2015届高考化学总复习 第三章 第四节碳、硅及其化合物学案

第四节 碳、硅及其化合物
梳理基础
一、碳、硅
答案：1．既有游离态也有化合态 只有化合态 空间网状 金刚石 高 软 灰黑色固体 金属 高 金刚石 石墨 半导体
2.化学性质。

碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。

O 2 与O 2反应
O 2 Fe C 与氧化物反应
SiO 强氧化性酸
O 与非金属单质Si Cl 与氢氟酸反应：与NaOH 2232H 2↑
答案：2．2C ＋O 2=====点燃2CO C ＋O 2=====点燃CO 2 3C ＋Fe 2O 3=====高温3CO↑＋2Fe 2C ＋SiO 2=====
高温
2CO↑＋Si C ＋2H 2SO 4(浓)=====△CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O C ＋4HNO 3(浓)=====△
CO 2↑＋4NO 2↑＋
2H 2O Si ＋O 2=====高温SiO 2 Si ＋2F 2===SiF 4 Si ＋2Cl 2=====△
SiCl 4
二、碳、硅的氧化物
1．掌握C 、CO 、CO 2、CaCO 3的性质和用途，CO 2－
3
的检验。

2．掌握硅及其化合物转化关系。

3．了解无机非金属材料的应用。

______
答案：1．Cu ＋CO 2 2Fe ＋3CO 2 2CO 2 CaCO 3↓＋H 2O H 2CO 3 2CO 2MgO ＋C CO↑＋H 2O
2.二氧化硅与二氧化碳的比较。

答案：2．酸性 大 高 不 微 不反应 CO 2＋H 22CO 3 SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O Na 2CO 3＋H 2O NaHCO 3
SiO 2＋Na 2CO 3=====高温
Na 2SiO 3＋CO 2↑ CaCO 3↓＋2HClO 2NaHCO 3 CaSiO 3 CO 2＋Na 2O===Na 2CO 3
三、硅酸、硅酸盐和无机非金属材料 1．硅酸。

(1)物理性质：____溶于水。

(2)化学性质。

①弱酸性：硅酸是一种很弱的酸，酸性比碳酸______，与NaOH 溶液反应的化学方程式为________________。

②不稳定性：受热易分解，化学方程式为________________。

(3)制备及用途。

可溶性硅酸盐溶液与其他酸溶液反应可制得硅酸，如硅酸钠溶液与盐酸反应，其离子方程式为______________________。

硅胶可用作________、________的载体。

答案：(1)不 (2)①弱 2NaOH ＋H 2SiO 3===Na 2SiO 3＋2H 2O
②H 2SiO 3=====△
H 2O ＋SiO 2 (3)SiO 2－3＋2H ＋
===H 2SiO 3↓ 干燥剂 催化剂
2．硅酸盐。

(1)硅酸盐。

由________组成的化合物的总称，硅酸盐结构复杂，大多________，化学性质________。

(2)硅酸钠。

硅酸钠可溶于水，其水溶液俗称______________，是无色黏稠液体，常用于制备________和作为木材________等。

答案：2．(1)硅、氧和金属 不溶于水 很稳定 (2)水玻璃(或泡花碱) 硅胶 防火剂
3．无机非金属材料。

①________具有金刚石结构，可用作磨料。

②含硅元素4%的硅钢具有________性。

③硅橡胶具有良好的________。

④分子筛(具有均匀微孔结构的铝硅酸盐)主要用作________和________。

(3)新型无机非金属材料，如__________、________、________、________等。

答案：3．(2)①碳化硅 ②导磁 ③弹性 ④吸附剂 催化剂 (3)高温结构陶瓷 光导纤维 生物陶瓷 压电陶瓷
判断正误
正确的打“√”，错误的打“×”。

1．向饱和Na 2CO 3中通入足量CO 2，溶液变浑浊，析出了NaHCO 3( ) 2．硅元素在自然界中以游离态存在( )
3．除去干燥CO 2中混有的少量SO 2，可将混合气体依次通过盛有酸性KMnO 4溶液、浓硫酸的洗气瓶( )
4．金刚石、石墨和C 60互为同分异构体( )
5．因碳原子最外层有4个电子，故碳的化合物多为共价化合物( ) 6．在点燃的条件下，C 可以还原氧化镁生成镁和二氧化碳( ) 7．硅的晶体结构与金刚石相似( )
8．硅是地壳中含量最多的非金属，其单质是灰黑色有金属光泽的固体( ) 9．硅的导电性介于金属与绝缘体之间，是良好的半导体材料( ) 10．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应( )
11．二氧化碳通入硅酸钠溶液中有沉淀生成，证明碳酸的酸性强于硅酸( ) 12．SiO 2既能与酸反应又能与碱反应，所以它是一种两性氧化物( ) 13．石英玻璃属于硅酸盐产品( ) 14．硅酸盐可以写成氧化物的形式，因此硅酸盐实际上是以氧化物的形式存在的( )
答案：1．√ 2.× 3.√ 4.× 5.√ 6.× 7.√ 8.× 9.√ 10．× 11.√ 12.× 13.× 14.×
1．某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素( ) A ．在自然界中只以化合态的形式存在 B ．单质常用作半导体材料和光导纤维 C ．最高价氧化物不与酸反应 D ．气态氢化物比甲烷稳定
解析：短周期，最外层电子数是次外层电子数一半的元素是Li 或Si ，非金属元素是Si ，光导纤维的主要成分为SiO 2，其最高价氧化物SiO 2能与HF 溶液反应，B 、C 两项错误；Si 的非金属性小于C ，氢化物的稳定性CH 4＞SiH 4，所以只有A 项正确。

答案：A
2．下列关于硅和硅的化合物叙述不正确的是( ) ①硅晶体的结构和金刚石相似，都含有共价键 ②硅是地壳中含量最多的元素 ③单晶硅是良好的半导体材料 ④二氧化硅是制造光导纤维的重要原料 ⑤二氧化硅分子是由两个氧原子和一个硅原子组成的 ⑥二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸
A ．①②③
B ．①⑤⑥
C ．③④⑤
D ．②⑤⑥
解析：地壳中含量最多的元素是氧元素；二氧化硅是原子晶体(SiO 2只是硅原子和氧原子的最简比)，晶体中不存在单个分子；SiO 2可以溶于HF 。

答案：D
3．下列反应中，能说明SiO 2是酸性氧化物的是( ) ①SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O
②SiO 2＋CaO=====高温
CaSiO 3
③SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O
④SiO 2＋2C=====高温
Si ＋2CO↑
A ．①②
B ．②③
C ．③④
D ．①④
解析：酸性氧化物的通性是：与碱反应生成盐和水，与碱性氧化物反应生成盐。

因而B 项正确。

答案：B
3题变式
3－1.将过量CO 2通入下列溶液中，最终溶液变浑浊的是( )
①饱和Na 2CO 3溶液 ②Na 2SiO 3溶液 ③NaAlO 2溶液 ④Ca(ClO)2溶液 ⑤CaCl 2溶液 A ．②③ B ．②③④ C ．①②③ D ．全部
解析：①析出NaHCO3晶体；②产生H2SiO3沉淀；③产生Al(OH)3沉淀；④最终变成HClO 和Ca(HCO3)2溶液；⑤不反应。

答案：C
4．下列离子方程式不正确的是( )
A．石英与烧碱溶液反应：SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2O
B．往烧碱溶液中通入少量CO2：CO2＋2OH－===CO2－3＋H2O
C．往水玻璃中加入盐酸：2H＋＋SiO2－3===H2SiO3↓
D．向小苏打溶液中加入过量石灰水：2HCO－3＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋2H2O＋CO2－3
解析：石英与烧碱溶液反应：SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2O，A正确；CO2少量，B正确；生成硅酸凝胶或沉淀，C正确；离子方程式应该是：HCO－3＋Ca2＋＋OH－===CaCO3↓＋H2O，D错误。

答案：D
5．如图所示物质的转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色沉淀。

F
A
C E
B
D
请回答下列问题：
(1)B的化学式是________，目前B已被用作________的主要原料。

(2)B和a溶液反应的离子方程式是________________________________________。

(3)A和a溶液反应的离子方程式是________________________________________。

(4)C和过量的盐酸反应的离子方程式是________________________________________。

解析：解答无机推断题的思维模型：
本题可从A和B入手，易推断A为Si，B为SiO2，其他就易解决了，具体见答案所示。

答案：(1)SiO2光导纤维(2)SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2O (3)Si＋2OH－＋H2O===SiO2－3＋2H2↑(4) SiO2－3＋2H＋===H2SiO3↓。