专题09 碳、硅及其重要化合物（知识扫描）-2020年领军高考化学培优补差必练

专题09 碳、硅及其重要化合物 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＋H2OH2CO3、Na2O＋CO2===Na2CO3、CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O 2Mg＋CO22MgO＋C。 (3)CO2在自然界中的循环 ①CO2的主要来源：大量含碳燃料的燃烧。 ②自然界消耗CO2的主要反应： a．溶于江水、海水中：CO2＋H2OH2CO3； b．光合作用将CO2转化为O2； c．岩石的风化：CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2。 (4)CO、CO2气体的除杂方法 CO中混有CO2 通过盛有NaOH溶液的洗气瓶，然后干燥气体 CO2中混有CO 通过盛有灼热CuO的硬质试管 CO2中混有少量SO2或HCl 通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，然后干燥气体 ①澄清石灰水只用于检验CO2，不能用于除去混合气体中的CO2，应用NaOH溶液除去； ②CO2、SO2通入CaCl2或BaCl2溶液均无沉淀产生 4．碳酸(H2CO3) 弱酸性、不稳定性。碳酸(H2CO3)只能在水中存在。H2CO3在水中与CO2共存，因此常把CO2＋H2O当碳酸用。 5．碳酸的酸式盐和正盐的比较 (1)在水中的溶解性 ①含K＋、Na＋、NH的正盐易溶于水，其余一般不溶于水；酸式盐均能溶于水。 ②一般来说，在相同温度下，难溶性正盐溶解度小于其酸式盐溶解度，如溶解度Ca(HCO3)2>CaCO3；可溶性正盐溶解度大于其酸式盐溶解度，如溶解度Na2CO3>NaHCO3。 (2)水溶液酸碱性强弱 物质的量浓度相同时，正盐溶液的pH大于其酸式盐溶液，如pH：Na2CO3溶液>NaHCO3溶液。 (3)热稳定性 一般来说，热稳定性顺序为正盐>酸式盐>碳酸，如稳定性Na2CO3>NaHCO3>H2CO3。可溶性正盐>难溶性正盐，如CaCO3高温分解，而K2CO3不易分解。 (4)与酸的反应 ①CaCO3与盐酸反应的离子方程式： CaCO3＋2H＋===H2O＋CO2↑＋Ca2＋。 ②Ca(HCO3)2与盐酸反应的离子方程式： HCO＋H＋===H2O＋CO2↑。 (5)与碱的反应 ①Na2CO3与Ca(OH)2反应的离子方程式： CO＋Ca2＋===CaCO3↓。 ②NaHCO3与足量Ca(OH)2反应的离子方程式： HCO＋Ca2＋＋OH－===CaCO3↓＋H2O。 Ca(OH)2与足量NaHCO3反应的离子方程式： Ca2＋＋2OH－＋2HCO＋2H2O。===CaCO3↓＋CO 例1 (2018·河南一模)下列关于二氧化硅的说法正确的是(　　) A.二氧化硅是酸性氧化物，因此能与水反应生成硅酸 B.二氧化硅制成的光导纤维，由于导电能力强而被用于制造光缆 C.二氧化硅不能与碳酸钠溶液反应，但能与碳酸钠固体在高温时发生反应 D.用二氧化硅制取单质硅时，当生成2.24 L气体(标准状况)时，得到2.8 g硅 例2 (2018·哈师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学一模)下列说法不正确的是(　　) A.SiO2能与HF反应，因此可用HF刻蚀玻璃 B.向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀盐酸制备硅酸凝胶 C.氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，化学式为Si3N4 D.石英是良好的半导体材料，可以制成光电池，将光能直接转化成电能 例3 (2018·宜昌期末)下列关于硅的说法不正确的是(　　) A.硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体 B.硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料 C