2019版高考化学大一轮复习第13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

第 四 章 非金属及其化合物
第1 重要化合物的主要性 质及其应用。 2.了解碳、硅单质及其 重要化合物的制备方 法。 3.了解碳、硅单质及其 重要化合物对环境的 影响。
考情分析 2017，全国卷Ⅱ，26T 2016，全国卷甲，7T 2016，全国卷乙，37T 2016，天津卷，1T 2016，浙江卷，13T
低 高 大 ，熔、沸点_______ 熔、沸点_______ ，常温下为气 硬度______ ，
体，能溶于水 常温下为固体，不溶于水
二氧化碳 ①与水反应 化 学 性 ②与酸反应 CO2 少量： CO2＋H2O 不反应 H2CO3
二氧化硅 不反应 只与氢氟酸反应： SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O ___________________________
高温 高温
4．二氧化碳和二氧化硅
二氧化碳 类别 二氧化硅
酸性 均为__________ 氧化物 二氧化碳分子 构成，属于 由_______________ 分子 _________ 晶体
由氧原子与硅原子构成
结构特点
立体网状 _____________ 结构，属于 原子 _________ 晶体
主要物理性质
－
二氧化碳 如与 Na2SiO3 反应：
二氧化硅
CO2＋Na2SiO3＋H2O=== 如与 Na2CO3 反应： 化 高温 H2SiO3↓＋Na2CO3 ④与盐反应 ___________________________ SiO2＋Na2CO3===== Na2SiO3 学 CO2↑ 或 Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(足 ＋ ___________________________ 性 量)===H2SiO3↓＋2NaHCO3 质 ⑤ 与碱性 如与 Na2O 反应： 如与 CaO 反应： 高温 CO ＋ Na O===Na CO SiO2＋CaO=====CaSiO3 2 2 2 3 氧化物反应 ___________________________ ____________________________
三
板
块
四
考点一
碳、硅单质及其重要化合物
1．碳、硅单质的结构、物理性质及用途 碳 在元素周期表中的位置 元素在自然界中的存在形式 结构 第二周期________ 族 Ⅳa 既有游离态又有化合态 金刚石：___________ 空间网状 结 构，石墨：层状结构 硅 第三周期________ ⅣA 族 只有________ 化合 态 晶体硅：与金刚石类似的 ______________ 结构 空间网状
用途 制饮料、制碳酸盐 光导纤维、光学仪器、电子部件
硅及其化合物的特殊性质 (1)硅单质的特殊性 ①Si 的还原性强于 C， 但 C 却能在高温下还原出 Si： SiO2＋2C=====Si＋2CO↑； ②非金属单质一般不与非氧化性酸反应， 但 Si 能与 HF 反应： Si＋4HF===SiF4↑ ＋2H2↑； ③非金属单质大多为非导体，但 Si 为半导体。
碳 物理性质 金刚石熔点高、硬度大，石墨 软 熔点高、质________ ，有滑腻 感，能导电
硅 晶体硅为灰黑色固体，有金属光 高 泽、硬度大、熔点________
用途
石墨 金刚石用作切割刀具，_______ 晶体硅用作________ 半导体 材料、硅芯 用作电极、铅笔芯 片和硅太阳能电池
2．碳、硅的化学性质
高温
1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”。 (1)(2016·全国卷乙)燃料的燃烧产物CO2是温室气体之一。( √ ) (2)高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅。( √ ) (3)利用如图装置除去CO气体中的CO2气体。( × ) (4)元素碳的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体。( × )
2－
SiO 2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O _____________________________ CO2＋2OH ===CO3 ＋H2O __________________________ 质 橡胶 (盛碱性溶液的试剂瓶用________ ③与碱反应 CO2 过量： 塞) － － CO ＋ OH ===HCO 2 3 __________________________
高温
(2)含硅化合物的特殊性 ①SiO2 是 H2SiO3 的酸酐，但它不溶于水，不能直接与水作用制备 H2SiO3； ②酸性氧化物一般不与酸反应，但 SiO2 能与 HF 反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋ 2H2O； ③无机酸一般易溶于水，但 H2SiO3 难溶于水； ④因 H2CO3 的酸性强于 H2SiO3， 所以在 Na2SiO3 溶液中通入少量的 CO2 能发生 下 列 反 应 ： Na2SiO3 ＋ CO2 ＋ H2O===H2SiO3↓ ＋ Na2CO3 ， 但 在 高 温 下 SiO2 ＋ Na2CO3=====Na2SiO3＋CO2↑也能发生。
命题趋势 高考对本部分的考查主要以碳、硅 单质及其重要化合物的性质、应用 为主，题型延续选择题或非选择题 的形式，中等难度。预计2019年高 考将以碳族元素新型材料为主线考 查相关知识，也可能以实验设计为 中心来命题，复习备考时注重Si、 SiO2的用途。
分值：2～5分
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碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。
3．硅的工业制法 (1)制取粗硅 工业上，用焦炭在电炉中还原 SiO2 得到含有少量杂质的粗硅：
SiO2＋2C=====Si＋2CO↑ _______________________________________________ 。
高温
(2)粗硅提纯 ①Si＋2Cl2=====SiCl4，②SiCl4＋2H2=====Si＋4HCl。 (3)注意问题 ①用焦炭还原 SiO2，产物是 CO 而不是 CO2。 ②粗硅中含碳等杂质，与 Cl2 反应生成的 SiCl4 中也含 CCl4 等杂质，经过蒸馏提 纯 SiCl4 后，再用 H2 还原，得到高纯度硅。