第一讲碳、硅及无机非金属材料[考纲展示]1．了解C、Si元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解C、Si元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。3.以新材料、新技术为背景考查C、Si元素及其重要化合物的性质及应用。考点一碳、硅单质及其重要化合物的性质[学生用书P70]一、碳、硅单质的存在形态、物理性质及用途1．自然界中碳元素既有游离态，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．碳、硅单质的结构、物理性质与用途的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二、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．硅三、二氧化碳和二氧化硅的比较物质二氧化硅二氧化碳结构空间立体网状结构，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，微溶于水化学性质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(NaOH)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)CO2少量：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2OCO2过量：CO2＋NaOH===NaHCO3④与盐反应如与Na2CO3反应：SiO2＋Na2CO3=====Na2SiO3＋CO2↑如与Na2SiO3反应：Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(足量)H2SiO3↓＋2NaHCO3或Na2SiO3＋H2O＋CO2(不足)===H2SiO3↓＋Na2CO3⑤与碱性氧化物反应如与CaO反应：SiO2＋CaO高温CaSiO3如与Na2O反应：Na2O＋CO2===Na2CO3用途制造光导纤维、光学仪器、电子部件制饮料、制碳酸盐四、硅酸和硅酸钠1．硅酸硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱，硅酸不能(填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红色。(1)硅酸不稳定，受热易分解：H2SiO3=====SiO2＋H2O。(2)硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。(3)硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能力强，常用作干燥剂。2．硅酸钠(Na2SiO3)(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)它能与酸性较硅酸强的酸反应，Na2SiO3溶液与下列两种物质反应的化学方程式分别为与盐酸反应：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。与CO2反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3。(3)用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。(1)Si的还原性强于C，但C能还原SiO2生成Si，且氧化产物为CO：2C＋SiO2=====Si＋2CO↑，其原因是产物CO为气体，它的放出降低了生成物浓度，促使反应向正反应方向进行。(2)非金属单质跟碱溶液作用一般无H2产生，但Si能跟碱液作用放出H2，如Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。(3)CO2是温室气体，但CO2不是污染性气体。(4)酸性氧化物一般和水反应生成相应的酸，但SiO2不与水反应。(5)SiO2是酸性氧化物，SiO2却既能与酸(氢氟酸)反应又能与NaOH溶液反应。(6)非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但Si却能与HF反应。(2015·金考卷选粹)向300mLKOH溶液中缓慢通入一定量的CO2气体，充分反应后，在减压低温下蒸发溶液得到白色固体，若通入CO2气体2.24L(标准状况)，得到11.9g白色固体，请通过计算确定：此白色固体是由哪些物质组成的？其质量分别为多少？KOH的物质的量浓度为多少？[解析]根据题意：n(CO2)＝＝0.1mol，若生成的固体全部为K2CO3，则其质量为0.1mol×138g·mol－1＝13.8g，若生成的固体全部为KHCO3，则其质量为0.1mol×100g·mol－1＝10g。现固体质量为11.9g。所以，此固体为K2CO3和KHCO3的混合物，设K2CO3和KHCO3的物质的量分别为amol、bmol，则有：解得：a＝b＝0.05，所以，白色固体中m(K2CO3)＝0.05mol×138g·mol－1＝6.9g；m(KHCO3)＝0.05mol×100g·mol－1＝5g，反应中消耗n(KOH)＝2amol＋bmol＝0.15mol。故c(KOH)＝＝0.5mol·L－1。[答案]白色固体为K2CO3和KHCO3的混合物。质量分...
