高考化學復(fù)習專題六碳和硅

1、學習必備歡迎下載碳的多樣性一、碳單質(zhì)的多樣性1同素異形體（1）同素異形體的概念：由同一種元素組成的性質(zhì)不同的幾種單質(zhì)，叫做該元素的同素異形體。（2）常見的同素異形體：碳：金剛石、石墨、c60；氧：氧氣、臭氧（o3） 。2金剛石、石墨、c60（1）結(jié)構(gòu)：金剛石：每個碳原子與另外4 個碳原子以一種較強的相互作用相連接，形成正四面體結(jié)構(gòu)，向空間伸展形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。石墨：石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)。在同一層內(nèi)，碳原子排列成正六邊形(碳原子位于正六邊形的頂點上)，一個個正六邊形排列成平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，每一個碳原子都跟其他3 個碳原子相連。在同一層內(nèi)，相鄰的碳原子以較強的相互作用相結(jié)合，但層與層之間以一種較弱的相互

2、作用相結(jié)合。c60：c60分子是由60 個碳原子構(gòu)成的，它的形狀像足球，由12 個正五邊形和20 個正六邊形組成。分子內(nèi)部，碳原子間以較強的相互作用結(jié)合，但分子間的相互作用較弱。（2）性質(zhì)同素異形體金剛石石墨c60主要物理性質(zhì)硬度大、熔沸點高硬度小、 熔沸點高， 易導電硬度小、熔沸點低主要化學性質(zhì)相似，如在一定條件下都可與氧氣反應(yīng)，生成co2二、 廣泛存在的含碳化合物1常見的含碳化合物（1）有機化合物：如蛋白質(zhì)、淀粉、油脂、以及石油、液化氣、天然氣等的主要成分；（2）無機化合物：co、co2、h2co3、碳酸鈉、碳酸氫鈉、大理石、方解石、白云石、菱鋅礦、菱鎂礦、菱鐵礦等。2碳酸鈉和碳酸氫鈉（1

3、）碳酸鈉和碳酸氫鈉的比較化學式na2co3nahco3俗名純堿、蘇打小蘇打色態(tài)白色粉末細小白色晶體溶解性易溶于水較易溶于水 (溶解度較na2co3小) 熱穩(wěn)定性不易分解受熱易分解2nahco3na2co3co2 h2o 與 hcl 反應(yīng)na2co32hcl co2 h2o(較快 ) nahco3hcl co2 h2o(劇烈 ) 與 naoh 反應(yīng)不反應(yīng)hco3-ohco32- h2o 與 co2反應(yīng)na2co3co2 h2o2nahco3不反應(yīng)用途用于玻璃、肥皂、造紙、紡織等工業(yè)；洗滌劑發(fā)酵劑、滅火器，醫(yī)療上用于治胃酸過多（2）碳酸鈉和碳酸氫鈉的鑒別方法熱穩(wěn)定性不同。分別加熱少量固體，若發(fā)生分

4、解反應(yīng)，將產(chǎn)生的氣體通入澄清的石灰水中，石灰水變渾濁的原試劑是nahco3，另一個為na2co3。和酸反應(yīng)生成氣體的速率不同。分別取一定量的固體，加入等濃度等體積的鹽酸，反應(yīng)快、產(chǎn)生氣體相應(yīng)多的為碳酸氫鈉，另一個為碳酸鈉。陰離子不同。分別取其稀溶液，滴加氯化鋇稀溶液或cacl2溶液，產(chǎn)生沉淀的原試劑為碳酸鈉，另一個為碳酸氫鈉（特別注意：該方法必須取極稀溶液）。（3） na2co3和 nahco3在一定條件下的相互轉(zhuǎn)化：溶液中： nahco3+naoh=na2co3+h2o， na2co3+co2+h2o=2nahco3固體中： naoh+nahco3na2co3+h2o，2nahco3na2c

5、o3+co2 +h2o 三、 碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化學習必備歡迎下載1自然界中碳及其化合物的轉(zhuǎn)化溶洞的形成原理石灰?guī)r的主要成分是碳酸鈣。碳酸鈣遇到溶有二氧化碳的水，會慢慢變成可溶于水的碳酸氫鈣ca(hco3)2。當受熱或壓強突然變小時，水中碳酸氫鈣會分解，重新變成碳酸鈣沉積下來。在自然界里不斷發(fā)生上述反應(yīng)，石灰?guī)r逐漸變成碳酸氫鈣而溶解掉，形成溶洞；碳酸氫鈣不斷分解，生成的碳酸鈣逐漸沉積，形成千姿百態(tài)的鐘乳石、石筍和石柱。實驗步驟實驗現(xiàn)象化學方程式向得到的懸濁液中繼續(xù)通入足量的 co2氣體caco3白色沉淀逐漸溶解caco3co2+h2oca(hco3)2 將所得溶液小心加熱溶液重新變渾濁并冒出氣

6、泡ca(hco3)2加熱caco3 co2+h2o 2生產(chǎn)和生活中碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化（1）高爐煉鐵原料：焦炭、鐵礦石；高爐煤氣的主要成分：co、co2、 fe2o3、n2等；co 生成的化學方程式：co2加熱co2；c co2加熱2co 還原鐵的氧化物的化學方程式：fe2o3 3co加熱2 fe 3co2（2）木炭燃燒：co2 co22co22co 2coo22co2 cco2 2co 生成水煤氣的化學方程式為：c h2o加熱co h2（3）水垢的形成：有關(guān)化學方程式為：ca(hco3)2加熱caco3 co2 h2o 如何除去水壺中的水垢？加入醋酸，可以將caco3物質(zhì)等溶解。（4）無機化

7、合物與有機化合物間的轉(zhuǎn)化1828 年， 德國化學家維勒用無機物氰酸銨合成出有機化合物尿素，打破了無機物和有機物之間的界限。碳及其化合物的轉(zhuǎn)化，對人的生活、生產(chǎn)來說意義重大。硅 無機非金屬材料一、 半導體材料與單質(zhì)硅1半導體材料半導體材料特指導電能力介于導體和絕緣體之間的一類材料。最早使用的半導體材料是鍺，但因其含量低，提煉工藝復(fù)雜，價格昂貴，而不適合廣泛使用。目前廣泛使用的半導體材料是硅元素，在地殼中含量居第二位，該元素全部以化合態(tài)存在于自然界中，儲量豐富。常見的有晶體硅和無定形硅等形式存在。2單質(zhì)硅（ 1）存在：自然界中無單質(zhì)硅，硅元素全部以化合態(tài)存在，如二氧化硅、硅酸鹽等?；蠎B(tài)的硅是構(gòu)成

8、地殼的礦石和巖石的主要成分，硅在地殼中的含量居第二位。（2） 物理性質(zhì)：單質(zhì)硅有晶體硅和無定形硅兩種。晶體硅呈灰黑色， 有金屬光澤， 硬而脆，熔點很高（1410） ，是良好的半導體材料。（3）化學性質(zhì)：在常溫下，硅的化學性質(zhì)不活潑，不與o2、cl2、h2so4、hno3等發(fā)生反應(yīng)，但能與f2、hf 和強堿反應(yīng)。例如： si + 2naoh + h2o na2sio3 + 2h2； si + 2f2sif4；si + 4hf sif4+ 2h2。在加熱時純硅與某些非金屬單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。如研細的硅能在氧氣中燃燒：si + o2sio2（3）硅的制備由于自然界中沒有單質(zhì)硅的存在，因此我們使用的硅，都是

9、從它的化合物中提取的。在工業(yè)上，用碳在高學習必備歡迎下載溫下還原二氧化硅的方法可制得含有少量雜質(zhì)的粗硅，將粗硅提純后，可以得到半導體材料的高純硅。制粗硅：sio22c si 2co 制高純硅：si2cl2sicl4sicl42h2si4hcl （4）硅的用途：硅可用來制造集成電路，太陽能電池，硅整流器等。硅合金可用來制造變壓器鐵芯，耐酸設(shè)備等。二、二氧化硅與光導纖維1、二氧化硅的存在二氧化硅廣泛存在與自然界中，天然二氧化硅叫硅石。石英的主要成分為二氧化硅晶體，透明的石英晶體叫做水晶，含有有色雜質(zhì)的石英晶體叫做瑪瑙。另外二氧化硅也是構(gòu)成巖石的重要成分。2、二氧化硅的物理性質(zhì)純凈的二氧化硅晶體呈無

10、色，熔點高，硬度大，不溶于水，也不溶于其他一般的溶劑。3、二氧化硅的化學性質(zhì)（1）二氧化硅是一種酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性二氧化硅在常溫時可以與堿溶液緩慢反應(yīng)生成鹽和水：sio2+ 2naoh na2sio3 + h2 o 二氧化硅在高溫下可與堿性氧化物反應(yīng)：sio2 cao casio3（2）特性sio2不溶于水，也不與水反應(yīng)。二氧化硅在常溫下與氫氟酸反應(yīng)：si o24hf sif4 2h2o 二氧化硅中的硅為4 價，具有弱的氧化性，如在高溫時，二氧化硅中的硅可以被碳置換出來。思考： 1如何制取硅酸？2保存氫氟酸、naoh 溶液時應(yīng)該注意什么問題？提示： 1不能通過sio2與 h2o

11、反應(yīng)的方法來制取其對應(yīng)的水化物硅酸(h2sio3)制取 h2sio3的方法如下：na2sio3 + 2hcl 2nacl + h2sio3或na2sio3 + co2 + h2o na2co3 + h2sio3 硅酸 (h2sio3)不溶于水，其酸性比h2co3還弱。 2氫氟酸不能保存在玻璃瓶中，應(yīng)保存在塑料瓶中。naoh 溶液不能保存在玻璃塞的玻璃瓶中，應(yīng)保存在橡膠塞的玻璃瓶中或塑料瓶中。4、sio2與 co2的比較co2sio2與堿性氧化物反應(yīng)caoco2caco3caosio2casio3與堿液的反應(yīng)2naohco2na2co3 h2o sio22naoh na2sio3 h2o 與鹽反

12、應(yīng)na2sio3 co2 h2o na2co3h2sio3ca(clo)2 co2 h2o caco3 2hclo sio2caco3casio3 co2sio2na2co3na2sio3co2與碳反應(yīng)cco22co 2csio2si 2co與 h2o 作用co2h2oh2co3不與水化合與酸反應(yīng)不反應(yīng)只與hf 反應(yīng)sio24hfsif4h2o 5、二氧化硅的用途（1）石英可用于制作石英表和石英玻璃。（2）石英砂常用作制薄玻璃和建筑材料。（3）水晶常用來制造電子部件、光學儀器、工藝品和眼鏡片等。高溫高溫高溫高溫高溫高溫高溫學習必備歡迎下載（4）瑪瑙用于制造精密儀器軸承、耐磨器皿和裝飾品。（5）

13、 sio2被用于制造高性能的現(xiàn)代通訊材料光導纖維。6、光導纖維光導纖維，簡稱“光纖”，就是一種能利用光的全反射作用來傳導光線的透明度極高的玻璃細絲。如果將許多根經(jīng)過技術(shù)處理的光纖繞在一起，就得到我們常說的光纜。光導纖維是用石英玻璃制造的，制作時需要較高的技術(shù)，它傳導光的能力非常強。光導纖維還可用于信息處理、傳能傳像、遙測遙控、照明等許多方面。三、硅酸鹽與無機非金屬材料1硅酸鹽（1）硅酸鹽在自然界中的存在硅酸鹽是構(gòu)成地殼中巖石的主要成分，自然界中存在的各種天然硅酸鹽礦石，約占地殼的5，粘土的主要成分也是硅酸鹽。粘土的種類很多，常見的有高嶺土和一般粘土，前者含雜質(zhì)較少，后者含雜質(zhì)較多。（2）硅酸鹽

14、組成的表示方法硅酸鹽的種類很多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無論是天然的還是人工制成的硅酸鹽，其組成的表示方法有兩種。 化學式法：一般用于組成較簡單的硅酸鹽。如：硅酸鈉na2sio3；硅酸鈣 ca2sio3 氧化物法：常用的表示方法。如：鎂橄欖石（ mg2sio4）2mgo sio2高嶺石 al2(si2o5)(oh)4al2o32sio22h2o 正長石 (2kalsi3o8 ) k2oal2o36sio2說明：用氧化物的形式表示硅酸鹽的組成時，各氧化物的排列順序為：較活潑金屬氧化物較不活潑金屬氧化物二氧化硅水（3）硅酸鈉硅酸鈉的水溶液俗稱水玻璃，它是一種礦物膠，具有粘合性。2無機非金屬材料（1）傳統(tǒng)無機非金

15、屬材料 玻璃原料：生產(chǎn)普通玻璃的主要原料是純堿（na2co3） ，石灰石（ caco3）和石英（ sio2） 。主要設(shè)備：玻璃熔爐反應(yīng)原理：將粉碎混勻的原料加強熱使之熔化，發(fā)生復(fù)雜的物理化學變化，冷卻即成玻璃。其中主要化學反應(yīng)是：caco3 + sio2casio3 + co2na2co3 + sio2na2sio3 + co2主要成分：制造玻璃的原料中，石英是過量的，所以，普通玻璃是casio3，na2sio3和 sio2熔化在一起得到的物質(zhì)，其物質(zhì)的量之比為1：1：4，因此玻璃可表示為：na2ocao6sio2。主要性質(zhì)： 硬而脆， 受熱時在一定溫度范圍內(nèi)逐漸軟化，沒有一定的熔點， 故作玻

16、璃態(tài)物質(zhì)， 耐酸腐蝕 （hf除外）。水泥a. 普通水泥的主要成分為硅酸三鈣（3caosio2） ，硅酸二鈣 （2caosio2）和鋁酸三鈣 （3caoal2o3）等。b. 水泥的特點是水泥具有水硬性，與水攙和攪拌并靜置后，很容易凝固變硬。c. 混凝土是指水泥、沙子和碎石的混合物，混凝土常用鋼筋作結(jié)構(gòu)，這就是通常所說的鋼筋混凝土。（2）新型無機非金屬材料類別示例特性用途高溫結(jié)構(gòu)陶瓷氮化硅陶瓷硬度極高，耐磨損，耐高溫，抗腐蝕，抗氧化能力強，電絕緣性好汽輪機葉片、 軸承、發(fā)動機部件、永久性模具高溫高溫學習必備歡迎下載碳化硅陶瓷硬度僅次于金剛石，耐高溫，且在室溫下能導電電熱元件生物陶瓷氧化鋁陶瓷氧化鋯

17、陶瓷強度高，耐磨，無毒，不溶于水，對人體組織有較好的適應(yīng)性，可直接植于人體人造牙齒、人造骨骼壓電陶瓷鈦酸鋇陶瓷鈦酸鉛陶瓷可將極其微弱的機械振動轉(zhuǎn)換成信號聲吶系統(tǒng)、 氣象檢測、 遙控環(huán)境保護、家用電器、壓電地震儀習題碳1澳大利亞研究人員最近開發(fā)出被稱為第五形態(tài)的固體碳，這種新的碳結(jié)構(gòu)稱作“ 納米泡沫 ” ，它外形類似海綿，比重極小，并具有磁性。納米泡沫碳與金剛石的關(guān)系是（）a同素異形體b同分異構(gòu)體c同位素d同一種物質(zhì)2小李在奧運五連環(huán)中填入了5 種物質(zhì)，相連環(huán)物質(zhì)間能發(fā)生反應(yīng)，不相連環(huán)物質(zhì)間不能發(fā)生反應(yīng)。你認為 “ 五連環(huán) ” 中物質(zhì)間發(fā)生的反應(yīng)沒有涉及的基本反應(yīng)類型是（）a、復(fù)分解反應(yīng)b、分解

18、反應(yīng)c、化合反應(yīng)d、置換反應(yīng)3向一定量的澄清石灰水中通入標準狀況下的co2氣體 2.24l，則所得caco3沉淀的質(zhì)量為（）a. 一定為 10g b. 一定小于10g c. 可能為 0 d. 不可能大于10g 4下列說法正確的是（）a燒堿、純堿、漂白粉在空氣中久置均會變質(zhì)b將固體燒堿熔化時，可選擇瓷坩堝cnahco3和 na2co3溶解性比較，前者略大于后者d除去 nahco3溶液中混有的少量na2co3可采取的方法是通入過量的二氧化碳氣體5下列說法錯誤的是（）a20xx 年我國首創(chuàng)用co2合成可降塑料聚二氧化碳，使用該塑料仍然產(chǎn)生白色污染b“ 水滴石穿 ” 主要是溶解了co2的雨水與 cac

19、o3長期作用生成了可溶性的ca(hco3)2的緣故c氫氟酸能和玻璃發(fā)生化學反應(yīng)，故氫氟酸要存放在塑料瓶中d金剛石是自然界中硬度最大的物質(zhì)，不可能與氧氣發(fā)生反應(yīng)6欲使 0.1 mol/l 的 nahco3溶液中 c(h+)、c(co32)、c(hco3)都減小，其方法是（）a通入 co2氣體b加入飽和ca(oh)2溶液c通入 hcl 氣體d加入 naoh 固體7無色氣體x 跟灼熱的炭反應(yīng)得到一種無色氣體y，y 跟灼熱的cuo 反應(yīng)又得到無色氣體x，則 x,y分別是（）a. o2 co2b.co2 co c. co co2d. o2co8下列有關(guān)na2co3和 nahco3性質(zhì)的比較中，正確的是（

20、）a熱穩(wěn)定性： na2co3nahco3c等物質(zhì)的量的na2co3和 nahco3分別與過量鹽酸反應(yīng)，放出co2質(zhì)量： na2co3nahco3學習必備歡迎下載d常溫時溶解度：na2co3nahco39可用于判斷碳酸氫鈉溶液中混有碳酸鈉的方法是（）a加熱時有無氣體放出b溶于水后滴加氯化鋇稀溶液,有白色沉淀生成c滴加鹽酸時有無氣泡放出d溶于水后滴加澄清石灰水,有白色沉淀生成10 足量 co2通入 naoh 和 ba oh2的混合稀溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量（n）和通入co2體積（ v）的關(guān)系如圖，圖中ab 段表示的先后離子方程式是（）co2+ohhco3co2+2ohco32+ h2o co32

21、+ba2+baco3 baco3+co2+h2oba2+2hco3co32+co2+h2o 2hco3abcd二、非選擇題（共 50 分）11 實驗室制取co2的離子方程式為，少量 co2與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式為，過量 co2與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式為. 12. 混合物成分提純所用試劑或方法化學方程式(1)na2co3固體中含少量nahco3雜質(zhì)(2) nahco3溶液中含少量na2co3雜質(zhì)(3) na2co3溶液中含少量nahco3雜質(zhì)13某?；瘜W課外小組為了鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種白色固體，用不同的方法做了以下實驗，如圖 所示。iii iv i ii 澄清石灰水鹽酸稀鹽酸學

22、習必備歡迎下載（1）只根據(jù)圖i、ii 所示實驗，能夠達到實驗?zāi)康氖牵ㄌ钛b置序號）；（2）圖 iii 、iv 所示實驗均能鑒別這兩種物質(zhì)，其反應(yīng)的化學方程式為與實驗 iii 相比，實驗iv 的優(yōu)點是（填選項序號）；aiv 比 iii 復(fù)雜biv 比 iii 安全civ 比 iii 操作簡便div 可以用一套裝置同時進行兩個對比實驗，而iii 不行（3）若用實驗iv 驗證碳酸鈉和碳酸氫鈉的穩(wěn)定性，則試管b 中裝入的固體最好是；14在標準狀況下，向100 ml0.1mol l1某 naoh 溶液中通入一定量co2后，再向所得溶液中滴加某濃度的稀鹽酸，滴加鹽酸的體積與生成氣體的情況如圖所示。（假設(shè)生成

23、的co2全部逸出）。請 回 答 ： （ 1） 滴 加 鹽 酸 前 溶 液 中 所 含 溶 質(zhì) 的 成 分是.（寫化學式 ） 。（ 2 ） 該 稀鹽 酸 的物 質(zhì) 的 量濃 度c(hcl)為. （3）滴加稀鹽酸至50ml 時共產(chǎn)生氣體的體積為. 硅1下列物質(zhì)中主要成分不是二氧化硅的是（）a硅膠b水晶c瑪瑙d硅石2naoh、 koh 等堿性溶液可以貯存在下列哪種試劑瓶中（）a具有玻璃塞的細口瓶b具有玻璃塞的廣口瓶c帶滴管的滴瓶d具有橡膠塞的細口瓶3可以用來制取半導體材料（如大規(guī)模集成電路）的是（）a二氧化硅b粗硅c高純硅d硅酸鹽4下列不是水玻璃用途的是（）a肥皂填料b木材防火劑c紙板黏膠劑d建筑裝

24、飾材料5下列不屬于傳統(tǒng)硅酸鹽產(chǎn)品的是（）a玻璃b水泥c光導纖維d陶瓷6鋼筋混凝土強度大，常常用來建造高樓大廈、橋梁涵洞、高速公路等，在現(xiàn)代社會中發(fā)揮著舉足輕重的作用，下面是鋼筋混凝土的主要成分的是（）a水泥、沙子和鋼筋b水泥、沙子、碎石和鋼筋c水泥、碎石和鋼筋d水泥、沙子和碎石7構(gòu)成地殼基本骨架的非金屬元素的是（雙選）（）a al bo c si dc 8二氧化硅的化學性質(zhì)很不活潑，幾乎所有的酸都不與其反應(yīng)，但有一種酸能夠和二氧化硅發(fā)生反應(yīng)，這種酸是（）a濃鹽酸b硫酸c硝酸d氫氟酸9能證明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的實驗事實是（）aco2溶于水形成碳酸，sio2難溶于水bco2通入可溶性硅酸鹽中析出硅酸沉淀學習必備歡迎下載c高溫下sio2與碳酸鹽反應(yīng)生成co2d氯化氫通