第1课时 碳、硅及其重要化合物
2020版步步高高考化学一轮复习练习：第四章 第1课时 碳、硅及其重要化合物 Word版含解析
课时1 碳、硅及其重要化合物一、选择题1．下列关于C、Si两种非金属元素的说法中，正确的是()A．两者结合形成的化合物是共价化合物B．在自然界中都能以游离态存在C．氢化物的热稳定性比较：CH4＜SiH4D．最高价氧化物都能与水反应生成相应的酸解析C、Si都是非金属元素，结合形成的化合物是共价化合物，A正确；Si元素为亲氧元素，不能以游离态存在，故B错；非金属性C＞Si，故氢化物的热稳定性SiH4＜CH4，故C错；SiO2既不溶于水，也不和水反应，故D 错。
答案 A2．(2017·安徽合肥高三一次质检，2)硅及其化合物是带来人类文明的重要物质。
下列说法正确的是()A．陶瓷、水晶、水泥、玻璃都属于硅酸盐B．水玻璃是纯净物，可用于生产黏合剂和防火剂C．某硅酸盐的化学式为KAlSi3O8，可用K2O·Al2O3·6SiO2表示D．高纯硅可用于制造光导纤维，高纯二氧化硅可用于制造太阳能电池解析水晶的主要成分为SiO2，其不属于硅酸盐，A项错误；水玻璃是Na2SiO3的水溶液，属于混合物，B项错误；用于制造光导纤维的是二氧化硅，用于制造太阳能电池的是高纯硅，D项错误。
答案 C3．下列物质性质与用途对应关系正确的是()性质用途A硅酸钠化学性质稳定制备木材防火剂B 硅酸溶胶具有吸附水分的能力硅作半导体的材料C二氧化硅硬度大、熔点高氢氟酸在玻璃上刻花纹D焦炭具有可燃性焦炭还原二氧化硅冶炼粗硅解析硅胶吸附水，与硅作半导体的材料无关，B错误；二氧化硅硬度大，与氢氟酸和玻璃反应无关，C错误；焦炭具有可燃性，与焦炭还原二氧化硅无关，D错误。
答案 A4．(2016·南通二调)我国《可再生能源法》倡导碳资源的高效转化及循环利用(如图所示)。
下列做法与上述理念相违背的是()A．大力发展煤的气化及液化技术B．加快石油等化石燃料的开采和使用C．以CO2为原料生产可降解塑料D．将秸秆进行加工转化为乙醇燃料解析煤的气化和液化是通过化学变化将煤转化为气体和液体燃料的先进洁净煤技术，可以减少污染物的排放，A项正确；石油等化石燃料为不可再生能源，加快化石燃料的开采和使用，会破坏环境，加重环境污染，B项错误；可降解塑料不会造成“白色污染”，C项正确；将秸秆转化为乙醇燃料，可以减少PM2.5的产生，D项正确。
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。
碳、硅及其化合物 新高考化学专题讲解 考点详细分析深入讲解 化学高考必看 最新版
②SiO2在一种酸中溶解可生成一种气态含硅物质,则这种酸的电子式为
。
(2)电弧炉中生成粗硅的化学方程式为
。若电弧炉中焦炭过量,还会有SiC生
成,石英砂和焦炭生成SiC的反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为
。
(3)整个操作流程都需隔绝空气,原因是
(答出两条即可)。
(4)流化床反应器中除生成SiHCl3外,还可能发生副反应生成其他含硅化合物(如SiCl4、
反应①的化学方程式为SiO2+2C Si+2CO↑,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2,
故A错误;SiO2既能与NaOH溶液反应,又能和氢氟酸反应,故B正确;反应④的离子方程式为
Si+2OH-+H2O
SiO32−+2H2↑,故C错误;反应①产生的气体是CO,Na2SiБайду номын сангаас3溶液与CO不
反应,故D错误。
解题能力提升
3.含硅化合物的特殊性
(1)SiO2是H2SiO3的酸酐,但它不溶于水,不能直接与水反应制备H2SiO3。
(2)酸性氧化物一般不与酸反应,但SiO2能跟HF反应:SiO2+4HF
SiF4↑+
2H2O。
(3)无机酸一般都易溶于水,但H2SiO3难溶于水。
(4)因H2CO3的酸性强于H2SiO3,所以在Na2SiO3溶液(Na2SiO3水溶液俗称水
考点 1 碳、硅及其化合物
新高考化学
碳、硅及其化合物
详细分析与深入讲解
必备知识通关
碳、硅及其化合物 (1)碳、硅的主要单质的物理性质
物质
石墨
金刚石
晶体硅
色、态 深灰色片状固体无色透明固体
2013高三一轮汪爱华碳硅及其化合物教学设计
(1)碳 与O 2反应 O 2(足量)： O 2(不足)： 与氧化物反应 CuO ： (冶炼金属)SiO 2： (制取粗硅)H 2O ：C ＋H 2O(g)=====CO ＋H 2(制取水煤气)与强氧化 性酸反应 浓H 2SO 4： 浓HNO 3：C ＋4HNO 3(浓) =====CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O) 2013届高三一轮复习碳.硅及其化合物的性质及应用广州市第五中学 汪爱华【考纲要求】1．了解碳.硅元素单质及其重要化合物的主要性质及应用. 2．了解碳.硅元素单质及其重要化合物对环境质量的影响 【教学建议】1． 用对比类比的归纳的方法对碳、硅单质及氧化物的主要性质及应用的基础知识进行整理，分成小组，采用思考讨论交流的形式，完成知识点网络的搭建。
2． 关于碳.硅元素单质及其重要化合物对环境质量的影响，可从高考题中总结，让学生熟悉热点，同时结合元素周期律和结构的理论知识帮助学生理解的基础上加深记忆。
【课时安排】第1课时：碳、硅单质及氧化物的主要性质及应用 第2课时：硅酸、硅酸盐和无机非金属材料. 【教学过程】【知识重现1】1．C 、Si 单质的存在形态、物理性质及用途(1)碳在自然界既有________态又有________态。
碳的同素异形体有________、________、无定形碳、________等。
(2)硅在地壳中的含量占第____位，仅次于____，全部以________态存在，是一种亲____元素，单质硅有________和________形两种。
晶体硅是良好的________材料，在计算机等电子工业，可用作____________、大规模____________等。
硅是人类将________能转化为____能的常用材料，所以硅还用于制造________。
2．碳、硅单质的化学性质碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。
(2)Si ⎩⎨⎧与非金属单质反应⎩⎨⎧ O 2： F 2：Si ＋2F 2===SiF4Cl 2：Si ＋2Cl 2=====△SiCl4与氢氟酸反应：Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑【及时练习】1．下列关于碳族元素的叙述，不正确的是 ( ) A ．碳族元素的化合物主要是共价化合物高温 △B ．碳族元素的单质都是导体或半导体C ．自然界中大量存在着碳族元素中某元素的气态氢化物D ．碳族元素形成的化合物多于其他族元素形成的化合物 2．下列关于硅的说法中，不正确的是 ( )A ．硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料B ．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料C ．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应D ．加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应【知识重现2】 1．一氧化碳(1)物理性质：____色气体，____毒，____溶于水。
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。
硅及其重要的化合物
硅及其重要的化合物教学目的知识技能：在学习碳族元素知识的基础上，进一步认识硅的晶体构造、性质和用途。
能力培养：通过联络碳的已学知识来学习硅的新知识，有助于培养学生对新旧知识进行归纳比较的逻辑思维能力；通过金刚石的构造，培养学生的空间想像能力。
科学思想：通过定量和定性分析，认训晶体类型与晶体主要物理性质的关系。
进一步渗透构造决定性质的观点。
科学品质：在学生从书本和课堂汲取知识的同时，介绍我国古仿科学家的重大发明和当代国内外的新技术、新成果。
在大量的直观感性材料的陪衬下，使化学学习不再使人感到枯燥乏味而是生动有趣；为学生构架一座从书本知识到现代科技知识和生活实际的桥梁。
有助于学生开阔眼界，提高科技文化素养。
理解更多的现代相关科学理论与技术。
科学方法：通过对硅晶体样品、金刚石球棍模型、硅晶体常温超真空扫描隧道显微镜图像的观察，进行“观察方法”这一自然科学方法的指导。
重点难点理解掌握晶体微粒品种及其互相间作用力与晶体类型关系；晶体类型与晶体主要物理性质的关系；掌握理论知识指导学习硅元素性质知识的方法；培养空间想像能力，会把平面图想像成空间构造，又能把空产构造表示在平面图上。
教学过程教师活动学生活动引言展示讲述展示中国誉称“瓷国”。
陶瓷是我中华民族一项最伟大的创造，具有悠久而灿烂的历史。
原始陶器大约是1万年前出现在中国。
“陶”作为历史上第一种人造材料成为人类摆脱蒙昧的时代标志，秦兵马俑的制造展示了当时制陶规模和高超的动手术与艺术水平。
秦兵马俑图片或录像。
瓷器在东汉晚期发明，到宁朝形成了举世闻名的“柴”、“汝”、“哥”、“钧”、“定”、“官”几大名窑，其制品工艺之精湛到达“青如天”、“薄如纸”、“声如磬”的水平。
而陶瓷主要含硅元素。
古陶器的图片或录像。
观看兵马俑图片或古瓷器图片、录像等。
设问展示讲解你能否举出在现代社会中含硅元素的无机非金属材料吗？体现现代文明的无机非金属材料的图片，如：加上“硅窗”的保鲜袋，超导材料，电子陶瓷，集成电路等。
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。
硅的教案 第一课时
作用：在玻璃上雕刻图案。
思考题：
SiO2既能与碱NaOH反应，又能与酸HF反应。那么，SiO2是不是两性氧化物呢？
（3）.请比较CO2和SiO2的分子结构、物理性质、化学性质和用途，完成下表：（见课件）
（二）．硅酸（H2SiO3）
1．硅酸的制备和用途：
2、利用实物、模型或照片，激发学生的学习兴趣，培养学生热爱科学的情感。
3、通过动手实验，培养学生实事求是的科学态度。
教学重点、难点
二氧化硅的化学性质
二氧化硅的性质、结构
教学方法
合作探究、对比分析
教学资源
实验器材、多媒体
教学过程（教师活动、学生活动及设计意图）
教师活动
学生活动
设计意图
[问题引入]自然界中的岩石、沙子、土壤是由什么构成？
教学
目标
知识与技能
1、了解硅的重要系生产生活实际，培养学生对知识的迁移能力。
过程与方法
1、采用对比的方法，联系碳、二氧化碳大等学生已有的知识、经验来介绍硅、二氧化硅等新知识。
2、运用日常生活中事例进行教学，增强教学的直观性。
情感态度与价值观
1、认识硅及其化合物的广泛运用，体会化学的创造性与实用性，并关注化学有关的实际问题。
（一）．二氧化硅（SiO2）
硅最重要的化合物是__________。地球上存在的天然二氧化硅称为________，其存在形态有________和____________。
1．SiO2的结构（阅读“科学视野”了解）
思考：二氧化硅中有独立的二氧化硅分子吗？（无）
2、SiO2的存在、用途。
阅读P75完成以上问题
高考化学一轮复习 第4章 非金属及其化合物 第1节 碳、硅及无机非金属材料学案
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F 2、氢氟酸、强碱溶液反应；在加热条件下，能与O 2、Cl 2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SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO↑，②粗硅的提纯Si ＋2Cl 2=====高温SiCl 4、SiCl 4＋2H 2=====高温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，H 2O 为氧化剂。
(2)不能依据反应2C ＋SiO 2=====高温Si ＋2CO↑来说明C 的还原性比Si 强，也不能依据反应SiO 2＋Na 2CO 3=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑来说明SiO 2水化物的酸性比H 2CO 3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SiO 2。
(4)SiO 2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SiO 2与碱溶液反应生成具有黏性的Na 2SiO 3。
【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。
碳和硅及其化合物
非金属及其化合物知识梳理----碳和硅及其化合物间的相互转化关系第一节无机金属材料的主角——硅基础巩固一、硅单质1．元素的存在形态、单质的物理性质及其用途（1）结构：与金刚石相似，为_________结构。
（2）物理性质：熔点和沸点_______，导电性介于_______和_______之间。
（3）用途：制造________（信息材料）、制造________等。
2．化学性质：在常温下，除与F2、HF和强碱溶液反应以外，硅不易和其他物质反应。
有关化学反应方程式为：________________________；___________________________；________________________________。
3．制取：________________________；________________________；_____________________________________。
【思考交流1】硅的性质有哪些特殊性？提示：（1）硅的还原性比碳强，而碳在高温下却能从二氧化硅中还原出硅。
SiO2+2C==Si+2CO↑（2）非金属单质一般不与弱氧化性酸反应，而硅不但能与氢氟酸反应，而且还有H2生成（与酸反应产生氢气是活泼金属的性质）。
Si+4HF==SiF4↑+2H2↑（3）非金属单质与强碱溶液反应一般不生成氢气，而硅却不然。
Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑二、二氧化硅1．存在：广泛存在于自然界中（_______、_______、_______的主要成分均是二氧化硅）。
2．物理性质：纯SiO2是___色透明的晶体，硬度______，熔沸点_______。
3．化学性质：（1）酸性氧化物：与NaOH反应____________________________。
（2）和氢氟酸反应：____________________________。
（3）在高温下，可与Na2CO3、CaCO3等碳酸盐反应。
(新课标)2015届高考化学一轮总复习 第四章 课时1 碳、硅及其化合物课件
【示例1】 下列说法不正确的是 A．高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅
(
)。
(2013· 广东，11C)
B．单晶硅是将太阳能转变为电能的常用材料(2012· 新课标，8B) C．单质硅常用作半导体材料和光导纤维 (2011· 山东理综，10B)
D．硅是构成一些岩石和矿物的基本元素(2009· 广东理基，22①)
△ Si＋2Cl2=====SiCl4 。 ⑤与Cl2反应： __________________
4．硅的工业制法
探究思考
1．用短线把碳的同素异形体与其物理性质和用途连接起来
2．判断正误 (1)碳的几种单质性质不同的原因主要是由于其结构不同。( )
(2)12C、13C、14C是碳的三种同素异形体。
(3)硅是非金属元素，晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体
Байду номын сангаас
(
(
)
)
(4)硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料
(
(5)硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应 答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)√ ( (6)加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应 (
)
) )
的物质的量浓度为________。 解析 (1)C(碳)的两种常见气态化合物为CO、CO2，其中CO2 为非极性分子，所以Q为O，R为CO2。 (2)根据Na能与H2O(或CH3CH2OH)反应，而金刚石性质稳定的
特点，可用H2O(或CH3CH2OH)除去金刚石中含有的Na。
(3)Si与NaOH溶液反应的离子方程式为Si＋2OH－＋H2O=== SiO32－＋2H2↑。20.0 g粗产品中，含有11.4 g SiC，根据Si～
高中化学归纳 必修一 碳硅及其化合物
高中化学归纳必修一碳硅及其化合物1、碳族元素(1)在元素周期表中的位置和结构。
碳族元素在元素周期表中的IVA族，包括碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb) 五种元素。
最外层有四个电子，这些结构不同的电子不容易失去电子，容易形成共价键，难以形成离子键。
(2)主要化合价。
碳族元素的主要化合价有+2和+4, C、Si、Ge、Sn的+4价化合物较稳定，而Pb的+ 2价化合物较稳定。
(3)氢化物、最高价氧化物及其相应的水合物。
(4)碳族元素金属和非金属性质的渐变规律。
由C到Pb,核电荷数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引能力逐渐减小，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强。
由碳族元素形成的单质中，碳、硅为非金属，但是硅有金属光泽;锗、锡、铅为金属。
2、碳和硅的结构与性质3、二氧化硅、二氧化碳和一氧化碳的比较(注意] 若在硅晶结构中的每个Si一Si键中“插入一个氧原子，便可得到以硅氧四面体(SiO4) ”为骨架的二氧化硅的结构。
在二氧化硅晶体中，硅原子和氧原子交替排列，不会出现Si一Si键和O一O键，即每个硅原子与四个氧原子形成四个共价键，每个氧原子和两个硅原子形成共价键，因此，二氧化硅晶体中硅原子和氧原子的个数比是1 : 2，二氧化硅的化学式是SiO24、碳酸盐(1)正盐与酸式盐的比较(2)酸式盐性质的一般规律①在水中的溶解性:一般的，相同温度下，难溶性正盐的溶解度小于其酸式盐，可溶性正盐的溶解度大于其酸式盐。
如CaCO3难溶于水，Ca(HCO3)2易溶于水; Na2CO3 易溶于水，NaHCO3的溶解度比Na2CO3溶解度小;②与酸或碱反应:强酸的酸式盐只与碱反应而不与酸反应;弱酸的酸式盐与足量强碱反应生成正盐，与足量强酸反应生成正盐和弱酸;③热稳定性:一般的，热稳定性的大小顺序为:正盐>酸式盐。
(3)碳酸钙在自然界中广泛存在，是岩石的主要成分之一，不溶于水，但溶于酸。
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。
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。
第四章第1节 碳、硅及其重要化合物(共86张PPT)
追本溯源拓认知
知识点一
碳和硅
1. 单质的存在形态、物理性质和用途
碳 存在形态
游离态和化合态 高
硅
化合态 灰黑
金刚石：熔点 大 、硬度 小 良导体 物理性质 石墨：硬度 金刚石 电的 石墨
、
色固 大 高 体，有金属 光泽、熔点 半导体 、硬度 ，有脆性 材
用作切
2. 化学性质
[特别提醒]
(1)碳单质的化学性质主要表现为还原性，能
[固本自测] 2. 指出下列反应中SiO2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。 ①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O( ) )
高温 ②SiO2＋Na2CO3=====Na2SiO3＋CO2↑( 高温 ③SiO2＋2C=====Si＋2CO↑( 高温 ④SiO2＋3C=====SiC＋2CO↑( ⑤SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O( ) ) )
第四章 非金属及其化合物
第1节 碳、硅及其重要化合物
高考地位：3年11考
考什么
预测指数：★★★
1. 了解碳、硅的原子结构、认识硅在自然界的存在形式。 2. 了解碳、硅及其重要化合物的主要性质。 3. 了解硅酸盐产品及其在生产生活中的用途。
怎么考 高考对本节内容的考查点有三个：一是以新材料、新技术为背 景考查C、Si及其重要化合物的性质及应用，二是以推断题考 查C、Si及其化合物之间的转化关系，三是以硅、硅酸的制备 为载体，考查实验探究能力。特别注意，Si、SiO2在现代科技 中的用途经常以选择题形式出现，已成为高考考查热点。
CO2＋2NaOH=== Na2CO3＋H2O CaO＋CO2=== CaCO3
SiO2＋2NaOH=== Na2SiO3＋H2O 高温 CaO＋SiO2===== CaSiO3 4HF＋SiO2===SiF4↑＋ 2H2O 高温 Na2CO3＋SiO2===== Na2SiO3＋CO2↑
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课时1 碳、硅及其重要化合物一、选择题1．下列关于C、Si两种非金属元素的说法中，正确的是()A．两者结合形成的化合物是共价化合物B．在自然界中都能以游离态存在C．氢化物的热稳定性比较：CH4＜SiH4D．最高价氧化物都能与水反应生成相应的酸解析C、Si都是非金属元素，结合形成的化合物是共价化合物，A正确；Si元素为亲氧元素，不能以游离态存在，故B错；非金属性C＞Si，故氢化物的热稳定性SiH4＜CH4，故C错；SiO2既不溶于水，也不和水反应，故D 错。
答案 A2．(2017·安徽合肥高三一次质检，2)硅及其化合物是带来人类文明的重要物质。
下列说法正确的是()A．陶瓷、水晶、水泥、玻璃都属于硅酸盐B．水玻璃是纯净物，可用于生产黏合剂和防火剂C．某硅酸盐的化学式为KAlSi3O8，可用K2O·Al2O3·6SiO2表示D．高纯硅可用于制造光导纤维，高纯二氧化硅可用于制造太阳能电池解析水晶的主要成分为SiO2，其不属于硅酸盐，A项错误；水玻璃是Na2SiO3的水溶液，属于混合物，B项错误；用于制造光导纤维的是二氧化硅，用于制造太阳能电池的是高纯硅，D项错误。
答案 C3．下列物质性质与用途对应关系正确的是()性质用途A硅酸钠化学性质稳定制备木材防火剂B 硅酸溶胶具有吸附水分的能力硅作半导体的材料C二氧化硅硬度大、熔点高氢氟酸在玻璃上刻花纹D焦炭具有可燃性焦炭还原二氧化硅冶炼粗硅与氢氟酸和玻璃反应无关，C错误；焦炭具有可燃性，与焦炭还原二氧化硅无关，D错误。
答案 A4．(2016·南通二调)我国《可再生能源法》倡导碳资源的高效转化及循环利用(如图所示)。
下列做法与上述理念相违背的是()A．大力发展煤的气化及液化技术B．加快石油等化石燃料的开采和使用C．以CO2为原料生产可降解塑料D．将秸秆进行加工转化为乙醇燃料解析煤的气化和液化是通过化学变化将煤转化为气体和液体燃料的先进洁净煤技术，可以减少污染物的排放，A项正确；石油等化石燃料为不可再生能源，加快化石燃料的开采和使用，会破坏环境，加重环境污染，B项错误；可降解塑料不会造成“白色污染”，C项正确；将秸秆转化为乙醇燃料，可以减少PM2.5的产生，D项正确。
答案 B5．(2017·吉林大学附中月考)下列有关说法错误的是()A．氢氟酸不能盛放在玻璃试剂瓶中B．玻璃、水晶、陶瓷的主要成分均是硅酸盐C ．灼烧NaOH 固体时不能使用瓷坩埚，因为瓷坩埚中的SiO 2能与NaOH 反应D ．二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水反应生成硅酸解析 氢氟酸能腐蚀玻璃，不能盛放在玻璃试剂瓶中，A 正确，水晶的主要成分是SiO 2，不是硅酸盐，B 错误；SiO 2是酸性氧化物，能与NaOH 反应，但不与水反应，C 、D 正确。
答案 B6．(2017·济南联考)下列离子方程式的书写正确的是( )A ．水玻璃中通入过量二氧化碳：Na 2SiO 3＋CO 2＋H 2O===2Na ＋＋CO 2－3＋H 2SiO 3B ．澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca(OH)2＋2CO 2===Ca 2＋＋2HCO －3C ．硅与氢氟酸的反应：Si ＋4H ＋＋4F －===SiF 4↑＋2H 2↑D ．二氧化硅溶于烧碱溶液中：SiO 2＋2OH －===SiO 2－3＋H 2O解析 Na 2SiO 3是强电解质，应拆成Na ＋、SiO 2－3，且应生成HCO －3，A 错；B项正确写法是CO 2＋OH －===HCO －3；C 项，氢氟酸是弱酸，不能拆分成H＋和F －。
答案 D7．下图表示物质通过一步反应的转化关系，下列说法正确的是( )X――→O 2酸性氧化物―→还原性盐A ．X 可能是Si 单质B ．X 可能是含S 元素的化合物C ．酸性氧化物可能为CO 2D ．还原性盐可能为FeCl 3解析 若X 为Si ，则酸性氧化物为SiO 2，由于硅元素处于其最高价态，故由其形成的盐不具有还原性，A 错误；同理C 错误；FeCl 3中铁元素处于最高价，故其不具有还原性，且铁对应的氧化物也不是酸性氧化物，D 错误；X 可以是H 2S ，与O 2反应可形成SO 2，再与NaOH 反应可生成还原性盐Na 2SO 3，B 正确。
答案 B8．下列有关说法中正确的是()A．碳酸、硅酸均是二元弱酸，均能使紫色石蕊变红色B．硅胶就是硅酸形成的液溶胶C．SiO2能溶解在NaOH溶液中但不能溶解在氨水中D．硅、二氧化硅、硅酸对热均很稳定解析硅酸难溶于水，不能使指示剂变色，A错误；硅胶是固体，B错误；SiO2可与强碱溶液反应但不与弱碱溶液反应，C正确；硅酸受热易分解，D 错误。
答案 C9．分别向Na2SiO3溶液中加入下列物质，能生成不溶于NaOH溶液的白色沉淀的是()A．K B．稀盐酸C．CaCl2溶液D．KNO3溶液解析盐酸与Na2SiO3反应生成的硅酸可溶解在NaOH溶液中，B错误；CaCl2与Na2SiO3反应生成硅酸钙，该物质不溶于水也不溶于NaOH溶液。
答案 C10．下列除杂方法正确的是()A．SiO2中含Al2O3杂质，可以加入足量NaOH溶液然后过滤除去B．CO2中含有CO杂质，可以通入盛有CuO的玻璃管且加热C．CO2中含有HCl杂质，可以通过盛有Na2CO3溶液的洗气瓶D．Na2CO3溶液中含有Na2SiO3杂质，可以通入足量的CO2，然后过滤解析A项，SiO2、Al2O3均与NaOH溶液反应；C项，应通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，D项，Na2CO3与CO2反应生成NaHCO3。
答案 B11．下列关于无机非金属材料的说法中不正确的是()A．传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料B．新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的许多缺点C．高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点D ．传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐解析 无机非金属材料分为传统无机非金属材料和新型无机非金属材料两大类。
传统无机非金属材料是指我们常说的硅酸盐材料，包括玻璃、水泥、砖瓦、陶瓷等；新型无机非金属材料是指一些新型的具有特殊结构和特殊功能的非硅酸盐型材料。
新型无机非金属材料与传统无机非金属材料相比，具有许多优良性能，如耐高温、耐磨损、耐酸碱腐蚀、具有压电效应、具有生物功能等。
答案 D12．SiO 2是一种化工原料，可以制备一系列物质。
下列说法正确的是( )A ．图中所有反应都不属于氧化还原反应B ．硅酸盐的化学性质稳定，常用于制造光导纤维C ．可用盐酸除去石英砂(主要成分为SiO 2)中少量的碳酸钙D ．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英制成的，其熔点很高解析 图中SiO 2与CaO 、CaCO 3、Na 2CO 3反应不属于氧化还原反应，SiO 2与C 、Si 与Cl 2、SiCl 4与H 2的反应属于氧化还原反应，A 错误；光导纤维的主要成分是SiO 2而不是硅酸盐，B 错误；玻璃没有固定的熔点，D 错误。
答案 C二、填空题13．工业上，用二氧化硅与焦炭在高温下反应制Si ：SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO ↑，副反应为Si ＋C=====高温SiC(金刚砂)。
请回答下列问题：(1)工业上，冶炼粗硅时焦炭的作用是________。
(填序号)①氧化剂 ②还原剂 ③燃料 ④催化剂若粗硅中含有较多的碳化硅，主要原因是__________________________________________________________________________。
(2)碳化硅俗名金刚砂，它具有优良的耐磨、耐腐蚀特性，应用广泛。
若用二氧化硅与焦炭制备金刚砂，产品中混有杂质硅和二氧化硅，主要原因是_______________________________________________________。
(3)某碳化硅样品中混有Si、SiO2。
将20.0 g该样品加入到过量的氢氧化钠溶液中，充分反应，收集到2 240 mL氢气(标准状况)，过滤得到11.4 g SiC固体，滤液稀释至500 mL。
写出有关反应的离子方程式：_____________ ___________________________________________；稀释后溶液中硅酸钠的物质的量浓度为________。
解析(1)在粗硅冶炼中，焦炭作还原剂和燃料，焦炭燃烧提供能量。
若焦炭投料较多，部分碳与硅反应生成碳化硅。
(2)如果制备碳化硅，投入焦炭量较少，二氧化硅、硅会残留在产品中。
(3)n(H2)＝2.24 L22.4 L·mol－1＝0.1 mol，由Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑知，样品中硅单质的物质的量为0.05 mol，质量为0.05 mol×28 g·mol－1＝1.4 g，所以样品中二氧化硅的质量为20.0 g－1.4 g－11.4 g＝7.2 g，物质的量为7.2 g÷60 g·mol－1＝0.12 mol，生成的硅酸钠的物质的量为0.05 mol＋0.12 mol＝0.17 mol，溶液体积为0.5 L，故硅酸钠溶液的物质的量浓度为0.34 mol·L－1。
答案(1)②③焦炭投料较多(2)焦炭投料较少(3)Si＋2OH－＋H2O===SiO2－3＋2H2↑、SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2O0.34mol·L－114．(2016·福州质检)晶体硅是一种重要的非金属材料。
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SiHCl 3：Si ＋3HCl=====300 ℃SiHCl 3＋H 2；③SiHCl 3与过量H 2在1 000～1 100 ℃反应制得纯硅。
可能用到的信息如下：已知SiHCl 3能与H 2O 强烈反应，在空气中易自燃；步骤②中粗硅与HCl 反应时会生成少量SiCl 4。
请回答下列问题：(1)粗硅与HCl 反应完全后，依据上表所示沸点差异提纯SiHCl 3，该提纯方法为_____________________________________________。
(2)用SiHCl 3与过量H 2反应制备纯硅的装置如下(热源及夹持装置略去)：①依次连接的合理顺序为________(填写字母序号)；装置D 中g 管的作用是________________；装置B 中的试剂是________________；装置C 中的烧瓶加热的目的是________________。
②装置A 中发生反应的化学方程式为____________________________ __________________________________________________________。