1、模块一 元素及其化合物 专题二 非金属及其化合物考纲专题解读考点精准研析考点一 碳、硅及无机非金属材料第1步 高考真题试水第2步 教材知识盘点第3步 命题要点突破第4步 模拟练习达标温示提馨请做：第1步 高考真题试水（点此进入word部分）第2步 教材知识盘点 一、应用广泛的非金属单质碳、硅1碳、硅元素的原子结构与存在碳硅原子结构示意图在元素周期表中的位置第二周期族第三周期族单质的结构金刚石：结构石墨：层状结构晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构AA空间网状碳硅元素在自然界中的存在形式既有游离态又有化合态只有化合态2.碳、硅单质的性质(1)碳、硅的物理性质和用途(用短线连接起来)：金刚石 a.质
2、软、能导电。可制电极石墨b.作吸附剂、脱色剂C60c.熔点高、硬度大。制饰品和切削工具活性炭d.熔点高。半导体材料和制光电池的材料晶体硅(提示：c，a，e，b，d)e.具有特殊结构。可能成为新型催化剂或催化剂载体(2)碳、硅的化学性质：碳单质的化学性质还原性。a与 O2 的反应(用化学方程式表示)：O2 不足：。2CO2=点燃 2CO；O2 充足：CO2=点燃 CO2b与其他物质的反应(用化学方程式表示)：与 CuO 反应：(可用于金属的冶炼)；与 CO2 反应：；与水蒸气反应：(制水煤气)；与浓硫酸反应：。2CuOC=高温 2CuCO2CO2C=高温 2COCH2O(g)=高温 COH2C2
3、H2SO4(浓)=CO22SO22H2O硅的化学性质还原性。a与氢氟酸反应的化学方程式：；b与 NaOH 溶液反应的化学方程式：；c与 O2 反应：。OHSi4HF=SiF42H2Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2SiO2=SiO2二、性质迥异的氧化物二氧化碳和二氧化硅(1)物理性质：熔、沸点：SiO2 的熔、沸点比 CO2 的熔、沸点高。溶解性：CO2 可溶于水，SiO2 不溶于水。(2)化学性质：物质二氧化硅二氧化碳与水反应不反应化学性质与酸反应只与氢氟酸反应：不反应CO2H2OH2CO3SiO24HF=SiF2H2O物质二氧化硅二氧化碳化学性质与碱(NaOH)溶液反应(盛碱液的试
4、剂瓶用塞)CO2 少量：CO2 足量：SiO22NaOH=Na2SiO3H2O橡胶CO22NaOH=Na2CO3H2OCO2NaOH=NaHCO3物质二氧化硅二氧化碳化学性质与盐反应如与 Na2CO3 反应：SiO2Na2CO3=高温如与 Ca(ClO)2 反应：Na2SiO3CO2Ca(ClO)2CO2H2O=CaCO32HClO物质二氧化硅二氧化碳与碱性氧化物反应如与 CaO 反应：如与 Na2O 反应：化学性质与过氧化物2CO22Na2O2=2Na2CO3O2不反应SiO2CaO=高温 CaSiO3 CO2Na2O=Na2CO3物质二氧化硅二氧化碳组成和结构1 个 C 原子和 2 个 O
5、 原子构成 1 个 CO2 分子。晶体由 CO2 分子组成不存在“SiO2”分子，1 个Si 原子与 4 个 O 原子结合，每个 O 原子与 2 个Si 原子结合。晶体由 Si、O 原子构成与环境相关问题温室效应粉尘污染，硅肺病(3)主要用途：CO2：制饮料、碳酸盐，干冰用作制冷剂。SiO2：作光导纤维，制光学仪器、电子部件，水晶可制作饰品。三、硅酸、硅酸盐、无机非金属材料1硅酸(1)弱酸性：H2SiO3 难溶于水，其酸性比碳酸弱，不能使指示剂变色，能与强碱(如 NaOH)反应，反应的化学方程式为。(2)不稳定性：H2SiO3 不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为。H2SiO32NaOH=N
6、a2SiO32H2OH2SiO3=SiO2H2O(3)硅酸的制备及硅胶：制备原理：可溶性硅酸盐(如 Na2SiO3)与其他酸(如盐酸)反应的化学方程式为。硅胶：硅酸在水中易聚合形成硅酸凝胶，经干燥脱水后即得硅胶，常用作干燥剂和催化剂的载体。Na2SiO32HCl=H2SiO32NaCl2硅酸盐(1)硅酸盐：是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。(2)硅酸盐组成的表示方法：通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成，如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为 Na2OSiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为。K2OAl2O36SiO2(3)硅酸钠：白色、可溶于水的
7、粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。与酸性较硅酸强的酸反应：a与盐酸反应的化学方程式：。b与 CO2 水溶液反应的化学方程式：。用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3Na2SiO3H2OCO2=Na2CO3H2SiO33无机非金属材料(1)材料的分类材料金属材料纯金属合金无机非金属材料传统无机非金属材料新型无机非金属材料有机高分子材料塑料橡胶纤维复合材料(2)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。水泥玻璃陶瓷主要原料黏土、石灰石、石膏石灰石、石英砂、纯碱黏土主要设备水泥回转窑玻璃窑陶瓷窑变化复杂的物理、化学变化过程主
8、要反应：Na2CO3SiO2=高温 Na2SiO3CO2、CaCO3SiO2=高温 CaSiO3CO2复 杂 的 物理、化学变化过程水泥玻璃陶瓷组成硅酸三钙(3CaOSiO2)硅酸二钙(2CaOSiO2)铝酸三钙(3CaOAl2O3)硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅硅酸盐用途重要的建筑材料制化学实验用的玻璃仪器、窗玻璃等在工农业、科技、生活、实验室中使用广泛(3)新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、光导纤维等。主要特性：能承受高温、高强度；具有电学、光学特性；具有生物功能。高温结构陶瓷：主要指具有一定强度、硬度、韧性等机械性能的各种材料。如氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷等，在工业、国防上有重要的应用。光导纤维
9、：简称光纤，是一种能高质量传导光的玻璃纤维。用于通讯、医疗、信息处理、遥感测控、照明等。第3步 命题要点突破 命题点 1 硅及其化合物的特性物质一般规律硅及其化合物特性硅还原性大于碳2CSiO2=高温 Si2CO非金属单质与强碱溶液反应一般不产生 H2Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2非金属一般不与非氧化性酸反应Si4HF=SiF42H2Si一般非金属单质为绝缘体硅为半导体，常用于制造电子部件物质一般规律硅及其化合物特性酸性氧化物，一般与水反应生成相应酸SiO2 不溶于水，不与水反应酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应SiO24HF=SiF42H2OSiO2Na2SiO3 溶液与 CO2
10、反应生成 H2SiO3是因为 H2CO3 酸性大于H2SiO3以下反应与酸性强弱无关：Na2CO3SiO2=高温 Na2SiO3CO2CaCO3SiO2=高温 CaSiO3CO2物质一般规律硅及其化合物特性H2SiO3无机酸一般易溶于水硅酸和原硅酸均难溶于水硅酸盐大多数硅酸盐难溶于水常见的可溶性硅酸盐为 Na2SiO3，水溶液俗称为水玻璃、泡花碱下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是()硅是构成一些岩石和矿物的基本元素水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料ABCD解析 水晶、光导纤维的主要成分均是 SiO2，并不是硅酸盐或硅单质。答案
11、 C命题点 2 硅的工业制法1制取粗硅工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含有少量杂质的粗硅。SiO22C=高温 Si2CO。2粗硅提纯(1)Si2Cl2=高温 SiCl4，SiCl42H2=高温 Si4HCl。(2)Si3HCl250300 Cu粉或Ag粉SiHCl3H2，SiHCl3H2=1 1001 200 Si3HCl。3注意问题(1)用焦炭还原 SiO2，产物是 CO 而不是 CO2。(2)粗硅中含碳等杂质，与 Cl2 反应生成的 SiCl4 中也含 CCl4等杂质，经过分馏提纯 SiCl4 后，再用 H2 还原，得到高纯度硅。1半导体工业中，有一句行话：“从沙滩到用户”，即由Si
12、O2 制取 Si。制取过程中不涉及的化学反应是()A2CSiO2=高温 Si2COBSiO22NaOH=Na2SiO3H2OCSi2Cl2=SiCl4DSiCl42H2=高温 Si4HCl解析 工业制取纯硅的工艺流程为：SiO2C粗硅Cl2SiCl4H2纯硅，该工艺流程中不涉及 SiO2 与 NaOH 溶液的反应。答案 B2制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：石英砂 焦炭高温 粗硅HCl573 K以上 SiHCl3粗 精馏 SiHCl3纯H21 357 K 高纯硅(1)写出由纯 SiHCl3制备高纯硅的化学方程式为_
13、。(2)整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3 遇水剧烈反应生成 H2SiO3、HCl 和另一种物质，写出该反应的化学方程式为_；H2 还原 SiHCl3 过程中若混入 O2，可能引起的后果是_。解析(1)H2 还原 SiHCl3 得到 Si 和 HCl。(2)SiHCl3 遇水剧烈反应生成 H2SiO3、HCl 和另一种物质，依据原子守恒，判断另一物质是 H2。因 H2 还原 SiHCl3 的反应条件是高温(1 357 K)，若混入 O2，则 H2 与 O2 混合加热可能发生爆炸，同时，O2 也可能氧化 SiHCl3。答案(1)SiHCl3H2=高温 Si3HCl(2)SiHCl33
14、H2O=H2SiO33HClH2 氧气与氢气混合，可能引起爆炸；氧气可能会氧化 SiHCl31.特殊的存在形式：C金刚石、石墨、C60。2特殊的用途：Si半导体材料、太阳能电池板 SiO2光导纤维H2SiO3硅胶可作干燥剂Na2SiO3(水玻璃)黏合剂、耐火阻燃材料3特殊的表示方法：硅酸盐可以用氧化物的形式表示如 Na2SiO3Na2OSiO24特殊的性质：(1)Si 与 NaOH 溶液的反应：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2(2)SiO2 能溶于氢氟酸：SiO24HF=SiF42H2O(3)H2CO3 的酸性强于 H2SiO3：Na2SiO3H2OCO2=Na2CO3H2SiO3(4)粗硅的制备：SiO22C=高温 Si2CO温示提馨请做：第4步 模拟练习达标（点此进入word部分）