1、考点一考点二基础课时1 碳、硅及其重要化合物考点一考点二1.了解碳元素、硅元素的单质的主要性质及应用。2.了解碳元素、硅元素的重要化合物的主要性质及应用。3.了解碳元素、硅元素的单质及其重要化合物对环境质量的影响。最新考纲 考点一考点二考点一 碳、硅及其氧化物的性质 1.碳、硅元素的存在形态 知识梳理固考基(1)碳元素在自然界中既有_态又有_态。碳的同素异形体有_、_、无定形碳、_等。(2)硅元素在地壳中的含量占第二位，仅次于_元素，全部以_态存在，是一种亲_元素，单质硅有_和_两种。游离化合金刚石石墨C60氧化合氧晶体无定形考点一考点二2.碳、硅单质的结构、物理性质与用途的比较 碳 硅 结构
2、 金刚石：_结构 石墨：_结构 晶体硅：与_类似的_结构 物理性质 金刚石熔点高、硬度_石墨熔点高、质_，有滑腻感 晶体硅为_色固体，有金属光泽、硬度_、熔点_ 用途 金刚石用于制造切割刀具，石墨用作_、铅笔芯 晶体硅用作_材料，制造硅芯片和硅太阳能电池 空间网状层状金刚石空间网状大软灰黑大高电极半导体考点一考点二提醒：碳单质的结构不同导致物理性质不同，但化学性质相似。12C、13C、14C是碳的三种同位素而非同素异形体。同素异形体之间的转化为化学变化，但不是氧化还原反应。考点一考点二3.碳、硅单质的化学性质(1)碳的化学性质 CO2=点燃 CO22CO2=点燃 2CO3CFe2O3=高温 3
3、CO2Fe2CSiO2=高温 Si2CO考点一考点二(2)硅的化学性质及制取 C2H2SO4(浓)=CO22SO22H2O考点一考点二与氢氟酸反应：_。与NaOH溶液反应：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2；与O2反应：_。工业制法：用焦炭和二氧化硅在电炉中反应得到粗硅，反应的化学方程式为_。Si4HF=SiF42H2SiO2=SiO2SiO22C=高温 Si2CO考点一考点二提醒：自然界中没有游离态硅，工业上常用焦炭在电炉中还原SiO2 得到粗硅。Si 的还原性强于 C，但 C 能还原 SiO2 生成 Si，且氧化产物为CO：2CSiO2=高温 Si2CO，其原因是产物 CO 为气体
4、，它的放出降低了生成物浓度，促使反应向正反应方向进行。且该反应必须在隔绝空气的条件下进行。考点一考点二4.二氧化碳和二氧化硅的比较 物质 二氧化硅 二氧化碳 结构 _结构，不存在单个分子 存在单个分子 主要物理性质 硬度_，熔、沸点_，常温下为_体，不溶于水 熔、沸点_，常温下为气体，微溶于水 空间立体网状大高固低考点一考点二化学性质 与水反应 不反应 与酸反应 只与氢氟酸反应：_ 不反应 与碱反应 _(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)CO2少量：_、CO2过量：_ CO2H2O H2CO3 SiO24HF=SiF42H2O SiO22NaOH=Na2SiO3H2OCO22NaOH=Na2CO3H2O
5、CO2NaOH=NaHCO3 考点一考点二化 学 性 质 与盐反应 如与Na2CO3反应：_ 如与Na2SiO3反应：_ _或Na2SiO32H2O2CO2(足量)=H2SiO32NaHCO3 与碱性氧化物反应 如与CaO反应：_ 如与Na2O反应：_ 用途 光导纤维、光学仪器、电子部件 制饮料、制碳酸盐 SiO2Na2CO3=高温Na2SiO3CO2Na2SiO3H2OCO2(不足)=H2SiO3Na2CO3SiO2CaO=高温CaSiO3Na2OCO2=Na2CO3 考点一考点二提醒：SiO2 和 CO2 都是酸性氧化物，与碱反应生成盐和水；CO2与水反应生成碳酸，但 SiO2 不溶于水，
6、故不能用 SiO2 与水反应制备硅酸。SiO2 不能与盐酸、硝酸、硫酸等酸反应，但能与氢氟酸反应。不能依据反应 SiO2Na2CO3=高温 Na2SiO3CO2来说明SiO2 对应的水化物(即 H2SiO3)的酸性比 H2CO3 强。考点一考点二1.(RJ必修1P8110改编)下列关于碳、硅的叙述正确的是()A.碳、硅都是A族元素，它们在自然界中都以化合态形式存在 B.二氧化碳、二氧化硅的物理性质相似 C.二氧化碳、二氧化硅都是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成相应的盐 D.高纯度的二氧化硅用于制造半导体材料 答案 C 考点一考点二2.(LK必修1P714改编)用墨书写的字画可以久不变色，说
7、明碳单质在常温下性质稳定，工业上利用高温下焦炭与水蒸气反应制取水煤气，化学方程式为_，说明碳单质高温下具有较强的_。还原性CH2O(g)=高温 COH2考点一考点二3.(溯源题)判断下列说法是否正确(1)元素 C 的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体()(2015江苏化学，4A)(2)粗硅Cl2高温 SiCl4H2高温 Si 物质间的转化可一步实现()(2015江苏化学，8A)(3)将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，证明原气体是 CO2()(2015天津理综，2D)(4)SiO2 可与 HF 反应，因而氢氟酸不能保存在玻璃瓶中()(2013广东理综，10D)(5)单质硅是将太阳能转变为电能的
8、常用材料()(2012新课标全国卷，8B)探源：本高考题组主要源于教材 RJ 必修 1 P76“思考与交流”与 LK 必修 1 P62“多种多样的碳单质”及其拓展，对碳、硅及其氧化物的常见性质进行了考查。考点一考点二题组一 碳、硅单质的性质 1.下列说法正确的是()题组精练提考能 A.焦炭具有还原性，高温下能将二氧化硅还原为硅 B.晶体硅用于制作半导体材料是因其熔点高、硬度大 C.硅主要以单质、氧化物、硅酸盐的形式存在于自然界中 D.高纯硅可以制作太阳能电池，其工作原理与原电池相同 解析 A 项，发生反应：SiO22C=高温 Si2CO，焦炭表现出还原性，正确；B 项，晶体硅用于制作半导体材料
9、是因为具有特殊的导电性，与熔点、硬度无关，错误；在自然界中无单质 Si，C 选项错误；D 选项，一个是把光能转化为电能，一个是把化学能转化为电能，D 错误。A考点一考点二2.下列关于碳和硅的叙述中，正确的是()A.其氧化物都能与NaOH溶液反应 B.其单质在加热时都能跟O2反应 C.其氧化物都能溶于水生成相应的酸 D.碳和硅两种元素共有两种单质 解析 CO不溶于水，不能生成相应的酸，也不能与NaOH溶液反应；SiO2不溶于水，也不能生成相应的酸；碳有金刚石、石墨、C60等同素异形体，硅有晶体硅和无定形硅等，所以两种元素共有多种单质。答案 B 考点一考点二【练后归纳】非金属单质硅的特殊性 非金属
10、的一般规律 硅的特性 硅还原性强于碳 非金属与强碱溶液反应一般不产生H2 硅可与强碱溶液反应产生H2：Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2 非金属一般不与非氧化性酸反应 Si4HF=SiF42H2 一般非金属单质为绝缘体 硅为半导体，常用于电子部件 2CSiO2=高温 Si2CO考点一考点二题组二 性质迥异的氧化物(CO2、SiO2)3.(2015陕西质检)下列关于SiO2和CO2的叙述中不正确的是()A.都是共价化合物 B.SiO2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨 C.都能溶于水且与水反应生成相应的酸 D.都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应 解析 SiO2和CO2中都只含有共价键，
11、均为共价化合物，A项正确；干冰升华吸热，可用于人工降雨，B项正确；SiO2不溶于水且与水不反应，C项错误；SiO2与强碱溶液反应生成硅酸盐，CO2与强碱溶液反应生成碳酸盐或碳酸氢盐，D项正确。C考点一考点二4.用四种溶液进行实验，下表中“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，溶液变浑浊 饱和Na2CO3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NaOH溶液，又变浑浊
12、澄清石灰水 考点一考点二解析 由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度，Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3，因而会析出NaHCO3晶体，A项正确；B 项，CO2 Na2SiO3 H2O=Na2CO3 H2SiO3，CO2 Na2CO3H2O=2NaHCO3，H2SiO3与CO2不反应，浑浊不会消失；C项，CO2Ca(ClO)2H2O=CaCO32HClO，溶液变浑浊后加入品红溶液，被HClO氧化褪色；D项，首先CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O，继续通CO2，生成可溶于水的Ca(HCO3)2，再 加 入 足 量 的 NaOH，则：2NaOH Ca(HCO3)2=CaCO3Na
13、2CO32H2O，溶液又变浑浊。答案 B 考点一考点二5.下列有关说法中错误的是()A.氢氟酸不能盛放在玻璃试剂瓶中B.SiO2 可将太阳能转化为电能C.灼烧 NaOH 固体时不能使用瓷坩埚，因坩埚中的 SiO2 能与NaOH 反应D.由沙子制备光伏材料时的反应之一为 SiO22C=高温 Si2CO解析 氢氟酸能与玻璃中的SiO2反应，A正确；SiO2不能将太阳能转化为电能，B错误；高温下NaOH能与瓷坩埚中的SiO2反应，C正确；沙子的主要成分是SiO2，与碳反应时得到的是CO，D正确。B 考点一考点二【反思归纳】SiO2的特殊性 一般规律SiO2 的特殊性酸性氧化物一般与水反应生成相应酸S
14、iO2 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=SiF42H2O“较强酸制较弱酸”是复分解反应的一般规律，H2CO3 酸性强于 H2SiO3，Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3以下反应不能说明酸性的强弱 Na2CO3SiO2=高温Na2SiO3CO2CaCO3SiO2=高温 CaSiO3CO2考点一考点二拓展：根据SiO2性质的一般性与特殊性完成下列表格(其中括号内为要除去的杂质)。可供选择的试剂：A.盐酸 B.氢氧化钠溶液 C.氧气 D.水 E.二氧化碳 可选用的操作：水洗 加热 高温灼烧 过滤 结晶 粉末状混合物 选择的试剂 选用的操作(1)
15、CaCO3(SiO2)(2)NaCl(SiO2)(3)SiO2(Fe2O3)(4)SiO2(CaCO3)(5)SiO2(NH4Cl)B DAA 考点一考点二考点二 硅酸、硅酸盐、无机非金属材料1.硅酸 知识梳理固考基 难碳酸Na2CO3H2SiO3H2SiO3=SiO2H2ONa2SiO32HCl=H2SiO32NaCl 考点一考点二2.硅酸盐(1)Na2SiO3水溶液俗称_，常用于制作黏合剂、防腐剂和耐火材料。(2)硅酸钠溶液在空气中易变质，反应的化学方程式为_。(3)硅酸盐组成的表示：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_，石棉(CaMg
16、3Si4O12)可表示为_。水玻璃Na2SiO3H2OCO2=Na2CO3H2SiO3Na2OSiO2CaO3MgO4SiO2考点一考点二3.常见无机非金属材料(1)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。常见硅酸盐材料比较 水泥 玻璃 陶瓷 生产原料 主要设备 陶瓷窑 生产条件 高温 石灰石、黏土 纯碱、石灰石和石英 黏土 水泥回转窑 玻璃窑 考点一考点二玻璃生产中的两个重要反应：_；_。(2)新型无机非金属材料 高温结构陶瓷：如氮化硅陶瓷具有较高的硬度和耐磨性、较强的抗化学侵蚀性和电绝缘性等。生物陶瓷：对机体无排异反应，不会引起代谢作用异常。压电陶瓷：具有压电效应。Na2CO3
17、SiO2=高温 Na2SiO3CO2CaCO3SiO2=高温 CaSiO3CO2考点一考点二提醒：氧化物形式只表示硅酸盐的组成而不表示其结构，切不可认为硅酸盐是由氧化物混合而成的。玻璃中含有二氧化硅，因此氢氟酸可用于雕刻玻璃，盛放氢氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。NaOH溶液可以用玻璃瓶盛放，但不能用带磨口玻璃塞的玻璃瓶。硅酸盐大多难溶于水，常见可溶性硅酸盐是硅酸钠，其水溶液称为泡花碱或水玻璃，但却是盐溶液。硅胶(mSiO2nH2O)是一种很好的无毒干燥剂。考点一考点二1.(LK必修1P1131改编)世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：“至少在距今3 000年以前，中国就已经使用玻
18、璃了。”下列关于普通玻璃的叙述中，正确的是()A.玻璃是人类最早使用的硅酸盐材料 B.玻璃在加热熔化时有固定的熔点 C.制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英 D.普通玻璃的成分主要是Na2O、CaO和SiO2 答案 C 考点一考点二2.(RJ必修1P814改编)赏心悦目的雕花玻璃是用_对玻璃进行刻蚀而成，其反应的化学方程式为_。氢氟酸4HFSiO2=SiF42H2O考点一考点二3.(溯源题)(2015海南化学，14)单质 Z 是一种常见的半导体材料，可由 X 通过如下图所示的路线制备。其中 X 为 Z 的氧化物；Y 为氢化物，分子结构与甲烷相似。回答下列问题：X Mg加热 Mg2Z 盐酸
19、Y 加热 Z(1)能与 X 发生化学反应的酸是_；由 X 制备 Mg2Z 的化学方程式为_。(2)由 Mg2Z 生成 Y 的化学方程式为_，Y 分子的电子式为_。(3)Z、X 中共价键的类型分别是_、_。探源：本题源于教材 RJ 必修 1 P76“思考与交流”及其拓展，对硅及其化合物的性质进行了考查。SiO24Mg=Mg2Si2MgO氢氟酸Mg2Si4HCl=2MgCl2SiH4非极性键极性键考点一考点二题组一 硅酸、硅酸盐 1.下列有关说法中正确的是()题组精练提考能 A.硅酸是二元弱酸，能使紫色石蕊变红色 B.硅胶就是硅酸形成的液溶胶 C.SiO2能溶解在NaOH溶液中但不能溶解在氨水中
20、D.硅酸对热很稳定 解析 硅酸难溶于水，不能使指示剂变色，A错误；硅胶是固体，B错误；SiO2可与强碱溶液反应但不与弱碱溶液反应，C正确；硅酸受热易分解，D错误。答案 C 考点一考点二2.分别向Na2SiO3溶液中加入下列物质，能生成不溶于NaOH溶液的白色沉淀的是()A.KB.稀盐酸 C.CaCl2溶液D.KNO3溶液 解析 盐酸与Na2SiO3反应生成的硅酸可溶解在NaOH溶液中，B错误；CaCl2与Na2SiO3反应生成硅酸钙，该物质不溶于水也不溶于NaOH溶液。答案 C 考点一考点二3.和田玉在我国至少有7 000年的历史，也称为软玉，是我国玉文化的主体。和田玉是一种具有链状结构的含水
21、钙镁硅酸盐，某种和田玉的化学成分为Ca2Mg3Fe2(Si4O11)2(OH)2，下列有关叙述正确的是()A.其化学式改写为氧化物的形式为2CaO3MgOFe2O38SiO2H2O B.它能够抵抗任何酸碱的腐蚀 C.其中铁元素的化合价为3 D.其中铁元素的化合价为2 考点一考点二解析 假设和田玉中铁元素的化合价为x，根据化合物中各元素的正、负化合价的代数和为零，可得：(2)2(2)3(x)2(4)8(2)22(1)20，即x2，所以 将 其 化 学 式 改 写 为 氧 化 物 的 形 式 为2CaO3MgO2FeO8SiO2H2O。硅酸盐一般耐酸碱的腐蚀，但不是所有的酸碱都不能腐蚀它，如氢氟酸
22、可以和其中的硅反应生成SiF4气体，浓硝酸可以将其中所含的Fe2氧化成Fe3。答案 D 考点一考点二【思维建模】突破解题障碍、理清解题思路(1)在复杂硅酸盐中，对于变价元素，应先确定其化合价，再写其氧化物。依据就是化合物中各元素正、负化合价代数和为零原则，一般地，Si为4，O为2，H为1，其他金属为常见价态，以此确定变价元素的化合价。(2)改写氧化物的模式通常为“碱性氧化物两性氧化物酸性氧化物水”，通常情况下前面的碱性氧化物若有多个，按其金属活动性排列，“两性氧化物”即Al2O3，“酸性氧化物”即SiO2，水放在最后。注意严格遵循原物质的原子个数比。考点一考点二题组二 无机非金属材料 4.(2
23、015山东济宁一模，4)下列关于无机非金属材料的说法中不正确的是()A.传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料 B.新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的许多缺点 C.高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点 D.传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐 考点一考点二解析 无机非金属材料分为传统无机非金属材料和新型无机非金属材料两大类。传统无机非金属材料是指我们常说的硅酸盐材料，包括玻璃、水泥、砖瓦、陶瓷等；新型无机非金属材料是指一些新型的具有特殊结构和特殊功能的非硅酸盐型材料。新型无机非金属材料与传统无机非金属材料相比，具有许多优良
24、性能，如耐高温、耐磨损、耐酸碱腐蚀、具有压电效应、具有生物功能等。答案 D 考点一考点二5.材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是()解析 A项，刚玉的主要化学成分为三氧化二铝，而金刚石的主要化学成分为碳。答案 A 材料 主要化学成分 A 刚玉、金刚石 三氧化二铝 B 大理石、石灰石 碳酸钙 C 普通水泥、普通玻璃 硅酸盐 D 沙子、石英 二氧化硅 考点一考点二6.下列说法正确的是()A.水泥、玻璃、沙子都是硅酸盐制品 B.陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料 C.陶瓷坩埚可加热熔融烧碱 D.高纯硅可用于制光导纤维 解析 沙子的主要成分为SiO2不属于硅酸盐，A错；陶瓷中含有SiO2高温下与烧碱反应，C错；制备光导纤维的材料为SiO2不是硅，D错。答案 B 考点一考点二【易错警示】(1)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。(2)熟悉几种常见饰品的主要成分 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；宝石的主要成分是Al2O3。