第四單元非金屬及其重要化合物第1講碳、硅及無機非金屬材料復習目標1．了解C、Si單質及其重要化合物的制備方法、性質和用途。2．了解傳統(tǒng)無機非金屬材料的組成、性能及用途。3．了解新型無機非金屬材料的性能及用途?？键c一碳和硅的單質及其氧化物4四有機物金剛石、石墨、C60同素異形體氧化合氧化物硅酸鹽晶體硅無定形硅高大灰黑高石墨半導體材料、硅芯片和硅太陽能電池Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑無有藍難空間立體網(wǎng)狀高不SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2OSiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O橡膠CO2＋NaOH===NaHCO3Na2SiO3＋CO2↑CaSiO3＋CO2↑H2SiO3↓＋Na2CO3H2SiO3↓＋2NaHCO3Na2O＋CO2===Na2CO3

光導纖維請指出下列各說法的錯因(1)石墨轉變?yōu)榻饎偸姆磻獙儆谘趸€原反應。錯因：___________________________________________________(2)向CaCl2溶液中通入CO2氣體，溶液變渾濁，繼續(xù)通入CO2至過量，渾濁消失。錯因：___________________________________________________(3)向空氣中排放二氧化碳會形成酸雨。錯因：___________________________________________________同素異形體之間的轉化，化合價不變，不是氧化還原反應。由于鹽酸的酸性比碳酸強，CO2與CaCl2溶液不反應。pH<5.6的雨水才是酸雨，CO2不能形成酸雨。在高溫條件下生成CO而不是CO2。SiO2能與氫氟酸反應。Si不能用于制造光導纖維。1．硅單質的特殊性(1)非金屬單質跟堿液作用一般無H2放出，但Si與堿液作用卻放出H2：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。(2)非金屬單質一般不跟非氧化性酸作用，但Si能與HF作用：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。(3)非金屬單質大多為非導體，但Si為半導體。角度一碳及其重要化合物1．材料新秀——石墨烯和氧化石墨烯已成為物理、化學、材料科學研究的國際熱點課題。其結構模型如圖所示。下列有關說法正確的是(

)A．石墨烯是一種新型化合物B．氧化石墨烯即石墨烯的氧化物C．二者和石墨都是碳的同素異形體D．氧化石墨烯具有一定的親水性答案2．下列關于碳及其氧化物的說法不正確的是(

)A．過度排放CO2會導致“溫室效應”，應提倡“低碳生活”B．CO、CO2、葡萄糖都屬于有機物C．金剛石和石墨都是碳單質，但原子排列方式不同，物理性質也不同D．一氧化碳易與血液中的血紅蛋白結合答案角度二硅和二氧化硅3．有些科學家提出硅是“21世紀的能源”，這主要是由于作為半導體材料的硅在太陽能發(fā)電過程中具有重要的作用。下列有關硅的說法，不正確的是(

)A．高純度的硅廣泛用于制作計算機中的芯片B．硅可由二氧化硅還原制得C．低溫時，硅與水、空氣和一般酸不反應，但能與氫氟酸反應D．自然界中硅的儲量豐富，自然界中存在大量的單質硅答案答案5．常溫下，下列各組物質不發(fā)生反應的是(

)①硅與NaOH溶液②硅與鹽酸③硅與氫氟酸④二氧化硅與碳酸鈉⑤二氧化硅與濃硝酸⑥二氧化硅與NaOH溶液A．①②④ B．②④⑤C．②⑤⑥ D．③④⑥答案硅及其化合物之間的轉化考點二無機非金屬材料不弱H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O干燥劑Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓水玻璃Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3石灰石、黏土石灰石、純堿、石英砂黏土Na2SiO3、CaSiO3、SiO23．特殊功能的含硅物質(1)碳化硅具有類似金剛石結構，可用作磨料。(2)含硅元素4%的硅鋼具有導磁性。(3)硅橡膠具有既耐高溫又耐低溫的性質。4．新型無機非金屬材料(1)高溫結構陶瓷：耐高溫、耐磨蝕、抗氧化等優(yōu)良性能。(2)超導陶瓷：有超導性，可用于電力、交通、醫(yī)療等領域。(3)壓電陶瓷：具有壓電效應。請指出下列各說法的錯因(1)生產(chǎn)水泥的原料主要是純堿、石灰石和二氧化硅。錯因：_________________________________________(2)玻璃容器可長期盛放各種酸。錯因：_________________________________________(3)濃硫酸可刻蝕石英制藝術品。錯因：_________________________________________(4)石英只能用于生產(chǎn)光導纖維。錯因：_________________________________________(5)合成纖維和光導纖維都是新型無機非金屬材料。錯因：_________________________________________生產(chǎn)水泥的原料主要是黏土和石灰石。玻璃容器不能存放氫氟酸?？涛g石英制藝術品應該用氫氟酸。石英可用于生產(chǎn)光導纖維、玻璃等。合成纖維是有機物。一、常見的無機非金屬材料、金屬材料與復合材料無機非金屬材料金屬材料復合材料傳統(tǒng)無機非金屬材料和新型無機非金屬材料(高溫結構陶瓷、超導陶瓷、壓電陶瓷、光導纖維、富勒烯、碳納米管、石墨烯)黑色金屬材料(鋼鐵)；有色金屬材料(金、銀、銅及其合金)生產(chǎn)生活中的復合材料(玻璃鋼：玻璃纖維增強樹脂基復合材料)；航空航天中的復合材料(飛機、火箭：纖維增強金屬基復合材料；航天飛機：纖維增強陶瓷基復合材料)二、硅酸鹽組成的表示通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示硅酸鹽的組成：1．氧化物的書寫順序：活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水，不同氧化物間以“·”隔開。2．各元素的化合價保持不變，且滿足化合價代數(shù)和為零，各元素原子個數(shù)比符合原來的組成。如硅酸鈉(Na2SiO3)可表示為Na2O·SiO2，長石(KAlSi3O8)可表示為K2O·Al2O3·6SiO2。角度一無機非金屬材料1．“九秋風露越窯開，奪得千峰翠色來”是贊譽越窯秘色青瓷的詩句，描繪我國古代精美的青瓷工藝品。玻璃、水泥和陶瓷均為硅酸鹽制品，下列有關說法中正確的是(

)A．硅酸鹽制品的性質穩(wěn)定、熔點較高B．玻璃是人類最早使用的硅酸鹽制品C．制水泥的原料為純堿、石灰石和石英D．沙子和黏土的主要成分均為硅酸鹽答案答案(1)用作半導體材料的是晶體硅，用于制作光導纖維的是SiO2，計算機芯片的成分是晶體硅。(2)水晶、石英、瑪瑙、硅石的主要成分是SiO2。角度二硅酸鹽組成的表示3．古瓷中所用顏料成分大多為硅酸鹽，如藍紫色的硅酸銅鋇(BaCuSi2Ox，銅為＋2價)。下列關于硅酸銅鋇的說法不正確的是(

)A．x等于6B．性質穩(wěn)定，不易脫色C．易溶解于強酸和強堿D．可用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2答案4．中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院根據(jù)玉兔二號提供的一個暗綠色閃光的“石塊”信息進行分析，發(fā)現(xiàn)石塊主要由約45%的斜長石(CaAl2Si2O8)、7%的輝石XYAl2－2nSi2O6(X、Y為單核離子，0<n≤1)和6%的橄欖石(M2SiO4，M為Mg、Fe)組成。下列關于上述“三石”的說法正確的是(

)A．含硅元素，屬于硅酸鹽；含金屬元素，屬于金屬材料B．斜長石可以寫為CaSiO3·Al2(SiO3)3的形式C．橄欖石的氧化物形式一定為MgO·FeO·SiO2D．若輝石中n＝1、Y為V3＋時，X可以是Na＋或Li＋等一價離子答案高考真題演練1．(2022·廣東高考)廣東一直是我國對外交流的重要窗口，館藏文物是其歷史見證。下列文物主要由硅酸鹽制成的是(

)答案文物選項A．南宋鎏金飾品B．蒜頭紋銀盒C．廣彩瓷咖啡杯D．銅鍍金鐘座2．(2022·湖北高考)C60在高溫高壓下可轉變?yōu)榫哂幸欢▽щ娦?、高硬度的非晶態(tài)碳玻璃。下列關于該碳玻璃的說法錯誤的是(

)A．具有自范性B．與C60互為同素異形體C．含有sp3雜化的碳原子D．化學性質與金剛石有差異答案解析解析

自范性是晶體性質，碳玻璃為非晶態(tài)，所以沒有自范性，A錯誤。答案4．(2021·山東高考)有利于實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”的是(

)A．風能發(fā)電 B．糧食釀酒C．燃煤脫硫 D．石油裂化答案答案6．(2019·全國卷Ⅰ)陶瓷是火與土的結晶，是中華文明的象征之一，其形成、性質與化學有著密切的關系。下列說法錯誤的是(

)A．“雨過天晴云破處”所描述的瓷器青色，來自氧化鐵B．聞名世界的秦兵馬俑是陶制品，由黏土經(jīng)高溫燒結而成C．陶瓷是應用較早的人造材料，主要化學成分是硅酸鹽D．陶瓷化學性質穩(wěn)定，具有耐酸堿侵蝕、抗氧化等優(yōu)點答案課時作業(yè)

建議用時：40分鐘選擇題(每小題只有1個選項符合題意)1．(2022·遼寧省大連市高三期末模擬)化學與生活、生產(chǎn)、社會可持續(xù)發(fā)展密切相關。下列有關化學知識的說法錯誤的是(

)A．碳納米管表面積大，可用作新型儲氫材料B．我國發(fā)射的“北斗組網(wǎng)衛(wèi)星”所使用的碳纖維，是一種非金屬材料C．高純二氧化硅廣泛用于制作光導纖維，光導纖維遇強堿會“斷路”D．我國發(fā)射的嫦娥五號探測器的太陽能電池帆板的材料是SiO2答案2．有關碳、硅兩種元素的說法中，不正確的是(

)A．它們的原子都既不易得到電子也不易失去電子，主要形成四價的化合物B．碳元素在自然界中存在游離態(tài)，而硅元素在自然界中只有化合態(tài)C．它們的單質在空氣中加熱時都可以發(fā)生化學反應D．它們的單質都能和氫氧化鈉溶液反應答案3．下列說法不正確的是(

)A．SiO2能與HF反應，因此可用HF刻蝕玻璃B．向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀鹽酸制備硅酸凝膠C．石英是良好的半導體材料，可以制成光電池，將光能直接轉化成電能D．氮化硅是一種重要的結構陶瓷材料，化學式為Si3N4答案4．《本草綱目》中對玻璃有如下敘述：“本作頗黎。頗黎，國名也。其瑩如水，其堅如玉，故名水玉，與水精(即水晶，主要成分為SiO2)同名……有酒色、紫色、白色，瑩澈與水精相似”。下列說法錯誤的是(

)A．文中所描述的玻璃顏色，來自某些金屬氧化物B．玻璃質地堅硬，不易破碎C．將石灰石、純堿、石英砂在高溫下熔融，可制得普通玻璃D．不能用帶有磨口玻璃塞的玻璃試劑瓶盛放NaOH溶液答案答案解析解析

該反應不能比較C、Si的非金屬性，A錯誤；SiO2是H2SiO3的酸酐，B錯誤；兩性氧化物是指和酸、堿反應生成鹽和水的氧化物，二氧化硅和氫氟酸反應是其特殊性質，不能和其他酸發(fā)生反應，二氧化硅和堿溶液反應生成鹽和水，是酸性氧化物，C錯誤。6．科技的進步為二氧化碳資源化利用提供了廣闊的前景。下列說法錯誤的是(

)A．CO2是自然界碳循環(huán)中的重要物質B．CO2加氫轉化為乙烯，CO2被還原C．CO2與環(huán)氧丙烷可合成可降解塑料D．CO2電催化時，在陽極轉化為燃料答案解析解析

CO2在陰極得電子轉化為燃料，D錯誤。答案解析8．用4種溶液進行實驗，下表中“操作及現(xiàn)象”與“溶液”對應關系錯誤的是(

)答案選項操作及現(xiàn)象溶液A通入CO2，溶液不變渾濁，先通入CO2再通入氨氣，溶液變渾濁CaCl2溶液B通入CO2，溶液變渾濁，繼續(xù)通CO2至過量，渾濁消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液變渾濁，再加入品紅溶液，紅色褪去Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液變渾濁，繼續(xù)通CO2至過量，渾濁消失，再加入足量NaOH溶液，又變渾濁Ca(OH)2溶液9．實驗室用H2還原SiHCl3(沸點：31.85℃)制備高純硅的裝置如圖所示(夾持裝置和尾氣處理裝置略去)，下列說法正確的是(

)A．裝置Ⅱ、Ⅲ中依次盛裝的是濃硫酸、冰水B．實驗時，應先加熱管式爐，再打開活塞KC．為鑒定制得的硅中是否含有微量鐵單質，需要用到的試劑為鹽酸、雙氧水、KSCN溶液D．該實驗中制備氫氣的裝置也可用于飽和食鹽水與電石反應制備乙炔