内容正文:
无机化学基础
——非金属元素及其化合物
(碳、硅和硼)
【考情调研】
碳、硅及其化合物的性质是高考的常考知识点,碳的考查范围比较广,各类型题中均有可能出现;硅以SiO2杂质的形式在工艺流程题中出现的频率较高准和硼可能会以新材料、新技术为背景,结合工艺流程或实验进行考查。近三年全国卷的考查情况如表所示:
元素
考查情况
C
2019全国ⅠT28以水煤气变换为载体考查化学反应原理;2018三套全国卷均涉及碳酸钠或碳酸氢钠的考查;2017和2018的全国卷Ⅱ均涉及草酸或草酸盐的考查
Si
2019三套全国卷均涉及对硅元素的考查;2018全国ⅢT28以三氯氢硅为载体考查化学反应原理;2017三套全国卷的工艺流程题均涉及Si或SiO2
B
2019全国ⅠT26以H3BO3的制备为载体进行考查;2017全国ⅠT26中以H3BO3与NH3反应的信息为载体,考查含氮化合物中氮元素含量的测定
碳、硅、硼及其重要化合物
知识点一 碳及其重要化合物
1.碳单质
(1)存在:碳单质的存在形式有金刚石、石墨、木炭、足球烯,它们互为同素异形体。
(2)结构:金刚石:正四面体空间网状结构;石墨:平面正六边形层状结构。
(3)物理性质:金刚石熔点高、硬度大;石墨熔点高、质,有滑腻感,是电的良导体。
(4)主要化学性质——还原性
可燃性
2C+O2(不足)CO22CO、C+O2(足量)
与氧化
物反应
CuO:2CuO+C2Cu+CO2↑(冶炼金属)
SiO2:SiO2+2CSi+2CO↑(制取粗硅)
H2O:C+H2O(g)CO+H2(制取水煤气)
与强氧化
性酸反应
浓H2SO4:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
浓HNO3:C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
2.一氧化碳(CO)
(1)物理性质
无色气体,有毒,难溶于水。
(2)化学性质——还原性
①燃烧:2CO+O22CO2,淡蓝色火焰;
②还原CuO:CuO+COCu+CO2(冶炼金属)。
3.二氧化碳(CO2)
(1)物理性质:CO2是一种无色、无味的气体,能溶于水,固态CO2俗称干冰。
(2)化学性质:与H2O、Na2O、Ca(OH)2(足量、澄清)、Mg反应的方程式分别为CO2+H2OH2CO3、Na2O+CO2===Na2CO3、CO2+Ca(OH)2===CaCO3