高三化学一轮复习课件：碳、硅及其重要化合物

第1讲碳、硅及其重要化合物【2020·备考】最新考纲：1.掌握碳元素、硅元素的单质的主要性质及应用。2.掌握碳元素、硅元素的重要化合物的主要性质及应用。3.了解碳元素、硅元素的单质及重要化合物的制备方法。4.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。核心素养：1.宏观辨识与微观探析：能从不同层次认识碳、硅及其化合物的多样性，并对物质进行分类。能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。2.科学精神与社会责任：了解二氧化碳对环境的影响，具有可持续性发展意识，绿色低碳的生活方式；赞赏碳、硅单质及其化合物对社会发展的重大贡献。考点一碳、硅单质及氧化物(频数：★☆☆难度：★☆☆)本考点在高考中考查力度不大，复习时关注碳同素异形体的不同用途，二氧化碳对环境的影响；硅、二氧化硅的性质用途是考查重点，特别是硅、二氧化硅的特性，要特别关注。一、对比掌握：碳、硅单质的性质与用途1.碳、硅单质的存在形式

碳硅存在形式既有游离态，又有化合态因有亲氧性，所以仅有

态单质

、

、C60等同素异形体

和无定形硅两大类金刚石石墨化合晶体硅2.碳、硅单质的结构、物理性质与用途(1)碳、硅单质的结构金刚石：

结构；石墨：层状结构；晶体硅：与金刚石类似的

结构。空间网状空间网状(2)碳、硅的物理性质和用途(用短线连接起来)：(1)碳单质的结构不同导致物理性质不同，但化学性质相似。(2)同素异形体之间的转化是化学变化，但不是氧化还原反应。3.碳、硅单质的化学性质——还原性(1)碳的化学性质(2)硅的化学性质Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑4.硅的工业制法工业上常用焦炭在电炉中还原SiO2得到粗硅，但反应需隔绝空气(或O2)，生成的是CO而不是CO2。二、碳、硅的氧化物1.CO的性质血红蛋白2.二氧化碳与二氧化硅的比较(1)物理性质①熔、沸点：CO2的熔、沸点比SiO2的熔、沸点

。②溶解性：CO2能溶于水，SiO2不溶于水。低(2)化学性质玻璃(3)主要用途CO2：化工原料、灭火剂、光合作用。干冰用作制冷剂，人工降雨。SiO2：制光学仪器、石英玻璃。水晶可制作饰品，常用来制造通讯材料

。光导纤维(1)CO2与水反应生成碳酸，但SiO2不溶于水，不能用SiO2与水反应制备硅酸。(2)SiO2既能与HF反应，又能与NaOH溶液反应，但SiO2不是两性氧化物。(3)在实验室用启普发生器制取CO2，引导分析启普发生器的工作原理。【课堂拓展】晨记：硅及其化合物的特殊性质[速查速测]1.(易混点排查)正确的打“√”，错误的打“×”(1)12C、13C、14C是碳的三种同素异形体()(2)向空气中排放二氧化碳会形成酸雨(

)(3)大气中二氧化碳的消耗途径主要是绿色植物的光合作用()(4)向Ca(ClO)2溶液中通入CO2气体，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊消失(

)(5)晶体硅熔点高硬度大，故可用于制作半导体材料(

)××√√×2.(教材知识原创改编)指出下列反应中SiO2所表现的化学性质或作用，在A～E选项中选择正确答案填入横线上。A.作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀B.具有氧化性C.酸性氧化物的通性D.将挥发性的酸酐从其盐中置换出来E.氧化还原反应中既不作氧化剂，也不作还原剂答案

(1)C

(2)D

(3)B

(4)E

(5)A3.(规范简答)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？____________________________________________________________________。答案没有，因为硅有很强的亲氧性，在地壳形成时硅与氧易结合，难分离，因而硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐形式存在[A组基础知识巩固]1.(2019·山东寿光现代中学月考)下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是(

)①硅是构成一些岩石和矿物质的基本元素②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品③高纯度的硅单质是良好的半导体材料④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料⑤水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂⑥二氧化硅可用作光纤以及电脑芯片A.①②③④ B.②③⑤⑥C.①③④⑤ D.②③④⑤解析水晶的主要成分是二氧化硅，故②错误；二氧化硅可用作光纤，单质硅可用作电脑芯片，故⑥错误。本题选C。答案

C2.(2018·四川达州检测)下列说法中正确的是(

)答案C3.(2019·杭州质检)用4种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是(

)选项操作及现象溶液A通入足量CO2，溶液变浑浊饱和Na2CO3B通入CO2，溶液变浑浊；继续通CO2至过量，浑浊消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液变浑浊；再加入品红溶液，红色褪去Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液变浑浊；继续通CO2至过量，浑浊消失；再加入足量NaOH溶液，又变浑浊Ca(OH)2溶液解析A项，CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3↓，由于NaHCO3的溶解度比Na2CO3小，生成的NaHCO3的质量多而析出；B项，CO2＋Na2SiO3＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓，H2SiO3与CO2不反应，浑浊不会消失；C项，CO2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，所以溶液变浑浊，加入的品红被HClO氧化褪色；D项，首先，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，继续通CO2至过量，产生可溶于水的Ca(HCO3)2，再加入足量的NaOH，则发生反应：2NaOH＋Ca(HCO3)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，溶液又变浑浊。答案B4.为检验二氧化碳气体中是否混有一氧化碳，某课外兴趣小组的同学设计了如下图所示的实验装置：根据装置回答问题：(1)A装置的作用是________。(2)实验后怎样处理尾气________，发生反应的化学方程式为_____________________________________________________________________。(3)若实验时观察到________，则证明原气体中一定含有一氧化碳。解析(1)除去混合气体的CO2时，可先将混合气体通入盛有NaOH溶液的洗气瓶中，故A装置的作用是吸收CO2，以排除对后面实验的干扰。(2)CO有毒，故将CO点燃生成CO2才能排放到空气中。(3)CO还原CuO的实验现象是黑色粉末变成红色，故利用这一现象来证明原气体中一定含有CO。【归纳反思】确认混合气体(CO、CO2)中含有CO气体的实验设计方法[B组考试能力过关]5.下列有关硅及其化合物的叙述错误的是(

)A.SO2通入Na2SiO3溶液产生胶状沉淀，证明酸性H2SO3>H2SiO3(2017·北京理综，10D)B.SiO2硬度大，故可用于制造光导纤维(2017·江苏，3C)C.HF能与SiO2反应，可用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记(2016·全国卷Ⅲ，7D)D.石英砂可用于生产单晶硅(2016·海南，4C)解析

A项，依据强酸制弱酸原理判断；B项，前后无因果关系。答案

B6.(2018·江苏化学，1)CO2是自然界碳循环中的重要物质。下列过程会引起大气中CO2含量上升的是(

)A.光合作用

B.自然降雨C.化石燃料的燃烧

D.碳酸盐的沉积解析光合作用过程中植物吸收CO2使CO2含量下降，A项不符合题意；自然降雨的过程会消耗CO2，使CO2含量下降，B项不符合题意；化石燃料燃烧时会产生CO2，使CO2含量上升，C项符合题意；碳酸盐能够与CO2反应生成可溶性的碳酸氢盐，消耗CO2，使CO2含量下降，D项不符合题意。答案C7.(安徽理综)下列有关说法正确的是(

)A.在酒精灯加热条件下，Na2CO3、NaHCO3固体都能发生分解B.Fe(OH)3胶体无色、透明，能产生丁达尔现象C.H2、SO2、CO2三种气体都可用浓H2SO4干燥D.SiO2既能和氢氧化钠溶液反应又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物解析A项，Na2CO3固体在酒精灯加热条件下，不分解，错误；B项，Fe(OH)3胶体呈红褐色，错误；C项，H2、SO2、CO2三种气体都可用浓硫酸干燥，正确；D项，由于SiO2与氢氟酸反应不能生成盐，所以SiO2是酸性氧化物而不是碱性氧化物，错误。答案C考点二硅酸盐无机非金属材料(频数：★☆☆难度：★☆☆)本考点主要考查：(1)硅酸和硅酸盐的性质；(2)无机非金属材料的用途。1.硅酸难碳酸Na2CO3＋H2SiO3↓干燥剂2.硅酸盐(1)概念：是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。(2)组成的表示方法通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成，如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为

，长石(KAlSi3O8)可表示为

。Na2O·SiO2K2O·Al2O3·6SiO2Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓(1)氧化物形式只表示硅酸盐的组成而不表示其结构，切不可认为硅酸盐是由氧化物混合而成的。(2)硅酸盐大多难溶于水，常见可溶性硅酸盐是硅酸钠，其水溶液称为水玻璃。硅胶(mSiO2·nH2O)是一种很好的无毒干燥剂。3.常见无机非金属材料(1)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。①常见硅酸盐材料比较纯碱、石灰石和石英(1)玻璃中含有二氧化硅，因此氢氟酸可用于雕刻玻璃，盛放氢氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。(2)NaOH溶液可以用玻璃瓶盛放，但不能用玻璃塞而使用橡胶塞。[速查速测]1.(易混点排查)正确的打“√”，错误的打“×”(1)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()(3)传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料()(4)光导纤维、碳纳米管、氮化硅结构陶瓷等都是新型无机非金属材料(

)(5)传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐。()××√√×2.(教材改编题)世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：“中国至少在距今3000年以前，就已经使用玻璃了。”下列有关玻璃的说法不正确的是(

)A.制普通玻璃的原料主要是石灰石和黏土B.玻璃在加热熔化时没有固定的熔点

C.普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅

D.盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口粘在一起答案

A3.(思维探究题)胃舒平的主要成分是氢氧化铝，同时含有三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)等化合物。(1)三硅酸镁的氧化物形式为_______________________________________。(2)Al2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料，其原因是：__________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案

(1)2MgO·3SiO2·nH2O(2)Al2O3、MgO和SiO2均具有很高的熔点，故可制耐火材料[A组基础知识巩固]1.下列关于硅材料的说法不正确的是(

)A.钢化玻璃与普通玻璃的主要成分基本相同B.制普通玻璃的原料是石灰石、纯碱和石英砂C.陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料D.水玻璃是纯净物，可用于生产黏合剂和防火剂解析钢化玻璃是普通玻璃经一定物理方法处理后得到的，A项正确；水玻璃是Na2SiO3水溶液，是混合物，D项不正确。答案D2.青石棉是一种致癌物质，是《鹿特丹公约》中受限制的46种化学品之一，其化学式为Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸溶液处理时，还原产物只有NO，下列说法不正确的是(

)A.青石棉是一种硅酸盐材料B.青石棉中含有一定量的石英晶体C.青石棉的化学组成可表示为：Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2OD.1mol青石棉能使1molHNO3被还原解析硅酸盐指的是硅、氧与其他化学元素(主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等)结合而成的化合物的总称，故青石棉是一种硅酸盐产品；青石棉是一种纯净物，不可能含有一定量的石英晶体；1molNa2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O跟硝酸反应时，失去3mol电子，故能使1molHNO3被还原。答案

B3.下列说法正确的是(

)答案D【方法技巧】[B组考试能力过关]4.(2017·北京理综)古丝绸之路贸易中的下列商品，主要成分属于无机物的是(

)解析瓷器主要成分属于硅酸盐，属于无机物；丝绸主要成分为蛋白质，属于有机物；茶叶中的主要成分有咖啡因、糖类等，属于有机物；中草药成分较为复杂，主要成分为有机物。答案A5.(2017·课标全国Ⅱ)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：回答下列问题：(1)在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是_______________________________________________________________________________________________________________，还可使用________代替硝酸。(2)沉淀A的主要成分是____