专题四 第13讲 无机非金属材料-【导与练】2024高考化学一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（浙江专用）

第13讲　无机非金属材料 内容要求 　1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解碳、硅及其重要化合物的主要性质。 　2.认识碳、硅及其化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。 　3.知道无机非金属材料,结合实例认识材料组成、性能与应用的联系。 知识点1　碳、硅及其化合物 一、碳及其化合物 1.碳单质 (1)存在形式、结构、物理性质和用途。 存在形式 游离态和化合态 单质的结构 金刚石:空间网状结构; 石墨:层状结构; C60:足球状结构 物理性质 金刚石:熔点很高、硬度很大; 石墨:硬度较小、电的良导体 用途 金刚石可用于制造切割刀具,石墨可用于制造电极、铅笔芯,C60可作催化剂或催化剂载体 (2)碳单质的化学性质——通常表现还原性。 ①燃烧:生成CO或CO2。 ② ③ 2.碳的氧化物 (1)一氧化碳的性质及应用。 物理 性质 无色、无味的气体,难溶于水,有毒,易与人体内血液中的血红蛋白相结合致人因缺氧而中毒 化学 性质 可燃性:2CO+O22CO2 还原性:CO还原Fe2O3的反应为3CO+Fe2O32Fe+3CO2 (2)二氧化碳。 ①物理性质。 无色、无臭的气体,能溶于水(1∶1),固态CO2俗称干冰。 ②化学性质。 a. ③CO2的制法。 用大理石与稀盐酸或稀硝酸反应制备CO2的离子方程式:CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O。 ④用途。 制饮料、灭火剂;用作化工原料;干冰可用于人工降雨。 二、硅及其化合物 1.硅单质 (1)存在形式、结构、物理性质和用途。 存在形式 化合态 单质的结构 晶体硅:与金刚石类似的空间网状结构 物理性质 晶体硅为灰黑色固体,有金属光泽,熔点高,硬度大,有脆性 用途 用作半导体材料,制硅芯片、硅太阳能电池 (2)化学性质。 ①与氢氟酸反应:Si+4HFSiF4↑+2H2↑。 ②与NaOH溶液反应:Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑。 ③与O2反应:Si+O2SiO2。 (3)工业制法及提纯。 其中涉及的主要化学反应: SiO2+2CSi+2CO↑ Si+3HClSiHCl3+H2 SiHCl3+H2Si+3HCl 2.二氧化硅 (1)在自然界中的存在形式。 沙子和石英的主要成分是二氧化硅,透明的石英晶体即水晶,它是SiO2(写化学式)晶体,有很高的熔点和很大的硬度。 (2)二氧化硅的性质及用途。 物理性质 硬度大,熔、沸点高,常温下为固体,不溶于水 化学性质 与水 不反应 与酸 常温下可与氢氟酸反应:SiO2+4HFSiF4↑+2H2O 与碱 如与NaOH溶液反应:SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞) 与盐 如与Na2CO3反应:SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑ 与碱性氧 化物 如与CaO反应:SiO2+CaOCaSiO3 用途 用于生产光导纤维、光学仪器、电子部件等 3.硅酸、硅酸盐 (1)硅酸的性质、制备与应用。 (2)硅酸钠(Na2SiO3)。 俗名 泡花碱 物理性质 白色、可溶于水的粉末状固体,其水溶液俗称水玻璃,有黏性 化学性质 与较强的酸反应生成硅酸,如Na2SiO3溶液与稀硫酸反应Na2SiO3+H2SO4H2SiO3↓+Na2SO4;与CO2水溶液反应Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3↓+Na2CO3 用途 用于制黏合剂、耐火阻燃材料 1.将水蒸气通过炽热的煤层可制得较洁净的水煤气,对应的化学方程式为C+H2O(g)CO+H2。(　　) 2.利用大理石与稀盐酸或稀硫酸反应制取CO2。(　　) 3.除去CO2中混有的SO2、HCl,通过盛有饱和Na2CO3溶液的洗气瓶。(　　) 4.硅的性质不活泼,故自然界中存在游离态的硅元素。(　　) 5.SiO2既能与酸(HF)反应,又能与碱(NaOH)反应,但SiO2不是两性氧化物。(　　) 6.晶体硅熔点高、硬度大,故可用于制作半导体材料。(　　) 答案:1.√　2.×　3.×　4.×　5.√　6.× 题组一　碳及其化合物的性质 1.科技的进步为二氧化碳资源化利用提供了广阔的前景。下列说法错误的是(　C　) A.CO2是自然界碳循环中的重要物质 B.CO2加氢转化为乙烯,CO2被还原 C.CO2电催化时,在阳极转化为燃料 D.CO2与环氧丙烷可合成可降解塑料 解析:含碳燃料燃烧以及动植物呼吸都会产生二氧化碳,植物光合作用消耗二氧化碳,所以CO2是自然界碳循环中的重要物质,故A正确;CO2加氢转化为乙烯,C的化合价降低,CO2得电子,被还原,故B正确;CO2中C为+4价,只能发生得电子的还原反应,CO2在阴极得电子转化为燃料,故C错误;CO2与环氧