（全国通用）高考化学一轮复习 第13讲 碳、硅及其重要化合物学案-人教版高三全册化学学案.doc

第13讲碳、硅及其重要化合物
考纲解读1.了解常见非金属元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。
2.了解常见非金属元素单质及其重要化合物对环境的影响。

一、碳、硅单质的物理性质与用途
1．碳、硅单质的存在形式

2．碳、硅的物理性质和用途(用短线连接起来)：

①－c②－a③－e④－b⑤－d
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。
二、碳、硅单质的化学性质——还原性
硅、碳的最外层都是4个电子，位于元素周期表的第ⅣA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。
1．碳的性质
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，完成下列化学方程式。
①CO2＋Ceq\o(=====,\s\up17(高温))2CO；
②C＋H2O(g)eq\o(=====,\s\up17(高温))CO＋H2。
2．硅的化学性质
硅的化学性质不活泼，在常温下只能与氟气、氢氟酸、NaOH溶液反应，不能与H2、O2、Cl2、浓硫酸、浓硝酸反应，但加热时能与O2、Cl2反应。
完成下列化学方程式：
①Si＋2Cl2eq\o(=====,\s\up17(△))SiCl4；
②Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；
③Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
3．硅的工业制法
用焦炭和二氧化硅在电炉中反应得到粗硅，反应的化学方程式为SiO2＋2Ceq\o(=====,\s\up17(高温))Si＋2CO。
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。
三、二氧化硅
1．物理性质
硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水。
2．化学性质
(1)与酸反应
只与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。
(2)与碱(NaOH)反应SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)。
(3)与盐反应：如与Na2CO3反应：
Na2CO3＋SiO2eq\o(=====,\s\up17(高温))Na2SiO3＋CO2↑。
(4)与碱性氧化物反应：如与CaO反应：
CaO＋SiO2eq\o(=====,\s\up17(高温))CaSiO3。
3．用途
光导纤维、光学仪器、电子部件。
四、硅酸

五、硅酸盐
1．硅酸盐
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．硅酸盐组成的表示方法
通过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Na2O·SiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为K2O·Al2O3·6SiO2。
3．硅酸钠
(1)白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃有黏性，水溶液显碱性。
(2)与酸性较硅酸强的酸反应
与CO2水溶液反应的化学方程式：
Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓。
(3)用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。
六、无机非金属材料
1．传统无机非金属材料
(1)三种硅酸盐工业生产的比较

(2)主要用途：陶瓷、玻璃、水泥是重要建筑材料，也广泛应用于生活中。
2．新型无机非金属材料
(1)高温结构陶瓷：如氮化硅陶瓷具有较高的硬度和耐磨性、较强的抗化学侵蚀性和电绝缘性等。
(2)生物陶瓷：对机体无排异反应，不会引起代谢作用异常。
(3)压电陶瓷：具有压电效应。

1．正误判断，正确的画“√”，错误的画“×”。
(1)碳有多种同素异形体，而氧不存在同素异形体。()
(2)单质硅常用作半导体材料和光导纤维。()
(3)硅在自然界中只以化合态的形式存在。()
(4)单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料。()
(5)pH＝2的溶液中可能大量存在Na＋、NHeq\o\al(＋,4)、SiOeq\o\al(2－,3)。()
(6)向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸的离子方程式：Na2SiO3＋2H＋===H2SiO3↓＋2Na＋。()
答案(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×(6)×
2．下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是()
①水玻璃既不易燃烧也不受腐蚀
②水泥、玻璃、沙子都是硅酸盐制品
③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维
④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料
A．①②B．②③C．①④D．③④
答案C
解析水玻璃是Na2SiO3的水溶液，可用作防火剂和防腐剂，①正确；沙子不属于硅酸盐制品，②不正确；光导纤维的主要成分是SiO2，③不正确。

考点1碳、硅单质及其氧化物
典例1(2017·青岛高三模拟)