【金版学案】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1．掌握C、CO、CO21．掌握C、CO、CO2、CaCO3的性质和用途，COeq\o\al(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。梳理基础一、碳、硅1．单质的存在形态、物理性质及用途。碳硅存在形态________________________________结构金刚石：________结构石墨：层状结构晶体硅：与______类似的空间网状结构物理性质金刚石熔点______、硬度大石墨熔点高、质地______，有滑腻感晶体硅为________，有______光泽、硬度大、熔点______用途________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。O2（不足）：与O2反应O2（足量）：Fe2O3：C与氧化物反应SiO2：浓硫酸：强氧化性酸浓硝酸：O2：与非金属单质F2：SiCl2：与氢氟酸反应：Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑与NaOH溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑答案：2．2C＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2COC＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))CO23C＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))3CO↑＋2Fe2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))2CO↑＋SiC＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2OC＋4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2OSi＋O2eq\o(=,\s\up7(高温))SiO2Si＋2F2=SiF4Si＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(△))SiCl4二、碳、硅的氧化物1．碳的氧化物。化学式COCO2碳的化合价＋2＋4类别不成盐氧化物酸性氧化物主要化学性质还原性：CuO＋COeq\o(=,\s\up7(△))______Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高温))______可燃性：2CO＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))______酸性氧化物的通性：CO2＋Ca(OH)2=______CO2＋H2O______氧化性：CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))______CO2＋2Mgeq\o(=,\s\up7(点燃))______制取方法实验室：HCOOHeq\o(=,\s\up7(浓H2SO4),\s\do5(△))__________________②工业上：C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))CO＋H2实验室：CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O②工业上：CaCO3eq\o(=,\s\up7(高温))CaO＋CO2↑答案：1．Cu＋CO22Fe＋3CO22CO2CaCO3↓＋H2OH2CO32CO2MgO＋CCO↑＋H2O2.二氧化硅与二氧化碳的比较。物质二氧化硅二氧化碳化学式SiO2CO2类别均为________氧化物主要物理性质硬度______，熔沸点______，常温下为固体，______溶于水熔沸点低，常温下为气体，______溶于水化学性质与水反应________________________与酸反应SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O不反应与碱反应_________________CO2＋2NaOH=______________或CO2＋NaOH=____________与盐反应SiO2与Na2CO3反应：____________________Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=________CO2＋Na2CO3＋H2O=__________与碱性氧化物反应SiO2＋CaOeq\o(=,\s\up7(高温))__________________答案：2．酸性大高不微不反应CO2＋H2OH2CO3SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2ONa2CO3＋H2ONaHCO3SiO2＋Na2CO3eq\o(=,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑CaCO3↓＋2HClO2NaHCO3CaSiO3CO2＋Na2O=Na2CO3三、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＋H2SiO3=Na2SiO3＋2H2O②H2SiO3eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())H2O＋SiO2(3)SiOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2SiO3↓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)硅酸盐材料。水泥玻璃陶瓷生产原料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英黏土主要设备水泥回转窑玻璃窑陶瓷窑(2)特殊功能的含硅物质。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Na2CO3中通入足量CO2，溶液变浑浊，析出了NaHCO3()2．硅元素在自然界中以游离态存在()3．除去干燥CO2中混有的少量SO2，可将混合气体依次通过盛有酸性KMnO4溶液、浓硫酸的洗气瓶()4．金刚石、石墨和C60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．SiO2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SiO2，其最高价氧化物SiO2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CH4＞SiH4，所以只有A项正确。答案：A2．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．①②③B．①⑤⑥C．③④⑤D．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(SiO2只是硅原子和氧原子的最简比)，晶体中不存在单个分子；SiO2可以溶于HF。答案：D3．下列反应中，能说明SiO2是酸性氧化物的是()①SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O②SiO2＋CaOeq\③SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O④SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑A．①②B．②③C．③④D．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：Beq\x(3题变式)3－1.将过量CO2通入下列溶液中，最终溶液变浑浊的是()①饱和Na2CO3溶液②Na2SiO3溶液③NaAlO2溶液④Ca(ClO)2溶液⑤CaCl2溶液A．②③B．②③④C．①②③D．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：C4．下列离子方程式不正确的是()A．石英与烧碱溶液反应：SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2OB．往烧碱溶液中通入少量CO2：CO2＋2OH－=COeq\o\al(2－,3)＋H2OC．往水玻璃中加入盐酸：2H＋＋SiOeq\o\al(2－,3)=H2SiO3↓D．向小苏打溶液中加入过量石灰水：2HCOeq\o\al(－,3)＋Ca2＋＋2OH－=CaCO3↓＋2H2O＋COeq\o\al(2－,3)解析：石英与烧碱溶液反应：SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,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：HCOeq\o\al(－,3)＋Ca2＋＋OH－=CaCO3↓＋H2O，D错误。答案：D5．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。eq\x(F)eq\x(A)eq\x(C)eq\x(E)eq\x(B)eq\x(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____________________