碳硅及其化合物一轮复习精讲(课堂PPT)
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高考化学一轮复习苏教版碳、硅单质及其化合物名师精编课件(68张)
用途 割刀具， 石墨 用于 材料、硅芯片和硅太 制造电极、铅笔芯 阳能电池
2.化学性质 (1)碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性
2C+O2===2CO 3C+2Fe2O3===3CO2↑+4Fe 2C+SiO2===Si+2CO
C+2H2SO4（浓）=CO2↑+2SO2↑+2H2O
C+4HNO3（浓）=CO2↑+4NO2↑+2H2O
解析：(1)根据方法一的生产流程，可得反应式： SiO2 高温 Si(粗硅)＋2CO↑，所得的粗硅中含有大量的其 ＋2C===== 他杂质(如 C、 SiO2 等)， 没有实际应用价值， 将粗硅用 HCl、 Cl2 处理转化为沸点低的 SiHCl3，化学方程式为 Si＋Cl2＋ 高温 SiHCl3， HCl===== 低沸点的 SiHCl3 通过蒸馏极易分离提纯， 然后将纯的 SiHCl3 在高温下用 H2 还原即可得到纯度高的 高温 Si＋3HCl，再进行气相沉积即可 Si 蒸气：SiHCl3＋H2===== 制得高纯度的硅，从而得到单晶硅。(2)Mg2Si 与盐酸作用
制 得 SiH4 ， 根 据 原 子 守 恒 可 知 另 一 种 生 成 物 为 MgCl2， 其化学方程式为 Mg2Si＋4HCl=====2MgCl2 ＋SiH4↑，再将 SiH4 进行热分解即可得到高纯硅和 △ Si＋2H2。 H2，其化学方程式为 SiH4=====
③非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但 Si 能与氢 氟酸(HF)反应：
Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑
。
④非金属单质大多为绝缘体，但 Si 为
半导体 。
3．硅的工业制法及提纯 (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↑。 (2)粗硅提纯 ①Si＋2Cl2 SiCl4，SiCl4＋2H2 Si＋4HCl。 250 ～300 ②Si＋3HClCu ===== 粉或 Ag℃ 粉SiHCl3＋H2， ～1 200 ℃Si＋3HCl。 SiHCl3＋H21 100 =====
2.化学性质 (1)碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性
2C+O2===2CO 3C+2Fe2O3===3CO2↑+4Fe 2C+SiO2===Si+2CO
C+2H2SO4（浓）=CO2↑+2SO2↑+2H2O
C+4HNO3（浓）=CO2↑+4NO2↑+2H2O
解析：(1)根据方法一的生产流程，可得反应式： SiO2 高温 Si(粗硅)＋2CO↑，所得的粗硅中含有大量的其 ＋2C===== 他杂质(如 C、 SiO2 等)， 没有实际应用价值， 将粗硅用 HCl、 Cl2 处理转化为沸点低的 SiHCl3，化学方程式为 Si＋Cl2＋ 高温 SiHCl3， HCl===== 低沸点的 SiHCl3 通过蒸馏极易分离提纯， 然后将纯的 SiHCl3 在高温下用 H2 还原即可得到纯度高的 高温 Si＋3HCl，再进行气相沉积即可 Si 蒸气：SiHCl3＋H2===== 制得高纯度的硅，从而得到单晶硅。(2)Mg2Si 与盐酸作用
制 得 SiH4 ， 根 据 原 子 守 恒 可 知 另 一 种 生 成 物 为 MgCl2， 其化学方程式为 Mg2Si＋4HCl=====2MgCl2 ＋SiH4↑，再将 SiH4 进行热分解即可得到高纯硅和 △ Si＋2H2。 H2，其化学方程式为 SiH4=====
③非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但 Si 能与氢 氟酸(HF)反应：
Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑
。
④非金属单质大多为绝缘体，但 Si 为
半导体 。
3．硅的工业制法及提纯 (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↑。 (2)粗硅提纯 ①Si＋2Cl2 SiCl4，SiCl4＋2H2 Si＋4HCl。 250 ～300 ②Si＋3HClCu ===== 粉或 Ag℃ 粉SiHCl3＋H2， ～1 200 ℃Si＋3HCl。 SiHCl3＋H21 100 =====
新高考一轮复习人教版-第9讲碳、硅及其重要化合物-课件(83张)
第四章 非金属及其重要化合物
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名师点拨：本讲知识在高考中很少以独立的一个题目考查，往往融 合其他知识一起考查，而本讲知识的特点是繁杂，涉及的化学反应多， 物质间的转化关系多样。在复习中可依C、Si、Cl、S、N等高考考查的 非金属元素为中心，逐步建立完整的知识网络。本讲复习时有以下几点 需要注意：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。要特别注意Si、SiO2 在现代科技中的应用经常以选择题形式出现，随着新能源、新材料、新 工艺的发展应用，对碳硅及其化合物性质和应用的考查有逐渐增多的趋 势，已成为高考考查的热点。
(8)二氧化硅不与强酸反应，可用石英器皿盛放氢氟酸。 ( × )
(9)SiO2可与氢氟酸反应，所以氢氟酸不能保存在玻璃瓶中。 ( √ )
(10)向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2出现白色沉淀，证明
H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强。
(× )
[提示] 硅酸钠溶液中通入二氧化碳产生的白色沉淀为硅酸，根据强
第四章 非金属及其重要化合物
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(3)实验室中要熔化烧碱固体，现有三种坩埚：石英坩埚、陶瓷坩埚 及铁坩埚。你认为选哪一种？
[提示] (3)选择铁坩埚。铁不与烧碱反应，而石英坩埚、陶瓷坩埚 中都含有SiO2，能与NaOH反应使得坩埚受损。
第四章 非金属及其重要化合物
第四章
非金属及其重要化合物
第9讲 碳、硅及其重要化合物
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高考化学一轮总复习课件-碳硅及其化合物无机非金属材料
还可用来制备甲醇等产品 加入CaO后生成CaCO3和NaOH，通过过滤的方法即可分离，③错；捕捉到的CO2
A．①② B．②③ 可与H2反应制备甲醇：CO2＋3H2 一―定―条→件 CH3OH＋H2O，④对。
C．③④ D．①④
4．(2015·北京卷，27)研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的 前沿领域。
―H―2O→C＋H2Og=高==温==CO＋H2
与强氧 ―浓―硝―酸→_C__＋__4_H__N_O__3(_浓__)=_=_△=_=_=_C__O_2_↑__＋__4_N__O_2_↑__＋__2_H_2_O__________
③化性酸—
反应
―浓―硫―酸→_C__＋__2_H__2S_O__4(_浓__)_=_=△_=_=_=_C_O__2↑__＋__2_S__O_2_↑__＋__2_H_2_O__________
(2)在海洋碳循环中，通过下图所示的途径固 碳。
①写出钙化作用的离子方程式：_2_H_C__O_－3_＋__C__a_2_＋_=_=_=_C_a_C__O_3_↓__＋__C_O__2_↑__＋__H_2_O__。 ②同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O。用18O标记物质的光合 作用的化学方程式如下，将其补充完整： __x_C__O_2__＋__2_x_H_12_8_O_叶=光=绿=能=体= (CH2O)x＋x18O2＋xH2O
记知，方程式中的填空为：xCO2和2xH
18 2
O。(3)①该装置为洗气瓶的装置，要注意
装置中长管进、短管出，且用分液漏斗滴加酸化所用试剂稀硫酸，因HCl易挥发出
来影响后续的滴定而不能用盐酸。②根据该滴定过程得关系式：CO2～HCO
－
3
～
A．①② B．②③ 可与H2反应制备甲醇：CO2＋3H2 一―定―条→件 CH3OH＋H2O，④对。
C．③④ D．①④
4．(2015·北京卷，27)研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的 前沿领域。
―H―2O→C＋H2Og=高==温==CO＋H2
与强氧 ―浓―硝―酸→_C__＋__4_H__N_O__3(_浓__)=_=_△=_=_=_C__O_2_↑__＋__4_N__O_2_↑__＋__2_H_2_O__________
③化性酸—
反应
―浓―硫―酸→_C__＋__2_H__2S_O__4(_浓__)_=_=△_=_=_=_C_O__2↑__＋__2_S__O_2_↑__＋__2_H_2_O__________
(2)在海洋碳循环中，通过下图所示的途径固 碳。
①写出钙化作用的离子方程式：_2_H_C__O_－3_＋__C__a_2_＋_=_=_=_C_a_C__O_3_↓__＋__C_O__2_↑__＋__H_2_O__。 ②同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O。用18O标记物质的光合 作用的化学方程式如下，将其补充完整： __x_C__O_2__＋__2_x_H_12_8_O_叶=光=绿=能=体= (CH2O)x＋x18O2＋xH2O
记知，方程式中的填空为：xCO2和2xH
18 2
O。(3)①该装置为洗气瓶的装置，要注意
装置中长管进、短管出，且用分液漏斗滴加酸化所用试剂稀硫酸，因HCl易挥发出
来影响后续的滴定而不能用盐酸。②根据该滴定过程得关系式：CO2～HCO
－
3
～
高考化学一轮复习第四章非金属及其化合物第12讲碳硅及其化合物课件
CO2+H2O
H2CO3
不反应
CO2+2NaOH Na2CO3+H2O 或 CO2+NaOH NaHCO3
不反应 _S_i_O_2+_4_H_F_____S_i_F_4_↑__+_2_H_2O_____
(特例)
_S_i_O_2_+_2_Na_O_H_____N_a_2_S_i橡_O_胶3+_H_2_O___ (盛碱液的试剂瓶用 (xiàng塞ji)
可知,H2 和 HCl 既是反应物,又是生成物,所以可重复利用的物质是 H2 和 HCl,
故 B 正确;SiO2 是空间网状结构,硬度大、熔点高,故 C 正确;SiHCl3 摩尔质量
为 135.5 g/mol,故 D 错误。
12/7/2021
第二十页，共五十六页。
练后反思(fǎn sī)
1.不要混淆(hùnxiáo)二氧化硅和硅的用途:用于制作光导纤维的是SiO2,用于制作半导体
2是一种坚硬难熔的固体
3摩尔质量为135.5 g
12/7/2021
第十九页，共五十六页。
解析:反应①为 SiO2+2C Si+2CO↑,反应②Si(粗)+ 3HCl
SiHCl3+H2,反应③SiHCl3+H2
Si(纯)+3HCl,三个方程式中均有元素
化合价的变化,均属于氧化还原反应,故 A 正确;由生产高纯硅的流程示意图
(3) 酸 性 氧 化 物 一 般 不 与 酸 发 生 反 应 , 但 SiO2 能 与 氢 氧 酸 反 应 :
点
拨 SiO2+4HF
SiF4↑+2H2O。
(4) “ 较强 酸 制较 弱酸 ”是 复 分解 反应 的 一般 规律 , 如 H2CO3 酸 性强 于
人教版高考化学一轮复习专题十五无机非金属材料的主角——碳和硅PPT课件(9张)
2.硅酸盐的氧化物形式表示法 一般表示为aMmOn·bSiO2·cH2O。 注意 低价金属氧化物写在前,高价金属氧化物写在后;活泼金属的氧 化物写在前,不活泼金属的氧化物写在后。例如:Na2SiO3可表示为Na2O· SiO2。
硅酸盐材料
< 重点难点>
说明 (1)传统的无机非金属材料主要指硅酸盐材料。 (2)水泥中加入石膏是为了调节水泥的硬化速度。
硅与烧碱溶液发生反应的化学方程式为② Si+2NaOH+H2O
Na2SiO3+2H2↑ 。
(2)加热时,可与O2、Cl2等非金属单质反应。
硅与O2反应的化学方程式为Si+O2 SiO2。
4.用途:用于制作半导体元件、太阳能电池、计算机芯片。
二 二氧化硅、硅酸
1.二氧化硅
SiO2
2.硅酸
H2SiO3
三 硅酸盐
1.Na2SiO3:Na2SiO3的水溶液俗称① 水玻璃 。 a.贮存:盛放Na2SiO3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,因为Na2SiO3是一种矿 物胶,能把试剂瓶和瓶塞黏合在一起。
b.变质:Na2SiO3水溶液在空气中易变质,离子方程式为② Si O32 +CO2+H
2O H2SiO3↓+C O32 。
考点一
一 碳的单质
知识清单
碳的单质及其重要化合物的性合物
考点二 硅及无机非金属材料
一硅
<基础知识>
1.存在
硅元素在自然界全部以① 化合态 形式存在。单质硅有晶体和无定
形两种。
2.物理性质
晶体硅的熔、沸点高,硬度大。
3.化学性质
(1)常温下,硅能与F2、HF、NaOH反应。
硅酸盐材料
< 重点难点>
说明 (1)传统的无机非金属材料主要指硅酸盐材料。 (2)水泥中加入石膏是为了调节水泥的硬化速度。
硅与烧碱溶液发生反应的化学方程式为② Si+2NaOH+H2O
Na2SiO3+2H2↑ 。
(2)加热时,可与O2、Cl2等非金属单质反应。
硅与O2反应的化学方程式为Si+O2 SiO2。
4.用途:用于制作半导体元件、太阳能电池、计算机芯片。
二 二氧化硅、硅酸
1.二氧化硅
SiO2
2.硅酸
H2SiO3
三 硅酸盐
1.Na2SiO3:Na2SiO3的水溶液俗称① 水玻璃 。 a.贮存:盛放Na2SiO3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,因为Na2SiO3是一种矿 物胶,能把试剂瓶和瓶塞黏合在一起。
b.变质:Na2SiO3水溶液在空气中易变质,离子方程式为② Si O32 +CO2+H
2O H2SiO3↓+C O32 。
考点一
一 碳的单质
知识清单
碳的单质及其重要化合物的性合物
考点二 硅及无机非金属材料
一硅
<基础知识>
1.存在
硅元素在自然界全部以① 化合态 形式存在。单质硅有晶体和无定
形两种。
2.物理性质
晶体硅的熔、沸点高,硬度大。
3.化学性质
(1)常温下,硅能与F2、HF、NaOH反应。
化学大一轮配套课件第12讲碳硅及其化合物(共45张PPT)(完整版)
体和绝缘体之间，是良好的半导体材料；硅的化学性质不活泼， 但常温下仍能与氟气、氟化氢和NaOH 溶液等发生反应；加热 至一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属发生反应。
答案：C
【例 2】(2013 年江西太原模拟)下列试剂能与硅反应的是 ( )。
①浓氨水；②浓氢氧化钠；③浓硝酸；④氢氟酸；⑤氟气； ⑥浓硫酸。
（续表）
化学式
CO
制取 方法
①实验室：HCOOH CO↑＋H2O；
②工业上：C＋H2O(g) CO＋H2
CO2
①实验室：CaCO3＋2HCl=== CaCl2＋CO2↑＋H2O；
②工业上：CaCO3 CO2↑
CaO＋
4.碳酸和碳酸盐 (1)碳酸(H2CO3)不稳定，容易分解成___C_O__2 __和__H_2_O___。 (2)热稳定性：正盐>酸式盐>酸。例如：
A．②④⑤ B．①② C．②③⑥ D．②④⑥ 解析：Si 和NaOH 溶液反应生成Na2SiO3 和H2，与氢氟酸 反应生成SiF4 和H2，与F2 化合生成SiF4。
答案：A
考点2 CO2 和SiO2 的比较
物质
二氧化碳
二氧化硅
分类
均为酸性氧化物
结构特点
由二氧化碳分子构成
由氧原子与硅原子构成立体网状 结构
例如：常温下，S(CaCO3)<S[Ca(HCO3)2]；S(Na2CO3)> S(NaHCO3)。
(4)正盐与酸式盐可以相互转化：
二、硅和二氧化硅 1．硅 (1)硅具有__正__四__面__体____结构，为带有金属光泽的灰黑色固 体，熔点高，硬度大，质脆。
(2)硅在常温下化学性质稳定，只能与 F2、HF、NaOH 溶液 等反应。
答案：C
【例 2】(2013 年江西太原模拟)下列试剂能与硅反应的是 ( )。
①浓氨水；②浓氢氧化钠；③浓硝酸；④氢氟酸；⑤氟气； ⑥浓硫酸。
（续表）
化学式
CO
制取 方法
①实验室：HCOOH CO↑＋H2O；
②工业上：C＋H2O(g) CO＋H2
CO2
①实验室：CaCO3＋2HCl=== CaCl2＋CO2↑＋H2O；
②工业上：CaCO3 CO2↑
CaO＋
4.碳酸和碳酸盐 (1)碳酸(H2CO3)不稳定，容易分解成___C_O__2 __和__H_2_O___。 (2)热稳定性：正盐>酸式盐>酸。例如：
A．②④⑤ B．①② C．②③⑥ D．②④⑥ 解析：Si 和NaOH 溶液反应生成Na2SiO3 和H2，与氢氟酸 反应生成SiF4 和H2，与F2 化合生成SiF4。
答案：A
考点2 CO2 和SiO2 的比较
物质
二氧化碳
二氧化硅
分类
均为酸性氧化物
结构特点
由二氧化碳分子构成
由氧原子与硅原子构成立体网状 结构
例如：常温下，S(CaCO3)<S[Ca(HCO3)2]；S(Na2CO3)> S(NaHCO3)。
(4)正盐与酸式盐可以相互转化：
二、硅和二氧化硅 1．硅 (1)硅具有__正__四__面__体____结构，为带有金属光泽的灰黑色固 体，熔点高，硬度大，质脆。
(2)硅在常温下化学性质稳定，只能与 F2、HF、NaOH 溶液 等反应。
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碳、硅及其化合物
1
【课前练习】
(1)写出碳族元素的所有元素名称、元素符号
C(碳)Si(硅)Ge(锗)Sn(锡)Pb(铅)
(2)写出下列反应方程式 ①二氧化碳与某种金属反应 ②工业上制取粗硅
2Mg+CO2 点燃 2MgO+C 2C+SiO2 高温 2CO↑+Si
③氢氟酸腐蚀玻璃
SiO2+4HF = SiF4+2H2O
(7)无机酸一般能溶于水，而 H2SiO3 及 H4SiO4 却难 溶于水。
(8)H2CO3的酸性大于 H2SiO3，所以有 Na2SiO3＋CO2 ＋ H2O===H2SiO3↓ ＋ Na2CO3 ， 但 高 温 下 ： Na2CO3 ＋ SiO2=高==温==Na2SiO3＋CO2↑也能发生(CO2 离开反应体 系)。
反应方程式：
2CH3COOH+Na2CO3 = 2CH3COONa+CO2↑+H2O
Na2SiO3+CO2+H2O = Na2CO3+H2SiO3↓
Ca(ClO)2+CO2+H2O = 2HClO+CaCO3↓
14
考点精讲
考点一 碳、硅及其化合物的特性 1. 碳、硅元素单质及其化合物的特性 (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)
6
二、硅酸、硅酸盐 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。 (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 。
均为加热条件
浓HNO3
(2)Si
与非金属单质 与氢氟酸反应
O2
Si＋O2
△
= SiO2
F2 Si＋2F2 =△SiF4 Cl2 Si＋2Cl2 = SiCl4
Si＋4HF = SiF4↑＋2H2↑
与碱反应 Si+2NaOH+H2O = Na2SiO3+2H2↑
注意：Si与HF、NaOH反应放出氢气是一般非金 属单质不具有的性质，证明硅具有一定程度的金 属性。
7
(3)硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能 力强，常用作 干燥剂 。
2.硅酸盐 (1)硅酸盐 由 硅、氧和金属 元素组成的化合物的总称，是 构成地壳岩石的主要成分。 (2)硅酸钠 ——泡花碱 硅酸钠水溶液俗称 水玻璃 ，是无色黏稠液体， 常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。 (3)硅酸盐常用的表示法——氧化物法
现象
滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，溶 液红色变浅至无色，同时有白色胶状沉淀产生
结论
①Na2SiO3溶液呈碱性 ②可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于 水的硅酸
化学方 程式
Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3↓ SiO32- + 2H+ = H2SiO3↓
写出硅酸钠溶液通入二氧化碳的化学方程式和离子方程式
11
材料类 别
主要特性
示例
用途
高温结 构陶瓷
能承受高温， 强度高
氮化硅陶瓷
汽轮机叶片、轴 承、永久性模具
等
半导体 陶瓷
具有电学特性
氧化锡陶瓷
集成电路中的 半导体
光学材 料
具有光学特性
光导纤维
光缆通讯、医 疗、照明等
生物陶 瓷
具有生物功能
氧化铝陶瓷
人造骨骼、人造 关节、接骨螺钉
12
硅酸制法——可溶性硅酸盐与酸反应
(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↑。
16
(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反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋ 2H2O(SiF4 不属于盐)。
④石英与苛性钠溶液反应 ⑤制取普通玻璃的两个反应
SiO2+2NaOH = Na2SiO3+H2O SiO2+Na2CO3 高温 Na2SiO3+CO2↑
SiO2+CaCO3 高温 CaSiO3+CO2↑
⑥硅单质与氢氧化钾溶液反应 Si+2KOH+H2O = K2SiO3+2H2↑
⑦水玻璃长期放置于空气中变质
15
(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=高==温==Si＋2CO↑，FeO＋
高温 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↑。
8
9
石灰石、 纯碱、石灰石、
黏土
黏土
石英
水泥回
玻璃窑
转窑
10
2. 特殊功能的含硅物质 (1) 碳化硅 具有金刚石结构，可用作磨料。 (2)含硅元素 4%的硅钢具有 导磁 性。 (3)硅橡胶具有 既耐高温又耐低温 的性质。 3.无机非金属材料的使用 无机非金属材料在日常生活中有广泛的用途，这 些知识大多数属于识记知识。除了解前面所讲的传统 无机非金属材料外，还应了解新型无机非金属材料的 种类和用途：
Na2SiO3+H2O+CO2 = Na2CO3+H2SiO3↓
2
金刚石
游离 石墨
化合 C60
3
(2)硅在地壳中的含量占第 二 位，仅次于 氧 ， 全部以 化合 态存在，是一种亲 氧 元素，单质硅有 晶体 和 无定 形两种。晶体硅是良好的 半导体 材 料，在计算机等电子工业，可用作 半导体芯片 、 大规模 集成电路 等。硅是人类将 太阳 能转化为
电 能的常用材料，所以硅还用于制造 光电池 。
4
2. C、Si的化学性质
碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性
(1)C
与O2反应 O2(足量) O2(不足)
Fe2O3
Fe2O3＋3C
高温
=
2Fe＋3CO↑
与氧化物反应
SiO2
高温
SiO2＋2C = Si＋2CO↑
高温
CO2 CO2＋C = 2CO
浓H2SO4 C与强氧化性酸反应
Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3↓
SiO32- + H2O + CO2 = CO32- + H2SiO3↓
13
证明几种酸性强弱的方法
较强的酸+盐=较弱的酸+新盐
要证明酸性CH3COOH>H2CO3>H2SiO3(或HClO) 可以采用如下装置：
实验现象： B中有大量气体产生，C中产生白色沉淀。
1
【课前练习】
(1)写出碳族元素的所有元素名称、元素符号
C(碳)Si(硅)Ge(锗)Sn(锡)Pb(铅)
(2)写出下列反应方程式 ①二氧化碳与某种金属反应 ②工业上制取粗硅
2Mg+CO2 点燃 2MgO+C 2C+SiO2 高温 2CO↑+Si
③氢氟酸腐蚀玻璃
SiO2+4HF = SiF4+2H2O
(7)无机酸一般能溶于水，而 H2SiO3 及 H4SiO4 却难 溶于水。
(8)H2CO3的酸性大于 H2SiO3，所以有 Na2SiO3＋CO2 ＋ H2O===H2SiO3↓ ＋ Na2CO3 ， 但 高 温 下 ： Na2CO3 ＋ SiO2=高==温==Na2SiO3＋CO2↑也能发生(CO2 离开反应体 系)。
反应方程式：
2CH3COOH+Na2CO3 = 2CH3COONa+CO2↑+H2O
Na2SiO3+CO2+H2O = Na2CO3+H2SiO3↓
Ca(ClO)2+CO2+H2O = 2HClO+CaCO3↓
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考点精讲
考点一 碳、硅及其化合物的特性 1. 碳、硅元素单质及其化合物的特性 (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)
6
二、硅酸、硅酸盐 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。 (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 。
均为加热条件
浓HNO3
(2)Si
与非金属单质 与氢氟酸反应
O2
Si＋O2
△
= SiO2
F2 Si＋2F2 =△SiF4 Cl2 Si＋2Cl2 = SiCl4
Si＋4HF = SiF4↑＋2H2↑
与碱反应 Si+2NaOH+H2O = Na2SiO3+2H2↑
注意：Si与HF、NaOH反应放出氢气是一般非金 属单质不具有的性质，证明硅具有一定程度的金 属性。
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(3)硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能 力强，常用作 干燥剂 。
2.硅酸盐 (1)硅酸盐 由 硅、氧和金属 元素组成的化合物的总称，是 构成地壳岩石的主要成分。 (2)硅酸钠 ——泡花碱 硅酸钠水溶液俗称 水玻璃 ，是无色黏稠液体， 常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。 (3)硅酸盐常用的表示法——氧化物法
现象
滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，溶 液红色变浅至无色，同时有白色胶状沉淀产生
结论
①Na2SiO3溶液呈碱性 ②可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于 水的硅酸
化学方 程式
Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3↓ SiO32- + 2H+ = H2SiO3↓
写出硅酸钠溶液通入二氧化碳的化学方程式和离子方程式
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材料类 别
主要特性
示例
用途
高温结 构陶瓷
能承受高温， 强度高
氮化硅陶瓷
汽轮机叶片、轴 承、永久性模具
等
半导体 陶瓷
具有电学特性
氧化锡陶瓷
集成电路中的 半导体
光学材 料
具有光学特性
光导纤维
光缆通讯、医 疗、照明等
生物陶 瓷
具有生物功能
氧化铝陶瓷
人造骨骼、人造 关节、接骨螺钉
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硅酸制法——可溶性硅酸盐与酸反应
(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↑。
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(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反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋ 2H2O(SiF4 不属于盐)。
④石英与苛性钠溶液反应 ⑤制取普通玻璃的两个反应
SiO2+2NaOH = Na2SiO3+H2O SiO2+Na2CO3 高温 Na2SiO3+CO2↑
SiO2+CaCO3 高温 CaSiO3+CO2↑
⑥硅单质与氢氧化钾溶液反应 Si+2KOH+H2O = K2SiO3+2H2↑
⑦水玻璃长期放置于空气中变质
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(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=高==温==Si＋2CO↑，FeO＋
高温 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↑。
8
9
石灰石、 纯碱、石灰石、
黏土
黏土
石英
水泥回
玻璃窑
转窑
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2. 特殊功能的含硅物质 (1) 碳化硅 具有金刚石结构，可用作磨料。 (2)含硅元素 4%的硅钢具有 导磁 性。 (3)硅橡胶具有 既耐高温又耐低温 的性质。 3.无机非金属材料的使用 无机非金属材料在日常生活中有广泛的用途，这 些知识大多数属于识记知识。除了解前面所讲的传统 无机非金属材料外，还应了解新型无机非金属材料的 种类和用途：
Na2SiO3+H2O+CO2 = Na2CO3+H2SiO3↓
2
金刚石
游离 石墨
化合 C60
3
(2)硅在地壳中的含量占第 二 位，仅次于 氧 ， 全部以 化合 态存在，是一种亲 氧 元素，单质硅有 晶体 和 无定 形两种。晶体硅是良好的 半导体 材 料，在计算机等电子工业，可用作 半导体芯片 、 大规模 集成电路 等。硅是人类将 太阳 能转化为
电 能的常用材料，所以硅还用于制造 光电池 。
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2. C、Si的化学性质
碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性
(1)C
与O2反应 O2(足量) O2(不足)
Fe2O3
Fe2O3＋3C
高温
=
2Fe＋3CO↑
与氧化物反应
SiO2
高温
SiO2＋2C = Si＋2CO↑
高温
CO2 CO2＋C = 2CO
浓H2SO4 C与强氧化性酸反应
Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3↓
SiO32- + H2O + CO2 = CO32- + H2SiO3↓
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证明几种酸性强弱的方法
较强的酸+盐=较弱的酸+新盐
要证明酸性CH3COOH>H2CO3>H2SiO3(或HClO) 可以采用如下装置：
实验现象： B中有大量气体产生，C中产生白色沉淀。