第四章 非金属及其化合物-【创新思维】2024高考化学一轮复习高考总复习配套教参（人教版 老教材 老高考）

第四章 非金属及其化合物 第一讲　碳和硅　无机非金属材料 　　1.掌握碳、硅元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解碳、硅元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。3.了解常见无机非金属材料的性质和用途。 授课提示：对应学生用书第91页 碳、硅单质的性质与用途 (1)存在形式、结构、物理性质和用途 碳 硅 存在形式 金刚石、石墨、无定形碳 晶体硅、无定形硅 结构 金刚石：空间网状结构；石墨：层状结构 晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构 物理性质 金刚石熔点高、硬度大；石墨熔点高、质软、有滑腻感、电的良导体 晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽，熔点高、硬度大、有脆性，是一种良好的半导体材料 用途 金刚石用于制造切割刀具，石墨用于制造电极、铅笔芯 晶体硅用作硅芯片、硅太阳能电池 (2)碳的化学性质 ①可燃性：2C＋O2(不足)2CO C＋O2(足量)CO2 ②氧化性：C＋SiSiC ③还原性：C＋H2O(g)CO＋H2(制取水煤气) 3C＋2Fe2O33CO2↑＋4Fe C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O C＋4HNO3(浓)4NO2↑＋CO2↑＋2H2O (3)硅的化学性质 ①在常温下，硅的化学性质不活泼，除F2、HF和强碱溶液外，与其他物质如O2、Cl2、H2SO4、HNO3等都不发生反应。但在加热时能与O2等物质反应。 Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑ Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑ Si＋O2SiO2 ②高纯硅的制备 SiO2＋2CSi＋2CO↑(制粗硅) Si(粗)＋2Cl2SiCl4 SiCl4＋2H2Si(纯)＋4HCl 碳、硅的氧化物 二氧化碳和二氧化硅的比较 物质 二氧化碳(CO2) 二氧化硅(SiO2) 结构 存在单个CO2分子 空间网状结构，不存在单个分子 主要物理性质 熔、沸点低，常温下为气体，能溶于水 硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水 化学性质 与水反应 CO2＋H2OH2CO3 不反应 与酸反应 不反应 只与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 与强碱溶液(NaOH)反应 CO2(少量)＋2NaOH===Na2CO3＋H2O或CO2(过量)＋NaOH===NaHCO3 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(因此盛有碱液的试剂瓶不能用玻璃瓶塞) 与盐溶液反应 与Na2SiO3反应：CO2(少量)＋Na2SiO3＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓或2CO2(过量)＋Na2SiO3＋2H2O===2NaHCO3＋H2SiO3↓(强酸制弱酸) 与Na2CO3反应：SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑ 与碱性氧化物反应 与Na2O反应：CO2＋Na2O===Na2CO3 与CaO反应：SiO2＋CaOCaSiO3 用途 制饮料、人工降雨、光合作用 光导纤维、光学仪器、玻璃原料 硅酸 (1)性质 ①难溶于水，酸性比碳酸的弱，不能使指示剂变色。 ②硅酸不稳定，受热易分解：H2SiO3SiO2＋H2O。 硅酸能与强碱反应：H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。 (2)制备 可用可溶性硅酸盐与其他酸反应制得：Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl。 (3)用途 硅胶可用作催化剂的载体和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂。 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)碳单质及其氧化物性质和用途的判断 ①12C、13C、14C是碳的三种同素异形体。(×) ②金刚石和石墨都由碳元素组成，因此它们具有相同的性质。(×) ③石墨转化为金刚石的反应属于氧化还原反应。(×) ④向空气中排放二氧化碳会形成酸雨。(×) ⑤一氧化碳易与血液中的血红蛋白结合。(√) (2)二氧化碳与盐溶液反应的判断 ①向Ca(ClO)2溶液中通入CO2，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊消失。(√) ②向CaCl2溶液中通入CO2，无明显现象，若先通入NH3再通CO2，溶液会变浑浊。(√) ③向饱和Na2CO3溶液中通入过量的CO2，有晶体析出。(√) ④向NaAlO2溶液中通入CO2，有白色沉淀生成，继续通入CO2至过量，沉淀溶解。(×) (3)关于Si、SiO2的存在、性质及用途的判断 ①硅在自然界中只以化合态的形式存在。(√) ②晶体硅熔点高、硬度大，故可用于制作硅芯片。(×) ③高温下可用焦炭还原SiO2制取粗硅。(√) ④SiO2是酸性氧化物，可溶于强碱(如NaOH)溶液，不溶于任何酸。(×) ⑤常温下，SiO2与氢氟酸、NaOH溶液均可反应，SiO2是两性氧化物。(×) 2．确定