第4章基础课时1常见非金属化合物

1、考点一考点一考点二考点二考点一考点一考点二考点二最新考纲最新考纲1了解碳元素、硅元素的单质的主要性质及应用。了解碳元素、硅元素的单质的主要性质及应用。2.了解碳了解碳元素、硅元素的重要化合物的主要性质及应用。元素、硅元素的重要化合物的主要性质及应用。3.了解碳元了解碳元素、硅元素的单质及其重要化合物对环境质量的影响。素、硅元素的单质及其重要化合物对环境质量的影响。基础课时基础课时1碳、硅及其化合物碳、硅及其化合物考点一考点一考点二考点二1碳、硅元素的存在形态碳、硅元素的存在形态(1)碳元素在自然界中既有碳元素在自然界中既有_态又有态又有_态。碳的态。碳的同素异形体有同素异形体有_、_、无定形碳

2、、无定形碳、_等。等。(2)硅元素在地壳中的含量占第二位，仅次于硅元素在地壳中的含量占第二位，仅次于_元素，元素，全部以全部以_态存在，是一种亲态存在，是一种亲_元素，单质硅有元素，单质硅有_和和_两种。两种。考点一碳、硅及其重要化合物的性质考点一碳、硅及其重要化合物的性质游离游离化合化合金刚石金刚石石墨石墨C60氧氧化合化合氧氧晶体晶体无定形无定形考点一考点一考点二考点二2碳、硅单质的结构、物理性质与用途的比较碳、硅单质的结构、物理性质与用途的比较碳碳硅硅结构结构金刚石：金刚石：_结构结构石墨：石墨：_结构结构晶体硅：与晶体硅：与_类似的类似的_结构结构物理物理性质性质金刚石熔点高、硬度金刚

3、石熔点高、硬度_石墨熔点高、质石墨熔点高、质_，有滑腻感有滑腻感晶体硅为晶体硅为_色固色固体，有金属光泽、硬度体，有金属光泽、硬度_、熔点、熔点_用途用途金刚石用于制造切割刀金刚石用于制造切割刀具，石墨用作具，石墨用作_、铅、铅笔芯笔芯晶体硅用作晶体硅用作_材料，制造硅芯片和硅材料，制造硅芯片和硅太阳能电池太阳能电池空间网状空间网状层状层状金刚石金刚石空间网状空间网状大大软软灰黑灰黑大大高高电极电极半导体半导体考点一考点一考点二考点二3.碳、硅单质的化学性质碳、硅单质的化学性质考点一考点一考点二考点二(2)硅硅与与F2反应：反应：_。与氢氟酸反应：与氢氟酸反应：_。与与NaOH溶液反应：溶液反

4、应：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。与与O2反应：反应：_。与与Cl2反应：反应：_。Si2F2=SiF4Si4HF=SiF42H2考点一考点一考点二考点二要点提取要点提取硅的工业制法硅的工业制法考点一考点一考点二考点二4二氧化碳和二氧化硅的比较二氧化碳和二氧化硅的比较物质物质二氧化硅二氧化硅二氧化碳二氧化碳结构结构_结构，结构，不存在单个分子不存在单个分子存在单个分子存在单个分子主要物理主要物理性质性质硬度硬度_，熔、沸点，熔、沸点_，常温下为，常温下为_体，不溶于水体，不溶于水熔、沸点熔、沸点_，常温，常温下为气体，微溶于水下为气体，微溶于水化化学学性性质质与水与水反应反应不反

5、应不反应_与酸与酸反应反应只与氢氟酸反应：只与氢氟酸反应：_不反应不反应空间立体网状空间立体网状大大高高固固低低SiO24HF=SiF42H2O考点一考点一考点二考点二物质物质二氧化硅二氧化硅二氧化碳二氧化碳化化学学性性质质与碱与碱反应反应_(盛碱液的试剂瓶用盛碱液的试剂瓶用_塞塞)CO2少量：少量：_ _ 、CO2过量：过量：_ _与盐与盐反应反应如与如与Na2CO3反应：反应：_如与如与Na2SiO3反应：反应：_ 或或Na2SiO32H2O2CO2(足量足量)=H2SiO32NaHCO3与碱与碱性氧化性氧化物反应物反应如与如与CaO反应：反应：_如与如与Na2O反应：反应：_用途用途光导

6、纤维、光学仪器、光导纤维、光学仪器、电子部件电子部件制饮料、制碳酸盐制饮料、制碳酸盐SiO22NaOH=Na2SiO3H2O橡胶橡胶CO22NaOH=Na2CO3H2OCO2NaOH=NaHCO3Na2SiO3H2OCO2(不足不足)=H2SiO3Na2CO3Na2OCO2=Na2CO3考点一考点一考点二考点二【互动思考互动思考】1判断正误，正确的划判断正误，正确的划“”、错误的划、错误的划“”(1)碳的几种单质性质不同的原因主要是由于其结构不同。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。是碳的三种同素异形体。()(3)硅是非金属元素

7、，晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体硅是非金属元素，晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体()(4)硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体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材料()(5)硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应()考点一考点一考点二考点二考点一考点一考点二考点二答案答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)考点一考点一考点二考点二2写出除去下列气体中混有的杂质写出除去下列气体中混有的杂质(括号内为杂质括号内为杂质)可采取的可采取的方法：方法：(1)CO(CO2)：_。(2)CO2

8、(CO)：_。(3)CO2(O2)：_。(4)CO2(SO2)：_。(5)CO2(HCl)：_。答案答案(1)通过盛有浓通过盛有浓NaOH溶液的洗气瓶溶液的洗气瓶(2)通过盛放灼通过盛放灼热热CuO的硬质玻璃管的硬质玻璃管(3)通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管(4)通过盛饱和通过盛饱和NaHCO3溶液或酸性溶液或酸性KMnO4溶液的洗气瓶溶液的洗气瓶(5)通过盛饱和通过盛饱和NaHCO3溶液的洗气瓶溶液的洗气瓶考点一考点一考点二考点二 示向题组示向题组 考点一考点一考点二考点二考点一考点一考点二考点二答案答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)

9、(11)(12)考点一考点一考点二考点二考点一考点一考点二考点二考点一考点一考点二考点二(2)2013安徽理综，安徽理综，25(3)改编改编一种核素一种核素W的质量数为的质量数为28，中子数为中子数为14，则，则W的单质与氢氟酸反应生成两种无色气的单质与氢氟酸反应生成两种无色气体，该反应的化学方程式是体，该反应的化学方程式是_。答案答案Si4HF=SiF42H2考点一考点一考点二考点二由以上题组训练，可得出本考点的常见命题方向有：由以上题组训练，可得出本考点的常见命题方向有：1碳、硅的单质及其化合物的性质及用途碳、硅的单质及其化合物的性质及用途2碳、硅单质及其化合物间的相互转化关系碳、硅单质及

10、其化合物间的相互转化关系3碳、硅单质及其化合物间的相关实验探究碳、硅单质及其化合物间的相关实验探究考点一考点一考点二考点二题组题组1碳、硅单质的性质碳、硅单质的性质1下列关于碳和硅的叙述中，正确的是下列关于碳和硅的叙述中，正确的是()。A其氧化物都能与其氧化物都能与NaOH溶液反应溶液反应B其单质在加热时都能跟其单质在加热时都能跟O2反应反应C其氧化物都能溶于水生成相应的酸其氧化物都能溶于水生成相应的酸D碳和硅两种元素共有两种单质碳和硅两种元素共有两种单质解析解析CO不溶于水，不能生成相应的酸，也不能与不溶于水，不能生成相应的酸，也不能与NaOH溶液反应；溶液反应；SiO2不溶于水，也不能生成

11、相应的酸；碳有金不溶于水，也不能生成相应的酸；碳有金刚石、石墨、刚石、石墨、C60等同素异形体，硅有晶体硅和无定形硅等同素异形体，硅有晶体硅和无定形硅等，所以两种元素共有多种单质。等，所以两种元素共有多种单质。答案答案B 跟进题组跟进题组 考点一考点一考点二考点二2下列物质间的转化不能通过一步反应完成的是下列物质间的转化不能通过一步反应完成的是()。ASiO2SiBCO2CCSiO2H2SiO3DSiNa2SiO3答案答案C考点一考点一考点二考点二考点一考点一考点二考点二考点一考点一考点二考点二考点一考点一考点二考点二解析解析强酸制弱酸的规律适用于在溶液中进行的反应，而强酸制弱酸的规律适用于在

12、溶液中进行的反应，而SiO2与与Na2CO3是高温下固体之间的反应，由于生成是高温下固体之间的反应，由于生成CO2气气体逸出，有利于反应的进行，体逸出，有利于反应的进行，A项错；在高温下试管会熔项错；在高温下试管会熔化，玻璃中的化，玻璃中的SiO2也会与焦炭反应，也会与焦炭反应，B项错；项错；N2不是温室不是温室气体，气体，D项错。项错。答案答案C考点一考点一考点二考点二4向含有向含有0.2 mol NaOH和和0.1 mol Ba(OH)2的溶液中持续稳定的溶液中持续稳定地通入地通入CO2气体，当通入气体为气体，当通入气体为8.96 L(0 ，1.01105 Pa)时立即停止，则这一过程中，

13、溶液中离子的物质的量与通时立即停止，则这一过程中，溶液中离子的物质的量与通入入CO2气体的体积关系图像正确的是气体的体积关系图像正确的是(气体的溶解和离子的气体的溶解和离子的水解忽略不计水解忽略不计)()。考点一考点一考点二考点二解析解析本题涉及的化学反应方程式如下：本题涉及的化学反应方程式如下：Ba(OH)2CO2=BaCO3H2O2NaOHCO2=Na2CO3H2ONa2CO3CO2H2O=2NaHCO3BaCO3CO2H2O=Ba(HCO3)2考点一考点一考点二考点二答案答案C考点一考点一考点二考点二考点一考点一考点二考点二当当n(OH) n(CO2)的值不同时产物如下：的值不同时产物如

14、下：考点一考点一考点二考点二1硅酸硅酸硅酸硅酸_溶于水，其酸性比碳酸溶于水，其酸性比碳酸_，硅酸，硅酸_(填填“能能”或或“不能不能”)使紫色石蕊试液变红色。使紫色石蕊试液变红色。(1)硅酸不稳定，受热易分解，其化学方程式为：硅酸不稳定，受热易分解，其化学方程式为：_。(2)硅酸能与碱溶液反应，如与硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程溶液反应的化学方程式为式为_。(3)硅酸在水中易聚合形成胶体，硅胶有很强的硅酸在水中易聚合形成胶体，硅胶有很强的_能力，常用作能力，常用作_。考点二硅酸盐及无机非金属材料考点二硅酸盐及无机非金属材料难难弱弱不能不能H2SiO32NaOH=Na2SiO

15、32H2O吸水吸水干燥剂干燥剂考点一考点一考点二考点二2硅酸盐硅酸盐(1)概念：概念：_的总称，是的总称，是构成地壳岩石的主要成分。构成地壳岩石的主要成分。(2)表示方法：硅酸盐矿物的成分复杂，常用氧化物的形式表示方法：硅酸盐矿物的成分复杂，常用氧化物的形式表示它们的组成，如硅酸钠表示它们的组成，如硅酸钠(Na2SiO3)写成写成_，钾云母钾云母(KH2Al3Si3O12)写成写成_。由硅、氧和金属元素组成的化合物由硅、氧和金属元素组成的化合物Na2OSiO2K2O3Al2O36SiO22H2O考点一考点一考点二考点二(3)硅酸钠硅酸钠(Na2SiO3)白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称

16、白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称_，有黏性，水溶液显碱性。有黏性，水溶液显碱性。它能与较强的酸反应，如与盐酸反应的化学方程式为：它能与较强的酸反应，如与盐酸反应的化学方程式为：_；与；与CO2水溶液反水溶液反应的化学方程式为：应的化学方程式为：_ _。用途：黏合剂用途：黏合剂(矿物胶矿物胶)，耐火阻燃材料。，耐火阻燃材料。水玻璃水玻璃Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3考点一考点一考点二考点二3无机非金属材料无机非金属材料(1)传统无机非金属材料传统无机非金属材料三种硅酸盐工业生产的比较：三种硅酸盐工业生产的比较：水泥水泥玻

17、璃玻璃陶瓷陶瓷生产生产原料原料_主要主要设备设备_陶瓷窑陶瓷窑主要主要成分成分3CaOSiO22CaOSiO23CaOAl2O3Na2SiO3CaSiO3SiO2硅酸盐硅酸盐生产生产条件条件高温高温石灰石、黏土石灰石、黏土纯碱、石灰石纯碱、石灰石和石英和石英黏土黏土水泥回转窑水泥回转窑玻璃窑玻璃窑考点一考点一考点二考点二主要用途：陶瓷、玻璃、水泥是主要建筑材料，也广泛主要用途：陶瓷、玻璃、水泥是主要建筑材料，也广泛应用于生活中。应用于生活中。(2)新型无机非金属材料新型无机非金属材料高温结构陶瓷：如氮化硅陶瓷具有较高的硬度和耐磨高温结构陶瓷：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

18、性和电绝缘性等。性、较强的抗化学侵蚀性和电绝缘性等。生物陶瓷：对机体无排异反应，不会引起代谢作用异生物陶瓷：对机体无排异反应，不会引起代谢作用异常。常。压电陶瓷：具有压电效应。压电陶瓷：具有压电效应。考点一考点一考点二考点二答案答案不能。强酸制弱酸的规律：强酸弱酸盐不能。强酸制弱酸的规律：强酸弱酸盐=强酸强酸盐弱酸，仅适用于常温下水溶液中进行的反应，而该反盐弱酸，仅适用于常温下水溶液中进行的反应，而该反应是在高温下的固体反应，只能从化学平衡移动角度去解应是在高温下的固体反应，只能从化学平衡移动角度去解释反应发生的原因，因释反应发生的原因，因CO2为气体，能及时离开反应体为气体，能及时离开反应体

19、系，使化学反应得以向右进行。系，使化学反应得以向右进行。考点一考点一考点二考点二2判断正误，正确的划判断正误，正确的划“”，错误的划，错误的划“”。(1)玻璃是一种晶体，有较高的熔点。玻璃是一种晶体，有较高的熔点。()(2)水玻璃是一种特殊的玻璃，泡花碱属于碱。水玻璃是一种特殊的玻璃，泡花碱属于碱。()(3)向一定浓度的向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量溶液中通入适量CO2出现白色沉出现白色沉淀，证明淀，证明H2CO3的酸性比的酸性比H2SiO3的酸性强。的酸性强。()(4)传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料料()(5)新型

20、无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的许多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缺点()考点一考点一考点二考点二答案答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)考点一考点一考点二考点二 示向题组示向题组 考点一考点一考点二考点二C普通玻璃、石英玻璃，水泥等均属于硅酸盐材料普通玻璃、石英玻璃，水泥等均属于硅酸盐材料D祖母绿的主要成分为祖母绿的主要成分为Be3Al2Si6O18，用氧化物形式表示，用氧化物形式表示为为3BeOAl2O36SiO2解析解析A项，硅酸钠本身是一种粘合剂，易造成磨口玻璃项，硅酸钠本身是一种粘合剂，易造成磨口玻璃塞与瓶口粘结；塞与瓶口粘结；B项，两反

21、应条件不同，反应项，两反应条件不同，反应是在溶液是在溶液中进行，强酸可以制弱酸，而高温条件下，中进行，强酸可以制弱酸，而高温条件下，CO2是气体，是气体，逸出反应体系；能促使反应发生；逸出反应体系；能促使反应发生；C项，石英玻璃的成分项，石英玻璃的成分为为SiO2，SiO2是氧化物不是盐；是氧化物不是盐；D项正确。项正确。答案答案D考点一考点一考点二考点二2(2013海南卷，海南卷，20)硅在地壳中的含量较高。硅及其化硅在地壳中的含量较高。硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。回答下合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。回答下列问题：列问题：(1)1810年瑞典化学家贝采利

22、乌斯在加热石英砂、木炭和铁年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时，得到一种时，得到一种“金属金属”。这种。这种“金属金属”可能是可能是_。(2)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。其中，生产普陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。其中，生产普通玻璃的主要原料有通玻璃的主要原料有_。(3)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：示意图及主要反应如下：考点一考点一考点二考点二考点一考点一考点二考点二用石英砂和焦炭在电

23、弧炉中高温加热也可以生产碳化用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反应的化学方程式为硅，该反应的化学方程式为_；碳化硅又称；碳化硅又称_，其晶体结构与，其晶体结构与_相似。相似。在流化床反应的产物中，在流化床反应的产物中，SiHCl3大约占大约占85%，还有，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有关物质的沸点数据如下表，等，有关物质的沸点数据如下表，提 纯提 纯 S i H C l3的 主 要 工 艺 操 作 依 次 是 沉 降 、 冷 凝 和的 主 要 工 艺 操 作 依 次 是 沉 降 、 冷 凝 和_。物质物质SiSiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiH3Cl

24、HClSiH4沸点沸点/2 35557.631.88.230.484.9111.9考点一考点一考点二考点二SiHCl3极易水解，其完全水解的产物为极易水解，其完全水解的产物为_。(4)氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料，这些原料是氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料，这些原料是_。解析解析(1)反应物是二氧化硅、木炭和铁，所得反应物是二氧化硅、木炭和铁，所得“金属金属”应应是铁的合金。是铁的合金。(2)生产普通玻璃的原料是纯碱、石灰石和石生产普通玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英砂。英砂。(3)SiC又名金钢砂，与金刚石或晶体硅具有相似又名金钢砂，与金刚石或晶体硅具有相似的结构。的结构。在在Si

25、Cl4、SiH2Cl2、SiH3Cl中，中，SiCl4和和SiHCl3在在常温下呈液态。由于常温下呈液态。由于SiCl4与与SiHCl3沸点相差较大，因此可沸点相差较大，因此可用蒸馏的方法进行分离。用蒸馏的方法进行分离。SiHCl3完全水解的化学方程式完全水解的化学方程式为为SiHCl34H2O=H4SiO4H23HCl。(4)氯碱工业氯碱工业的产品是的产品是NaOH、H2、Cl2，其中，其中H2、Cl2反应可制备反应可制备HCl。H2、HCl都是制备硅工艺中的原料。都是制备硅工艺中的原料。考点一考点一考点二考点二考点一考点一考点二考点二由以上题组训练，可得出本考点的常见命题方向有：由以上题组

26、训练，可得出本考点的常见命题方向有：1硅酸盐及无机非金属材料的性质判断硅酸盐及无机非金属材料的性质判断2无机非金属材料的制备及应用无机非金属材料的制备及应用考点一考点一考点二考点二1(2014郑州一模郑州一模)材料与化学密切相关，表中对应关系错误材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是的是()。解析解析A项，刚玉的主要化学成分为三氧化二铝，而金刚项，刚玉的主要化学成分为三氧化二铝，而金刚石的主要化学成分为碳。石的主要化学成分为碳。答案答案A 跟进题组跟进题组 材料材料主要化学成分主要化学成分A刚玉、金刚石刚玉、金刚石三氧化二铝三氧化二铝B大理石、石灰石大理石、石灰石碳酸钙碳酸钙C普通水泥、普通玻璃普通水泥、普通玻璃硅酸盐硅酸盐D沙子、石英沙子、石英二氧化硅二氧化硅考点一考点一考点二考点二2下列物质性质与用途对应关系正确的是下列物质性质与用途对应关系正确的是()。解析解析硅胶吸附水，与硅用作半导体材料无关，硅胶吸附水，与硅用作半导体材料无关，B错误；错误；二氧化硅硬度大，与氢氟酸和玻璃反应无关，二氧化硅硬度大，与氢氟酸和玻璃反应无关，C错误；焦错误；焦炭具有可燃性，与焦炭还原二氧化硅无关，炭具有可燃性，与焦炭还原二氧化硅无关，D错误。错误。答案答案A性质性质用途用途A硅酸钠化学性质稳定硅酸钠化学