第四章 课时4 无机非金属材料-(教参 练习）2023高考化学一轮复习【高考前沿】

课时4　无机非金属材料 [考试要求·有的放矢] 1．了解C、Si元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及应用。 2．了解C、Si元素单质及其重要化合物对环境的影响。 3．了解无机非金属材料的性质和用途。 碳、硅单质及其氧化物 1．碳、硅的存在形态、物理性质和用途 碳 硅 存在形态 游离态和化合态 __化合态__ 单质结构 金刚石：__正四面体__空间网状结构 石墨：层状结构 C60：足球形分子 晶体硅：__正四面体__空间网状结构 物理性质 金刚石：熔点__高__、硬度__大__ 石墨：硬度__小__、电的良导体 晶体硅：灰黑色固体，有金属光泽、熔点__高__、硬度大，有脆性 用途 __金刚石__用于制造切割刀具；__石墨__用于制造电极、铅笔芯 __半导体__材料和合金材料 [名师点拨] (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。 2．碳、硅单质的化学性质 (1)碳单质的化学性质——还原性 ①能与O2反应(用化学方程式表示) O2不足：　2C＋O22CO　； O2充足：　C＋O2CO2　。 ②能与其他物质的反应(用化学方程式表示) a．能与CuO反应：　C＋2CuO2Cu＋CO2↑　(可用于金属的冶炼)； b．能与CO2反应：　C＋CO22CO　； c．能与水蒸气反应：　C＋H2O(g)CO＋H2　(制水煤气)； d．能与浓硫酸反应：　C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O　。 (2)硅单质的化学性质——还原性 ①能与O2反应：　Si＋O2SiO2　； ②能与氢氟酸反应(用化学方程式表示，下同)：　Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑　； ③能与NaOH溶液反应：　Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑　。 3．硅的制备 (1)原料：二氧化硅、焦炭。 (2)原理：　SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑　。 (3)提纯：　Si(粗)＋2Cl2SiCl4　，　SiCl4＋2H2Si(纯)＋4HCl　。 4．碳和硅的氧化物 (1)一氧化碳：无色无味的有毒气体，不溶于水，可用作气体燃料和冶金工业的还原剂。 (2)二氧化碳和二氧化硅 二氧化硅 二氧化碳 类别 均为酸性氧化物 结构 由氧、硅原子构成__空间网状__结构 直线形结构，存在单个CO2分子 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 与水反应 不反应 CO2＋H2OH2CO3 与酸反应 只与氢氟酸反应： 　SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O　 不反应 能与碱(NaOH)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===NaHCO3　 能与盐反应 如与Na2CO3反应：　SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑　 如与Na2SiO3反应： 　Na2SiO3＋H2O＋CO2(不足)===H2SiO3↓＋Na2CO3　或Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(足量)===H2SiO3↓＋2NaHCO3 能与碱性氧化物反应 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、电子部件 制饮料、制碳酸盐 [名师点拨] (1)CO2与水反应生成碳酸，但SiO2不溶于水，不能用SiO2与水反应制备硅酸。 (2)SiO2既能与HF反应，又能与NaOH溶液反应，但SiO2不是两性氧化物。 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)CO2是一种常用灭火剂，故Na、Mg着火时可用CO2灭火。(×) (2)碳、硅在自然界中的存在形式既有游离态又有化合态。(×) (3)晶体硅熔点高、硬度大，故可用于制作半导体材料。(×) (4)SiO2是酸性氧化物，可溶于强碱，不溶于任何酸。(×) (5)SiO2具有导电性，故可用于制备光导纤维。(×) (6)Na2CO3溶液贮存在带有玻璃塞的玻璃试剂瓶中。(×) 2．如何解决好碳排放问题是关系到人类可持续发展的重大课题之一。目前，采用较多的方法是对二氧化碳进行捕集封存和富集再利用。下列与二氧化碳有关的叙述正确的是(　　) A．CO2是形成酸雨的主要物质 B．CO2导致温室效应，是一种大气污染物 C．CO2(g)＋C(s)2CO(g)　ΔH＞0，高温有利于该反应自发进行 D．实验室常用大理石与稀盐