1、专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,考情精解读,A考点帮知识全通关,目录 CONTENTS,考点1 碳、硅及其化合物 考点2 无机非金属材料,考纲要求,命题规律,命题分析预测,知识体系构建,方法1 碳及其化合物的性质 方法2 硅及其化合物的性质,B方法帮素养大提升,考情精解读,考纲要求 命题规律 命题分析预测 知识体系构建,1.了解常见非金属元素(C、Si)单质及其重要化合物的制备方法,掌握其主要性质及其应用。 2.了解常见非金属元素(C、Si)单质及其重要化合物对环境的影响。 3.以上各部分知识的综合应用,考纲要求,命题规律,考情分析 高考对本
2、专题内容的考查主要体现在以下三个方面:(1)结合STSE,以能源、温室效应等为背景,考查碳(CO、CO2)、硅及其重要化合物的性质、用途;(2)结合化学反应原理,考查碳酸、草酸与碱的滴定图像与盐类水解的应用;(3)结合无机化工工艺流程,考查二氧化硅或硅酸盐的性质。分值为26分。 命题预测 预计2019年高考仍然会结合能源、环保等,以新材料、新工艺为载体,考查碳、硅及其化合物的性质及应用,以检测考生理论联系实际、运用化学理论解决实际问题的能力和将化学成果应用于生产、生活的意识,命题分析预测,知识体系构建,A考点帮知识全通关,考点1 碳、硅及其化合物 考点2 无机非金属材料,考点1 碳、硅及其化合
3、物（重点）,1.碳、硅单质的性质 (1)存在形态 自然界中的碳元素既有游离态,又有化合态,自然界没有游离态的硅,仅有化合态。 (2)碳、硅的主要单质的物理性质及用途,(3)碳、硅单质的化学性质及重要用途,化学专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,续表,化学专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,拓展延伸 1.硅单质的还原性比碳单质的强。因为碳元素与硅元素位于同一主族,根据元素周期律知,碳元素的非金属性强于硅元素的。 2.碳单质与二氧化硅反应能制取硅的原因:反应SiO2+2C 2CO+Si是在高温条件下进行的,生成物CO为气体,从反应体系中逸出,有利于反应向右进行。,化学专题七 碳、硅及其
4、化合物 无机非金属材料,(4)硅的工业制法 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。 SiO2+2C Si(粗)+2CO 粗硅提纯 方法一:Si(粗)+2Cl2 SiCl4; SiCl4+2H2 Si(纯)+4HCl 方法二:Si(粗)+3HCl SiHCl3+H2 SiHCl3+H2 Si(纯)+3HCl 注意 用焦炭还原SiO2制硅,产物是CO而不是CO2。,化学专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,2.二氧化碳和二氧化硅的比较,化学专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,续表,化学专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,续表,化学专题七 碳、硅及其化合
5、物 无机非金属材料,3.碳、硅的含氧酸及其盐 (1)碳、硅的含氧酸及其盐,化学专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,续表,化学专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,续表,化学专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,特别提醒 1.硅酸钠的水溶液俗称水玻璃,是一种黏合剂,是制备硅胶和木材防火剂等的原料;Na2SiO3易与空气中的CO2反应,要密封保存。 2.可溶性碳酸盐、硅酸盐的水溶液呈碱性,保存该溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,应用橡胶塞。,化学专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,(2)硅酸盐的表示方法 硅酸盐中的硅元素以SiO2的形式表示,金属元素如Na、K、Mg、Al、Ca等,以它
6、们常见的氧化物的形式表示,氢元素以H2O的形式表示。硅酸盐改写成氧化物形式的方法: 书写顺序 氧化物的一般顺序:较活泼金属的氧化物较不活泼金属的氧化物二氧化硅水。 书写原则 氧化物之间以“”隔开;氧化物前面的化学计量数出现分数时应化为整数,且化学计量数只表示该氧化物的数目;用氧化物形式表示时,各元素的化合价保持不变,各元素原子个数比符合原来的组成。,化学专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,(3)草酸的性质 草酸的物理性质 草酸为无色透明单斜片状晶体,熔点为189 ,在约157 时大量升华,可溶于水和乙醇,其通常以H2C2O42H2O的形式存在。 草酸的化学性质 a.酸性 H2C2O4 H
7、+HC2 O 4 Ka1=5.410-2 HC2 O 4 H+C2 O 4 2 Ka2=5.410-5,化学专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,b.还原性 5H2C2O4+2Mn O 4 +6H+ 2Mn2+10CO2+8H2O c.与盐的反应 H2C2O4+CaCO3 CaC2O4+CO2+H2O,化学专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,考点2 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.硅酸盐材料,化学专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,3.特殊功能的
8、含硅物质,化学专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,4.新型无机非金属材料的种类和用途,化学专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,B方法帮素养大提升,方法1 碳及其化合物的性质 方法2 硅及其化合物的性质,方法1 碳及其化合物的性质,方法解读：,1.碳及其化合物之间的转化,2.CO和CO2的性质及检验,化学专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,3.除杂质 (1)若CO中混有CO2,可通过盛有NaOH溶液的洗气瓶除去。 (2)若CO2中混有CO,可通过装有灼热CuO的硬质玻璃管除去。 (3)若CO2中混有SO2或HCl,可通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶除去。,化学专题七 碳、硅
9、及其化合物 无机非金属材料,示例1 2015北京理综,27(1)(2)(3),10分研究CO2在海洋中的转移和归宿,是当今海洋科学研究的前沿领域。 (1)溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在,其中HC O 3 占95%。写出CO2溶于水产生HC O 3 的方程式: 。 (2)在海洋碳循环中,通过如图所示的途径固碳。,化学专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,写出钙化作用的离子方程式: 。 同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自H2O。用18O标记物质的光合作用的化学方程式如下,将其补充完整:+ (CH2O)x+x18O2+xH2O (3)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上,其准
10、确测量是研究海洋碳循环的基础。测量溶解无机碳,可采用如下方法: 气提、吸收CO2。用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收(装置示意图如图所示)。将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。,化学专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,滴定。将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3,再用x molL-1 HCl 溶液滴定,消耗y mL HCl溶液。海水中溶解无机碳的浓度= molL-1。,化学专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,化学专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,解析 (1)CO2溶于水产生HC O 3 的方程式为CO2+H2O H2CO3、 H2CO3 H+HC O 3 。(
11、2)根据题图找出钙化作用的反应物和生成物,可知发生反应的离子方程式为Ca2+2HC O 3 CaCO3+CO2+H2O。根据题图中光合作用及元素守恒可配平,注意18O的标记。(3)酸化海水不能用挥发性的酸,因为要用NaOH溶液吸收CO2,故选用H2SO4溶液酸化。 NaHCO3HCl,海水中溶解无机碳的浓度为 mol L 1 1 0 3 L 1 0 3 L = molL-1。,化学专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,答案 (1)CO2+H2O H2CO3、H2CO3 H+HC O 3 (2)2HC O 3 +Ca2+ CaCO3+CO2+H2O xCO2 2x H 2 18 O (3)
12、,化学专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,拓展变式1 甲气体可发生如下变化: 甲气体 乙气体 丙气体 乙气体 丁固体。则甲、乙、丙、丁分别为（ ） A.CO2、CO、O2、CaO B.O2、CO、CO2、CaCO3 C.O2、CO2、CO、CaCO3 D.CO、CO2、O2、Ca(OH)2,化学专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,1.C 以丙气体为突破口,丙气体通过灼热的CuO后,生成的乙气体可与澄清石灰水反应生成丁固体,说明乙是CO2,则反推丙是CO,则甲是O2,丁是CaCO3。,方法2 硅及其化合物的性质,方法解读 1.硅及其化合物之间的转化,2.硅的特殊性 (1)Si的还原性
13、强于C的,但C却能在高温下置换出Si:SiO2+2C Si+2CO。 (2)非金属单质跟强碱溶液反应一般无H2放出,但Si与强碱溶液反应却放出H2:Si+2NaOH+H2O Na2SiO3+2H2。 (3)非金属单质一般不与非氧化性酸反应,但Si能与HF反应:Si+4HF SiF4 +2H2。 (4)非金属单质大多不导电,但石墨为导体,Si为半导体。,化学专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,3.含硅化合物的特殊性 (1)SiO2是H2SiO3的酸酐,但它不溶于水,不能直接与水反应制备H2SiO3。 (2)酸性氧化物一般不与酸反应,但SiO2能跟HF反应:SiO2+4HF SiF4+2H2
14、O。 (3)无机酸一般都易溶于水,但H2SiO3难溶于水。 (4)因H2CO3的酸性强于H2SiO3的,所以在Na2SiO3溶液中通入CO2能发生下列反应:Na2SiO3+CO2+H2O H2SiO3+Na2CO3,但在高温下SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2也能发生。,化学专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,示例2 2017天津理综,5改编根据该装置发生的化学反应判断,下列叙述不正确的是A.NaHCO3饱和溶液的作用是除去CO2中的HCl杂质 B.Na2SiO3溶液中的反应现象说明H2SiO3难溶于水 C.酸性:HClH2CO3H2SiO3 D.非金属性:ClCSi,化学专
15、题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,解析 由于盐酸有挥发性,锥形瓶内产生的CO2气体中含有HCl杂质,若不用NaHCO3饱和溶液除去HCl杂质,HCl也能与Na2SiO3反应生成H2SiO3,对实验造成干扰,A项正确。CO2与Na2SiO3溶液反应生成透明的凝胶(H2SiO3),说明 H2SiO3难溶于水,B项正确。盐酸与CaCO3反应生成CO2,CO2与Na2SiO3溶液反应生成 H2SiO3,说明酸性HClH2CO3H2SiO3,C项正确。HCl不是Cl的最高价氧化物对应的水化物,故不能根据其酸性强弱判断非金属性强弱,D项错误。 答案 D,化学专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,
16、拓展变式2 据报道,科学家通过对稻壳进行控制性焚烧热解,从中提取到一种叫作生物质纳米结构二氧化硅的超高活性材料,将少量这种材料掺入混凝土中,即可制备出超高强度的高性能混凝土。下列关于二氧化硅的说法中,正确的是( ) A.二氧化硅溶于水显酸性,所以二氧化硅属于酸性氧化物 B.将二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以得到硅酸 C.因为高温时二氧化硅能与碳酸钠反应放出二氧化碳,所以硅酸的酸性比碳酸的强 D.二氧化硅是酸性氧化物,它不溶于任何酸,化学专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,2.B 二氧化硅是酸性氧化物,但是二氧化硅不溶于水,不能和水反应生成硅酸,A项错误;碳酸的酸性比硅酸的强,B项正确;高温下二氧化硅与碳酸钠的反应是在非溶液状态下进行的,属于用不挥发性酸的酸酐来制取挥发性酸的酸酐,所以该反应不能作为判断硅酸与碳酸酸性强弱的依据,C项错误;二氧化硅可以与氢氟酸发生反应,D项错误。,化学专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料,
