第四章非金属及其化合物第12讲碳、硅及无机非金属材料[考纲要求]1.了解碳元素、硅元素的单质的主要性质及应用。2.了解碳元素、硅元素的重要化合物的主要性质及应用。3.了解碳元素、硅元素的单质及其重要化合物对环境质量的影响。考点一碳、硅单质及其重要化合物的性质1．C、Si单质的存在形态、物理性质及用途(1)自然界中的碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素因有亲氧性，所以仅有化合态。碳单质主要有金刚石、石墨、C60等同素异形体，硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类。(2)单质的结构、物理性质与用途比较碳硅结构金刚石：空间网状结构石墨：层状结构晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构物理性质金刚石熔点高、硬度大石墨熔点高、质软，有滑腻感晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、硬度大、熔点高用途金刚石用作切割刀具，石墨用作电极、铅笔芯晶体硅用作半导体材料、硅芯片和硅太阳能电池2.碳、硅单质的化学性质碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。(1)碳(2)Si3．二氧化碳和二氧化硅的比较物质二氧化硅二氧化碳结构立体网状结构，不存在单个分子存在单个CO2分子主要物理性质硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水熔、沸点低，常温下为气体，可溶于水化学性质①与水反应不反应CO2＋H2OH2CO3②与酸反应只与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O不反应③与碱反应SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)CO2少量：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O、CO2过量：CO2＋NaOH===NaHCO3④与盐反应如与Na2CO3反应：SiO2＋Na2CO3=====Na2SiO3＋CO2↑如与Na2SiO3反应：Na2SiO3＋H2O＋CO2(不足)===H2SiO3↓＋Na2CO3或Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(足量)===H2SiO3↓＋2NaHCO3⑤与碱性氧化物反应如与CaO反应：SiO2＋CaO=====CaSiO3如与Na2O反应：Na2O＋CO2===Na2CO3用途光导纤维、光学仪器、电子元件制饮料、制碳酸盐、灭火、人工降雨1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)用活性炭去除冰箱中的异味，没有发生化学反应。()(2)12C、13C、14C是碳的三种同素异形体。()(3)单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料。()(4)SiO2既能和NaOH溶液反应又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物。(2015·高考安徽卷，9D)()(5)元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体。(2015·高考江苏卷，4A)()(6)工业上用焦炭和石英制取粗硅反应的化学方程式为SiO2＋C=====Si＋CO2↑。()(7)可用磨口玻璃瓶保存NaOH溶液。(2015·高考海南卷，7B)()(8)硬度：晶体硅<金刚石。(2015·高考上海卷，11C)()答案：(1)√(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×(7)×(8)√2.如何用所提供的试剂和方法除去各气体混合物或粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)。将所选答案的编号填入下表内相应的空格内(如果不需要外加试剂，则对应答案栏可空着)。1可供选择的试剂：A.盐酸B．氢氧化钠溶液C．饱和NaHCO3溶液D．水E．CuO可选用的操作：①洗气②加热③溶解过滤④结晶混合物选择的试剂选用的操作(1)CO(CO2)(2)CO2(CO)(3)CO2(HCl)(4)SiO2(CaCO3)(5)SiO2(NH4Cl)答案：(1)B①(2)E②(3)C①(4)A③(5)②(或D③)考向1碳、硅单质及其化合物的性质及用途二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用途。a～e是对①～⑤反应中SiO2所表现的化学性质或作用进行判断，其中正确的是()①SiO2＋2NaOH,Na2SiO3＋H2O②SiO2＋2C=====Si＋2CO↑③SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O④Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑⑤SiO2＋3C=====SiC＋2CO↑a．反应①中SiO2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃b．反应②中SiO2表现出氧化性c．反应③中SiO2表现了酸性氧化物的通性d．反应④符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性酸酐的原理e．反应⑤中SiO2未参加氧化还原反应A．aceB．bdeC．cdeD．ab[解析]通常用氢氟酸来刻蚀玻璃，与之对应的反应是③，因此a、c判断错误；反应②是一个置换反应，其中二氧化硅被还原，表现出氧化性，b判断正确；反应④是一个复分解反应，用难挥发的二氧化硅制取易挥发的二氧化碳，d判断正确；反应⑤中碳的化合价由0价变为－4和＋2，硅的化合价和氧的化合价都没有改变，因此二氧化硅没有参加氧化还原反应，e...
