是分子晶体。
高考化学一轮复习 专题4.1 碳、硅及其无机非金属材料(讲)(含解析)
专题4.1 碳、硅及其无机非金属材料1.了解C 、Si 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C 、Si 元素单质及其重要化合物对环境的影响。
知识点一 碳及其重要化合物 1．碳单质(1)结构、存在形态、物理性质和用途存在形态 游离态和化合态 结构金刚石：空间网状结构；石墨：层状结构同素异形体 金刚石、石墨、C 60、C 70 物理性质金刚石：熔点高、硬度大； 石墨：硬度小、电的良导体、有滑腻感用途金刚石用作切割刀具，石墨用作电极、铅笔芯、高温润滑剂 (2)主要化学性质——还原性可燃性2C ＋O 2(不足)=====点燃2CO 、C ＋O 2(足量)=====点燃CO 2 与氧化 物反应CuO ：2CuO ＋C=====△2Cu ＋CO 2↑(冶炼金属)SiO 2：SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO↑(制取粗硅) H 2O ：C ＋H 2O(g)=====高温CO ＋H 2(制取水煤气)与强氧化 性酸反应浓H 2SO 4：C ＋2H 2SO 4(浓)=====△CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O 浓HNO 3：C ＋4HNO 3(浓)=====△CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O2．一氧化碳(CO) (1)物理性质无色气体，有毒，难溶于水。
(2)化学性质——还原性①燃烧：2CO ＋O 2=====点燃2CO 2，淡蓝色火焰； ②还原CuO ：CuO ＋CO=====△Cu ＋CO 2(冶炼金属)。
3．二氧化碳(CO 2)(1)物理性质：CO 2是一种无色、无味的气体，能溶于水，固态CO 2俗称干冰。
(2)化学性质：与H 2O 、Na 2O 、Ca(OH)2(足量、澄清)、Mg 反应的方程式分别为CO 2＋H 2O H 2CO 3、Na 2O＋CO 2===Na 2CO 3、CO 2＋Ca(OH)2===CaCO 3↓＋H 2O 2Mg ＋CO 2=====点燃2MgO ＋C 。
碳、硅单质及重要化合物的性质
碳、硅单质及重要化合物的性质1．C、Si单质的存在形态、物理性质及用途(1)自然界中碳元素既有游离态，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硅两大类。
(2)单质的结构、物理性质与用途比较碳硅结构金刚石：空间网状结构石墨：层状结构晶体硅：与金刚石类似的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，有滑腻感晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、硬度大、熔点高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、硅芯片和硅太阳能电池2.碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。
3．二氧化碳和二氧化硅的比较物质 二氧化硅二氧化碳 结构 空间立体网状结构，不存在单个分子存在单个CO 2分子 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，常温下为气体，微溶于水化 学 性 质①与水 反应 不反应CO 2＋H 2OH 2CO 3②与酸 反应只与氢氟酸反应：SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O 不反应③与碱 反应SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)CO 2少量：CO 2＋2NaOH===Na 2CO 3＋H 2O 、 CO 2过量：CO 2＋ NaOH===NaHCO 3④与盐 反应 如与Na 2CO 3反应：SiO 2＋Na 2CO 3=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑如与Na 2SiO 3反应：Na 2SiO 3＋H 2O ＋CO 2(不足)===H 2SiO 3↓＋Na 2CO 3或Na 2SiO 3＋2H 2O ＋2CO 2(足量)===H 2SiO 3↓＋2NaHCO 3⑤与碱 性氧化 物反应 如与CaO 反应：SiO 2＋ CaO=====高温CaSiO 3如与Na 2O 反应：Na 2O ＋ CO 2===Na 2CO 3用途光导纤维、光学仪器、电子部件制饮料、制碳酸盐4．(1)硅酸硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱，硅酸不能(填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红色。
2023年高考化学总复习第一部分考点指导第二章典型元素及其化合物 第4讲无机非金属材料
第4讲无机非金属材料【课标要求】1.能列举、描述、辨识碳和硅两种元素单质及其重要化合物的性质及应用。
能用化学方程式正确表示主要化学性质。
2．能从材料组成的角度对无机非金属材料进行分类，并合理使用。
3．能说明无机非金属材料的应用对社会发展的价值。
【学科素养】1.宏观辨识与微观探析：了解C、Si单质及其重要化合物的主要性质及其应用。
2．变化观念与平衡思想：根据碳、硅的结构，预测在一定条件下碳、硅及其化合物可能发生的化学变化。
3．科学态度与社会责任：关注与碳、硅有关的热点问题(如光导纤维、硅电池、半导体材料)，形成可持续发展的意识；认识无机非金属材料对社会发展的重大贡献。
考点考题考点一：硅无机非金属材料2021浙江6月选考第9题2021广东选择考第1题2021广东选择考第4题2021山东等级考第17题2021浙江1月选考第21题2021全国乙卷第26题2020山东等级考第4题2020浙江7月选考第9题2020浙江7月选考第24题2020浙江1月选考第8题2020山东等级考第9题2019全国Ⅰ卷第1、26题2019全国Ⅲ卷第1题2018全国Ⅲ卷第28题考点二：碳及其氧化物2021山东等级考第2题2020全国Ⅱ卷第9题2020全国Ⅲ卷第28题2019全国Ⅰ卷第28题2019全国Ⅱ卷第26题2018全国Ⅰ卷第13题2018全国Ⅱ卷第27题分析近五年高考试题，高考命题在本讲有以下规律：1．从考查题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题呈现，考查内容主要有以下几个方面：(1)直接考查硅及其化合物、碳及其氧化物的结构、性质。
(2)以传统文化、先进科学技术为素材考查无机非金属材料的组成、性质、应用等。
(3)与环境相结合考查碳循环。
(4)以水煤气变换为载体，考查盖斯定律、化学平衡等化学反应原理的内容。
(5)原料中涉及硅元素的工艺流程中，考查硅及其化合物的性质。
2．从命题思路上看，侧重从晶体结构、物质类型、化合价等方面多角度、多层次分析、认知碳、硅两种元素的单质及其重要化合物；以无机非金属材料为载体考查化学对社会发展的重大贡献；通过二氧化碳对环境的影响的考查，树立低碳绿色可持续发展意识。
高考化学考点突破：碳、硅及无机非金属材料
碳、硅及无机非金属材料考点一 碳、硅单质及其重要化合物[知识梳理]1．碳、硅单质的结构、物理性质及用途碳硅原子结构 示意图元素在自然界中的存在形式 既有游离态又有化合态 只有__化合__态结构金刚石：空间网状结构， 石墨：层状结构 晶体硅：与金刚石类似的__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，能导电晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、硬度大、熔点__高__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、硅芯片和硅太阳能电池碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。
3．硅的工业制法及提纯石英砂――→①焦炭高温粗硅――→②氯气加热SiCl 4――→③氢气加热高纯硅反应①： SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO ↑ 反应②： Si ＋Cl 2△,SiCl 4 反应③： SiCl 4＋2H 2△,Si ＋4HCl 4．二氧化碳和二氧化硅二氧化碳二氧化硅类别 均为__酸性__氧化物结构 特点 由__二氧化碳分子__构成，属于__分子__晶体由氧原子与硅原子构成__立体网状__结构，属于__原子__晶体 主要物 理性质熔、沸点__低__，常温下为气体，能溶于水硬度__大__，熔、沸点__高__，常温下为固体，不溶于水化 学 性 质①与水 反应CO 2＋H 2OH 2CO 3不反应②与酸 反应 不反应只与氢氟酸反应： SiO 2＋4HF=== SiF 4↑＋2H 2O__③与碱 反应 CO 2少量：CO 2＋2OH －===CO 2－3＋H 2OCO 2过量： CO 2＋OH －===HCO －3 SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O (盛碱性溶液的试剂瓶用__橡胶__塞)用途 制饮料、制碳酸盐光导纤维、光学仪器、电子部件归纳总结硅及其化合物的特殊性质[对点检测]1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”。
高中化学第四章 非金属及其化合物知识点总结
第四章 非金属及其化合物第一讲 碳、硅及无机非金属材料考点1 碳、硅单质及其重要化合物的性质一、碳、硅的单质1．存在：自然界中碳元素既有游离态，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、C 60等同素异形体，硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类。
2．碳、硅单质的结构、物理性质与用途的比较碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。
碳⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧与O 2反应⎩⎪⎨⎪⎧O 2（足量）：C ＋O 2=====点燃CO 2O 2（不足）：2C ＋O 2=====点燃2CO 与氧化物反应⎩⎪⎨⎪⎧CuO ：2CuO ＋C=====△2Cu ＋CO 2↑（冶炼金属）SiO 2：SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO ↑（制取粗硅）H 2O ：C ＋H 2O （g ）=====高温CO ＋H 2（制取水煤气）与强氧化性酸反应⎩⎪⎨⎪⎧浓H 2SO 4：C ＋2H 2SO 4（浓）=====△CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O 浓HNO 3：C ＋4HNO 3（浓）=====△CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O 二、碳、硅的氧化物 1．CO 的性质(1)物理性质：无色无味的气体，难溶于水。
能使人中毒的原因是其与人体中血红蛋白相结合，因缺氧而中毒。
(2)化学性质①可燃性：2CO ＋O 2=====点燃2CO 2。
②还原性：CO 还原Fe 2O 3的反应为Fe 2O 3＋3CO=====高温2Fe ＋3CO 2。
2．二氧化碳与二氧化硅的比较 (1)物理性质①熔、沸点：CO 2的熔、沸点比SiO 2的熔、沸点低。
②溶解性：CO 2可溶于水，SiO 2不溶于水。
(2)化学性质CO 2＋H 2OH 2CO 3CO 2：化工原料、灭火剂。
干冰用作制冷剂，人工降雨。
SiO 2：制光学仪器、石英玻璃。
水晶可制作饰品，常用来制造通讯材料光导纤维。
考点2 硅酸盐及无机非金属材料一、硅酸和硅酸钠 1．硅酸(H 2SiO 3)硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱，不能使紫色石蕊试液变红色。
高考第一轮复习——无机非金属材料的主角—碳和硅
年级高三学科化学版本人教新课标版课程标题高考第一轮复习——无机非金属材料的主角—碳和硅编稿老师刘学超一校张琦锋二校林卉审核张美玲一、考纲要求1. 了解C、Si元素的单质及其重要化合物的主要性质及应用。
2. 了解C、Si元素的单质及其重要化合物对环境质量的影响。
3. 以上知识的综合应用。
二、考题规律C和Si的单质及其化合物的知识在高考中经常有所涉及、主要以选择题的形式来考查。
1. 对C、Si元素的单质及其化合物知识的考查，主要是以实验探究、框图推断为主要命题形式。
2. 对硅及其化合物在生产、生活中的应用的考查。
通常是以新材料、新技术为背景考查常识性知识，难度较小。
三、考向预测C和Si的单质及其化合物的知识在高考中主要涉及：1. 金刚石、石墨、C60、晶体硅、二氧化碳、二氧化硅的结构和性质的比较；2. 碳和一氧化碳的还原性、一氧化碳和二氧化碳的制取、收集、检验和鉴别；3. CO2和NaOH、SiO2与C、NaOH等反应产物的确定及计算；4. 典型的碳酸盐的性质及应用；5. 化学理论在硅酸盐工业实际中的应用；6. 推测新型无机非金属材料的结构特点或分析其用途。
尤其应注意碳、硅的单质及其化合物与基本理论和实验等内容结合的题目。
一、碳、硅及其重要化合物二、碳、硅元素的单质及其化合物的特性（1）一般情况，非金属元素单质的熔、沸点低，硬度小，但硅、金刚石的熔、沸点高，硬度大，其中金刚石为硬度最大的物质。
（2）一般情况，非金属元素的单质为绝缘体，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）非金属单质与碱反应一般是非金属既作氧化剂又作还原剂，而Si与碱溶液反应却只作还原剂：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：Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑。
碳族元素——硅及其重要的化合物
碳族元素——硅及其重要的化合物【考纲要求】了解硅及其化合物的主要性质和重要应用【复习目标】了解硅及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。
【复习重点】硅及其化合物的性质、用途【课堂热身】1、下列各项叙述的解释原因相同的是（）①NaOH溶液不能用带玻璃塞的试剂瓶保存；②Na2SiO3溶液要密封保存；③酸式滴定管不能装NaOH溶液；④氢氟酸不能盛放在玻璃瓶中。
A．①② B．①③ C．①④ D．②③2、常温下不能与单质硅反应的是（ ）A．O2 B. F2 C. HF溶液 D. NaOH溶液3、除去SiO2中混有的石灰石和生石灰，下列试剂中最适宜的是（） A．盐酸 B．NaOH溶液 C．水玻璃 D．浓硫酸【考点梳理】1、硅的单质（1）硅元素的含量与存在在地壳里，硅的含量在所有元素中居第位，仅次于，全部以态形式存在，是构成矿物和岩石的主要元素。
（2）硅晶体的结构与主要物理性质晶体，具有 体的空间网状结构； 色，有金属光泽；硬度 ，熔沸点 ，但都低于金刚石，是良好的半导体材料。
（3）硅的化学性质（4）高纯硅的制法2、二氧化硅（1）晶体结构与物理性质晶体结构：晶体二氧化硅是硅原子和氧原子以键形成的晶体，因此二氧化硅硬度，熔点，导电，溶于水。
（2）二氧化硅的化学性质3、硅酸及硅酸盐4、硅酸盐工业（1）水泥原料：。
生产设备：。
主要成分：。
（2）玻璃原料：。
生产设备：。
反应原理：。
主要成分：。
（3）陶瓷主要原料：。
5、无机非金属材料（1）分类：①传统无机非金属材料：水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。
②新型无机非金属材料：半导体材料、超硬耐高温材料、发光材料等。
（2）新型无机非金属材料的特性①耐高温、强度高；②具有电学特性；③具有光学特性；④具有生物功能。
（3）重要的新型无机非金属材料：①高温结构陶瓷（有氧化铝陶瓷：又称人造刚玉，具有熔点很高、硬度高的优点。
可用于作坩埚、高温炉管、球磨机、高压钠灯的灯管等。