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考点1:碳、硅及其氧化物【核心知识自查】1.碳、硅单质的纵横对比(1)碳、硅单质的存在形态、物理性质及用途碳硅最外层电子数44存在形态游离态、化合态_____态结构金刚石:_________空间网状结构;石墨:平面正六边形层状结构晶体硅:具有类似于金刚石的_________结构物理性质金刚石熔点高、硬度大;石墨熔点高、质软,有滑腻感灰黑色,硬度大,熔、沸点___,具有金属光泽用途金刚石可作切割刀具;石墨可作电极、铅笔芯晶体硅用作_______材料、硅芯片和太阳能电池化合正四面体正四面体高半导体(2)碳、硅单质的化学性质写出①～⑥的化学方程式:①_____________或_____________②_____________③__________________④__________________(制水煤气)⑤Si+4HF====SiF4↑+2H2↑⑥Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑C+CO22CO2C+O22COCO2+C2COCuO+CCu+CO↑C+H2O(g)CO+H2高温====高温====高温====高温====点燃====(3)硅的工业制取及提纯①制备流程:②涉及的化学方程式:a.____________________b._________________c._____________________SiO2+2CSi+2CO↑Si+2Cl2SiCl4SiCl4+2H2Si+4HCl高温====高温====高温====2.碳、硅的氧化物(1)一氧化碳的性质及应用①物理性质:无色无味的气体,难溶于水,能使人中毒的原因是与人体内_________相结合,因缺氧而中毒。②化学性质及应用(写出有关化学方程式)a.可燃性:2CO+O22CO2,可作燃料。b.还原性:CO还原Fe2O3的反应为3CO+Fe2O32Fe+3CO2,可用于冶炼金属。血红蛋白高温====点燃====【微点拨】CO是不成盐氧化物,当引起人体中毒时,酸碱不能解毒。CO2是酸性氧化物,能形成温室效应,但不是大气污染物。(2)CO2和SiO2深度对比(3)碳酸的酸式盐和正盐的比较①在水中的溶解性a.含K+、Na+、的正盐易溶于水,其余一般不溶于水;酸式盐均能溶于水。b.一般来说,在相同温度下,难溶性正盐溶解度小于其酸式盐溶解度,如溶解度:Ca(HCO3)2CaCO3;可溶性正盐溶解度大于其酸式盐溶解度,如溶解度:Na2CO3NaHCO3。4NH②热稳定性一般来说,热稳定性顺序为正盐酸式盐碳酸,如稳定性:Na2CO3NaHCO3H2CO3。可溶性正盐难溶性正盐,如CaCO3高温分解,而K2CO3不易分解。③水溶液酸碱性物质的量浓度相同时,正盐溶液的pH大于其酸式盐溶液,如pH:Na2CO3溶液NaHCO3溶液。【基础小题诊断】判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)金刚石和石墨由相同的元素组成,因此它们具有相同的性质。()提示:×。金刚石和石墨互为同素异形体,性质差距较大。(2)硅元素在自然界中既有游离态,又有化合态。()提示:×。硅元素在自然界中没有游离态,主要以二氧化硅和硅酸盐形式存在于自然界中。(3)因为HF与SiO2反应,故用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记。()提示:√。SiO2只与酸中的HF反应。(4)Si是光导纤维的主要成分,SiO2是半导体材料。()提示:×。SiO2可用于制光导纤维,Si可作为半导体材料。(5)因为HF与SiO2反应,故用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记。()提示:√。SiO2只与酸中的HF反应。(6)下列转化能一步实现:CaCO3CaOCaSiO3。()提示:√。SiO2是酸性氧化物,可与CaO反应。(7)向CaCl2溶液中通入CO2气体,溶液变浑浊,继续通入CO2至过量,浑浊消失。()提示:×。由于盐酸的酸性比碳酸的强,CO2与CaCl2溶液不反应。(8)保存NaOH溶液的试剂瓶能用玻璃塞。()提示:×。玻璃中的SiO2能和NaOH发生反应:SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2O,生成的Na2SiO3有黏性,将瓶口和瓶塞黏住。考点2:硅酸、硅酸盐和无机非金属材料【核心知识自查】1.硅酸和硅酸盐(1)硅酸(H2SiO3)(2)Na2SiO3①Na2SiO3可溶于水,其水溶液俗称“_______”或“泡花碱”。是建筑行业的一种_______,用水玻璃浸泡的木材、纺织品既耐腐蚀又不易着火。Na2SiO3水溶液呈碱性。水玻璃黏合剂②与酸性较硅酸强的酸反应:a.与盐酸反应的化学方程式:Na2SiO3+2HCl====2NaCl+H2SiO3↓。b.水溶液与CO2反应的化学方程式:Na2SiO3+H2O+CO2====Na2CO3+H2SiO3↓。(3)硅酸盐组成的表示①将硅酸盐中所有元素都写成氧化物(二氧化硅和氧化物组合)。氧化物的书写顺序:活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水②氧化物之间以“·”隔开③在氧化物前面按化学式中的比例添加数字④书写原则:硅酸盐中各元素化合价及原子个数比保持不变如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为__________,石棉(CaMg3Si4O12)可表示为________________。Na2O·SiO2CaO·3MgO·4SiO2【易错警示】Na2SiO3的水溶液保存两提醒(1)Na2SiO3易与空气中的CO2、H2O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。2.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。①常见硅酸盐材料比较水泥玻璃陶瓷生产原料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英黏土主要设备水泥回转窑玻璃窑陶瓷窑②玻璃生产中的两个重要反应:Na2CO3+SiO2_____________;CaCO3+SiO2____________。(2)新型无机非金属材料,如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。高温====高温====Na2SiO3+CO2↑CaSiO3+CO2↑【基础小题诊断】判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)玻璃、水泥属于硅酸盐产品,陶瓷不属于硅酸盐产品。()提示:×。玻璃、陶瓷、水泥都属于硅酸盐产品。(2)硅胶作袋装食品的干燥剂的过程中没有发生化学变化。()提示:√。硅胶具有吸水性,可作干燥剂。(3)玻璃是一种晶体,有较高的熔点。()提示:×。玻璃是非晶体,没有固定的熔点。(4)水玻璃是一种特殊的玻璃,泡花碱属于碱。()提示:×。水玻璃是Na2SiO3的水溶液。(5)Na2SiO3性质稳定,不需要密封保存。()提示:×。Na2SiO3会吸收空气中的CO2和水蒸气而变质,反应的化学方程式为Na2SiO3+H2O+CO2====Na2CO3+H2SiO3↓。(6)向Na2SiO3溶液中通入过量SO2的离子方程式:Si+SO2+H2O====H2SiO3↓+S()提示:×。过量SO2应生成HS。23O23O3O(7)高岭石Al2(Si2O5)(OH)4可表示为Al2O3·2SiO2·2H2O。()提示:√。将硅酸盐改写成氧化物形式时遵循原则:各元素化合价及原子个数比保持不变。