高考化学复习第四章 第14讲碳、硅及无机非金属材料.docx

考纲要求　1.了解C、Si元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及应用2.了解C、Si元素单质及其重要化合物对环境质量的影响考点一　碳、硅单质及氧化物1.C、Si单质的存在形态、物理性质及用途(1)自然界中的碳元素既有游离态，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_____和__________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：_____结构，石墨：层状结构晶体硅：与金刚石类似的_____结构物理性质金刚石熔点高、硬度大石墨熔点高、质_____，有滑腻感晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、硬度_____、熔点_____用途金刚石用作切割刀具，_____用作电极、铅笔芯晶体硅用作_____材料、硅芯片和硅太阳能电池2.碳、硅单质的化学性质——还原性碳、硅的最外层都是4个电子，位于元素周期表的第_____族，不容易失也不容易得电子，通常化学性质稳定，但在一定条件下也能与许多物质发生化学反应，一般表现为还原性(如图)1)碳的还原性碳有重要的用途，除了在氧气中燃烧利用其热能外，还能用于金属冶炼(如铜)、制取粗硅、生产水煤气等，完成上图转化关系中①～④的化学方程式。

①____________________；②____________________；③____________________；④_____________________碳的还原性还表现为可将强氧化性的浓硫酸、浓硝酸分别还原为_____和_____，本身被氧化为_____2)硅的化学性质不活泼，在常温下只能与氟气(F2)、____酸(____)、强碱反应，不能与氢气、氧气、氯气、____酸、____酸反应，加热时能与氧气、氯气反应完成上图转化关系中⑥～⑧的化学方程式⑥________________；⑦________________；⑧________________3.二氧化硅和二氧化碳的比较物质二氧化硅二氧化碳结构________结构，不存在单个分子存在单个CO2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 质与水反应不反应反应，方程式为：____________与酸反应只与氢氟酸反应：________________不反应与碱(NaOH)反应_______________ (盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)CO2少量：____________________；CO2过量：____________________与盐反应如与Na2CO3反应：________________________如与Na2SiO3反应：________________或________________________与碱性氧化物反应如与CaO反应：____________如与Na2O反应：____________用途光导纤维、光学仪器、电子部件制饮料、制碳酸盐深度思考1.正误判断，正确的打“√”，错误的打“”(1)12C、13C、14C是碳的三种同素异形体( )(2)硅在自然界中只以化合态的形式存在( )(3)晶体硅熔点高硬度大，故可用于制作半导体材料( )(4)Si和SiO2都可用于制造光导纤维( )(5)非金属性：C＞Si，则热稳定性：CH4＞SiH4( )(6)SiO2是酸性氧化物，可溶于强碱(NaOH)，不溶于任何酸( )2.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？3.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(HCl)：___________________________________________________________4.写出除去下列固体粉末中混有杂质(括号内为杂质)可采取的方法，写出有关反应的方程式1)CaCO3(SiO2)___________________________________________________________________________________________________________________________________2)SiO2(CaCO3)___________________________________________________________________________________________________________________________________3)SiO2(NH4Cl)___________________________________________________________________________________________________________________________________。

题组一　碳及氧化物的性质及应用1.近年来科学家制造出大量的新物质，对下列三种物质的相关说法错误的是(　　)石墨烯：从石墨中分离出来，是最薄、最坚硬的纳米材料石墨炔：平面网状结构的全碳分子，具有优良的化学稳定性纳米碳管：具有优良的场发射性能，制作阴极显像管、储氢材料A.石墨烯具有良好的导电性B.上述三种物质与金刚石互为同素异形体C.石墨炔孔径略大于H2分子的直径，可作H2的提纯薄膜D.上述三种物质与浓硫酸都能发生反应，但反应产物不同2.(2016石家庄质检)下列关于碳和碳的化合物的说法不正确的是(　　)A.过多CO2排放会导致“温室效应”，应提倡“低碳生活”B.一氧化碳易与血液中的血红蛋白结合C.金刚石和石墨都是碳单质，但原子排列方式不同，物理性质差别很大D.石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应题组二　硅和二氧化硅的特性3.(2016广州模拟)硅及其化合物的应用范围很广下列说法正确的是(　　)A.硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料B.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应C.反应Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑中，Si为还原剂，NaOH和H2O为氧化剂D.硅能与氢氟酸反应，则硅可以与盐酸反应4.(2016樟树一模)由下列实验事实得出的结论正确的是(　　)A.由SiO2不能与水反应生成H2SiO3，可知SiO2不是H2SiO3的酸酐B.由SiO2＋2CSi＋2CO↑，可知碳的非金属性大于硅C.CO2通入Na2SiO3溶液产生白色沉淀，可知酸性H2CO3＞H2SiO3D.SiO2可与NaOH溶液反应，也可与氢氟酸反应，可知SiO2为两性氧化物5.二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用途。

a～e是对①～⑤反应中SiO2所表现的化学性质或作用进行的判断，其中正确的是(　　)①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O②SiO2＋2CSi＋2CO↑③SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O④Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑⑤SiO2＋3CSiC＋2CO↑a.反应①中SiO2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃b.反应②中SiO2表现出氧化性c.反应③中SiO2表现了酸性氧化物的通性d.反应④符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性的酸酐的道理e.反应⑤中SiO2未参加氧化还原反应A.ace B.bde C.cde D.ab熟记硅及其化合物的特殊性质(1)硅单质的特殊性①Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO2＋2CSi＋2CO↑；②非金属单质一般不跟非氧化性酸反应，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能跟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的酸性大于H2SiO3，所以在Na2SiO3溶液中通入少量CO2能发生下列反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，但在高温下SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑也能发生。

题组三　硅的制取方法6.从石英砂制取高纯硅的主要化学反应如下：①SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑②Si(粗)＋2Cl2SiCl4③SiCl4＋2H2Si(纯)＋4HCl关于上述反应的叙述不正确的是(　　)A.①③是置换反应，②是化合反应B.高温下，焦炭与氢气的还原性均强于硅C.任一反应中，每消耗或生成28 g硅，均转移4 mol电子D.高温下在炉子里将石英砂、焦炭、氯气、氢气按比例混合就能得到高纯硅7.硅单质及其化合物应用范围很广请回答下列问题：(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式：____________________________②整个制备过程必须严格控制无水无氧SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式：___________________________________________；H2还原SiHCl3过程中若混有O2，可能引起的后果是___________________________2)化学研究性学习小组在探究硅的制取方法时，从资料查阅到下列信息：Ⅰ.Mg在高温条件下可与SiO2反应；Ⅱ.金属硅化物与稀H2SO4反应生成硫酸盐和SiH4；Ⅲ.SiH4在空气中自燃。

他们根据信息进行实验，当用足量稀H2SO4溶解第①步实验获得的固体产物时，发现有爆鸣声和火花；然后过滤、洗涤、干燥；最后称量、计算，测得其产率只有预期值的63%左右①第Ⅰ步实验发生反应的化学方程式是______________________________________________________________________________________________________________②用稀H2SO4溶解第Ⅰ步实验获得固体产物时，产生爆鸣声和火花的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________在设计制备纯硅的实验题中，常遇到的知识点有：(1)高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅：SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑(。