1、第1节碳、硅及无机非金属材料明考纲1了解碳、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了解硅酸盐产品及其在生产生活中的用途。析考情高考对本节内容的考查点有三个：一是以新材料、新技术为背景考查C、Si及其重要化合物的性质及应用；二是以推断题考查C、Si及其化合物之间的转化关系；三是以硅、硅酸的制备为载体，考查实验探究能力。特别注意，Si、SiO2在现代科技中的用途经常以选择题形式出现，已成为高考考查热点。考点1碳、硅单质及其氧化物的性质1碳单质的存在、性质和用途2硅单质的存在、性质和制备(1)结构及物理性质 (2)化学性质硅的化学性质不活泼，
2、常温下不能被浓硫酸、浓硝酸等强氧化剂氧化，只能与F2、氢氟酸、强碱溶液反应；在加热条件下，能与O2、Cl2等少数非金属单质化合。写出下列相关反应的化学方程式： (3)工业制备反应原理：制粗硅SiO22CSi2CO，粗硅的提纯Si2Cl2SiCl4、SiCl42H2Si4HCl。3碳和硅的氧化物(1)一氧化碳CO是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易错警示(1)硅与碱溶液反应时，硅为还原剂，H2O为氧化剂。 (2)不能依据反应2CSiO2Si2CO来说明C的还原性比Si强，也不能依据反应SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2来说明SiO2水
3、化物的酸性比H2CO3强。(3)氢氟酸能腐蚀玻璃并用于雕刻玻璃，盛放氢氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，因为SiO2与碱溶液反应生成具有黏性的Na2SiO3。判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)C60属于原子晶体，熔点高，硬度大。()(2)硅单质广泛存在于自然界中，天然存在的单质硅叫硅石。()(3)SiO2既可以和氢氟酸反应，又可以和NaOH溶液反应，是两性氧化物。()(4)碳和硅的氧化物都能与NaOH溶液反应。()(5)光导纤维具有很强的导电能力，所以大量用于制造通信光缆。()(6)单质硅是半导体材料，常用于制造光导纤维。()题组一碳、硅的性质及用途1碳及其
4、化合物与科学、技术、社会、环境密切相关。下列有关说法中正确的是()A12C、13C、14C、C60、石墨烯、金刚石都是碳的同素异形体，用途广泛B用二氧化碳合成可降解的聚碳酸酯塑料，可以实现“碳”的循环利用C石墨烯和碳纤维都是新型有机高分子材料D碳纳米管是一种有机合成纤维，其比表面积大，可用作新型储氢材料答案B解析12C、13C、14C是碳元素的三种核素，不是同素异形体，A项错误；用CO2合成可降解的聚碳酸酯塑料，可以实现“碳”的循环利用，B项正确；石墨烯、碳纤维、碳纳米管都是碳的单质，是无机非金属材料，不是有机材料，C、D错误。22016济南模拟有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由
5、于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。下列有关硅的说法中，不正确的是()A高纯度的硅广泛用于制作计算机B硅可由二氧化硅还原制得C低温时，硅与水、空气和酸不反应，但能与氢氟酸反应D自然界中硅的储量丰富，自然界中存在大量的单质硅答案D解析硅是重要的半导体材料，可用于生产制造计算机中的芯片，A正确；2CSiO2Si2CO，B正确；常温下，Si的性质稳定，但可以与F2、HF、强碱溶液反应，C正确；自然界中不存在单质硅，D错误。题组二硅的制备3半导体工业中，有一句行话：“从沙滩到用户”，即由SiO2制取Si。制取过程中不涉及的化学反应是()A2CSiO2Si2COBSiO22NaOH=N
6、a2SiO3H2OCSi2Cl2SiCl4DSiCl42H2Si4HCl答案B解析工业制取纯硅的工艺流程为SiO2粗硅SiCl4纯硅，该工艺流程中不涉及SiO2与NaOH溶液的反应。4高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法制备：SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯)下列说法正确的是()A步骤的化学方程式为SiO2CSiCO2B步骤中每生成或反应1 mol Si，转移4 mol电子C二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应DSiHCl3(沸点为33.0 )中含有少量的SiCl4(沸点为67.6 )，通过蒸馏(或分馏
7、)可提纯SiHCl3答案D解析A项，步骤的化学方程式为SiO22CSi2CO；B项，步骤中每生成或反应1 mol Si，转移2 mol 电子；C项，硅能与氢氟酸反应生成SiF4和氢气；D项，SiHCl3和SiCl4的沸点相差较大，可通过蒸馏(或分馏)提纯SiHCl3。总结提升碳、硅单质的特殊性(1) 一般情况下，非金属元素单质熔、沸点低，硬度小，但晶体硅、金刚石熔、沸点高，硬度大，其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。(2)一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。(3)Si的还原性大于C，但C在高温下能还原出Si：SiO22CSi2CO。(4)非金属单质一般不与非氧化性酸
8、反应，但硅能跟HF作用：Si4HF=SiF42H2。(5)常见与强碱反应生成H2的固体单质有Al和Si，能够置换出H2O中氢的非金属单质为碳，这些特征反应常作为推断题的突破口。题组三碳、硅氧化物的性质和应用52017上海高三联考能够解释CO2比SiO2的熔、沸点低的原因是()ACO2的相对分子质量比SiO2的相对分子质量小BCO键能小于SiO键能CC的原子半径小于SiD破坏CO2晶体只需克服分子间作用力，破坏SiO2晶体要破坏SiO共价键答案D解析SiO2形成的晶体是原子晶体，CO2形成的晶体是分子晶体，熔化时，原子晶体需破坏共价键，分子晶体需破坏分子间作用力，所以CO2熔、沸点较低。6下列说
9、法正确的是()A红宝石、玛瑙、水晶、钻石等装饰品的主要成分都是二氧化硅BSiO2是碱性氧化物，能溶于酸，故可用氢氟酸蚀刻玻璃C向Na2SiO3溶液中通入过量CO2制备硅酸凝胶：SiO2CO22H2O=H2SiO32HCOD高纯度的SiO2对光有很好的折射和全反射作用，可以制成光电池，将光能直接转化为电能答案C解析红宝石的主要成分是Al2O3，钻石的主要成分是单质碳，玛瑙和水晶的主要成分是SiO2，A项错误；SiO2是酸性氧化物，不能与HCl、H2SO4、HNO3等反应，但能被氢氟酸腐蚀，B项错误；酸性：H2CO3H2SiO3，故可用Na2SiO3溶液与CO2反应制H2SiO3凝胶，C项正确；高
10、纯度的SiO2对光有很好的折射和全反射作用，可用作光导纤维，而光电池由单质硅制成，D项错误。7用四种溶液进行实验，表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是()选项操作及现象溶液A通入CO2，溶液不变浑浊BaCl2溶液B通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失，再加入足量的NaOH溶液，又变浑浊Ca(OH)2溶液答案B解析A项，CO2与BaCl2溶液不反应；B项，CO2Na2SiO3H2O=Na2CO3H2SiO3，H2SiO3与CO2不反
11、应，浑浊不会消失；C项，CO2Ca(ClO)2H2O=CaCO32HClO，溶液变浑浊后加入品红溶液，品红溶液被HClO氧化褪色；D项，通入CO2少量时发生反应：CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O，继续通入CO2，生成可溶于水的Ca(HCO3)2，再加入足量的NaOH溶液，则：2NaOHCa(HCO3)2=CaCO3Na2CO32H2O，溶液又变浑浊。总结提升含硅化合物的特殊性(1)SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接与水作用制备H2SiO3。(2)酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能跟HF作用：SiO24HF=SiF42H2O。(3)不要混淆二氧化硅和硅的用途用于制作光导纤维的是SiO2，用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅。(4)水晶、石英、玛瑙的主要成分是SiO2；珍珠的主要成分是CaCO3；钻石是金刚石；红、蓝宝石的主要成分是Al2O3。