第4章 第1讲 碳、硅及无机非金属材料-【金版教程】2024高考化学一轮复习创新方案word（新教材，创新版）

第1讲　碳、硅及无机非金属材料 [复习目标]　1.了解C、Si单质及其重要化合物的制备方法、性质和用途。2.了解传统无机非金属材料的组成、性能及用途。3.了解新型无机非金属材料的性能及用途。 一、碳、硅及其氧化物 1.常见的三种碳单质 (1)金刚石 碳原子的排列方式：正四面体的空间网状结构 物理性质：熔点高，硬度大，不导电 (2)石墨 碳原子的排列方式：层状结构，每层为正六边形的平面网状结构 物理性质：熔点高，硬度小，能导电 (3)足球烯(C60) 碳原子的排列方式：“足球”状分子，由正五边形和正六边形排列而成 物理性质：不导电 2．硅的结构与制备 3．碳、硅的化学性质 (1)碳的化学性质 与氧气反应 C＋O2CO2，2C＋O22CO 与H2O(g)反应 C＋H2O(g)CO＋H2 与CO2反应 C＋CO22CO 与SiO2反应 2C＋SiO2Si＋2CO↑ 与CuO反应 C＋2CuO2Cu＋CO2↑ 与浓硫 酸反应 2H2SO4(浓)＋CCO2↑＋2SO2↑＋2H2O 与浓硝 酸反应 C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O (2)硅的化学性质 反应物质 化学方程式 F2 Si＋2F2===SiF4 HF Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑ NaOH溶液 Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑ O2 Si＋O2SiO2 Cl2 Si＋2Cl2SiCl4 4．碳和硅的氧化物 (1)一氧化碳 ①物理性质：无色气体，有毒，难溶于水。 ②化学性质 a．燃烧：2CO＋O22CO2，蓝色火焰。 b．还原性，如还原CuO：CO＋CuOCu＋CO2(冶炼金属)。 (2)二氧化硅和二氧化碳的比较 物质 二氧化硅 二氧化碳 化学式 SiO2 CO2 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，熔点高，不溶于水 常温下为气体，能溶于水 化学性质 与水 反应 不反应 CO2＋H2OH2CO3 与酸 反应 只与氢氟酸反应： SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 不反应 化学性质(酸性氧化物) 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 与盐 反应 SiO2＋Na2CO3 Na2SiO3＋CO2↑ SiO2＋CaCO3 CaSiO3＋CO2↑ Na2SiO3＋H2O＋CO2(不足)=== H2SiO3↓＋ Na2CO3或Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(足量)=== H2SiO3↓＋2NaHCO3 与碱 性氧 化物 反应 与CaO反应： SiO2＋CaOCaSiO3 与Na2O反应： Na2O＋CO2===Na2CO3 用途 制光导纤维、光学仪器、电子部件、仪器轴承、石英坩埚、玻璃等 制饮料、制碳酸盐 判断正误。正确的打“√”，错误的打“×”并指明错因。 (1)石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应。(×) 错因：同素异形体之间的转化，化合价不变，不是氧化还原反应。 (2)向CaCl2溶液中通入CO2气体，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊消失。(×) 错因：由于盐酸的酸性比碳酸强，CO2与CaCl2溶液不反应。 (3)向空气中排放二氧化碳会形成酸雨。(×) 错因：pH<5.6的雨水才是酸雨，CO2不能形成酸雨。 (4)工业上用焦炭和石英砂制取粗硅的反应方程式为SiO2＋CSi＋CO2↑。(×) 错因：在高温条件下生成CO而不是CO2。 (5)SiO2是酸性氧化物，可溶于强碱(如NaOH)，不溶于任何酸。(×) 错因：SiO2能与氢氟酸反应。 (6)Si和SiO2都可用于制造光导纤维。(×) 错因：Si不能用于制造光导纤维。 二、硅酸、硅酸盐和无机非金属材料 1.硅酸 [提醒]　硅酸在水中易聚合形成硅酸凝胶，经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，称为硅胶，硅胶是一种很好的无毒干燥剂。 2．硅酸盐——硅酸钠(Na2SiO3) 3．无机非金属材料 (1)传统无机非金属材料 水泥 玻璃 陶瓷 原料 石灰石、黏土 石灰石、纯碱、石英砂 黏土 主要 成分 硅酸二钙(2CaO·SiO2)硅酸三钙(3CaO·SiO2)铝酸三钙(3CaO·Al2O3) Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 含水的铝硅酸盐 (2)新型无机非金属材料 ①新型陶瓷 新型陶瓷在组成上不再限于传统的硅酸盐体系，在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的