2022屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)4.1碳硅及其化合物學(xué)案

1、高考復(fù)習(xí)資料第1講碳、硅及其化合物考試大綱要求1掌握碳元素、硅元素的單質(zhì)的主要性質(zhì)及應(yīng)用。2.掌握碳元素、硅元素的重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。3.了解碳元素、硅元素的單質(zhì)及其重要化合物對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響。4.了解碳、硅的單質(zhì)及其重要化合物的制備方法?？键c(diǎn)一碳及其化合物1知識(shí)梳理1.碳(1)存在形式既有_又有_。碳單質(zhì)主要有金剛石、石墨、c60、c70，互為_(kāi)。(2)碳單質(zhì)的結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)(3)碳的化學(xué)性質(zhì)2碳的氧化物（co、co2）的比較coco2物理性質(zhì)無(wú)色無(wú)味氣體密度比空氣小難溶于水無(wú)色無(wú)味氣體密度比空氣大可溶于水（溶解度小）毒性有毒（易結(jié)合血紅蛋白）無(wú)毒（溫室效應(yīng)）化學(xué)性質(zhì)還原性可燃性還原

2、氧化鐵無(wú)（滅火）氧化性與熾熱炭反應(yīng)mg在co2中燃燒與水反應(yīng)無(wú)co2h2oh2co3與堿反應(yīng)（石灰水）無(wú)ca（oh）2co2=caco3h2o（檢驗(yàn)co2）相互轉(zhuǎn)化co2co用途燃料冶煉金屬滅火制汽水植物肥料化工原料等3.co2在自然界中的循環(huán)co2的主要來(lái)源：大量含碳燃料的燃燒。自然界消耗co2的主要反應(yīng)：（1）溶于江水、海水中：co2h2oh2co3；（2）光合作用：6co26h2o；（3）巖石的風(fēng)化：_。4碳酸（h2co3）弱酸、不穩(wěn)定。碳酸（h2co3）只能在水中存在。h2co3在水中與co2共存，因此常把co2h2o當(dāng)碳酸用。5碳酸的正鹽和酸式鹽的比較正鹽（co32-）酸式鹽（hco

3、3-）溶解性只有鉀、鈉、銨鹽可溶一般都可溶熱穩(wěn)定性正鹽>酸式鹽>碳酸溶液ph同濃度的：正鹽>酸式鹽相互轉(zhuǎn)化co32-hco3-判斷（正確的打“”，錯(cuò)誤的打“×”）（1）碳有多種同素異形體，而氧不存在同素異形體（）（2）金剛石和石墨由相同的元素組成，因此它們具有相同的性質(zhì)（）（3）石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸姆磻?yīng)屬于氧化還原反應(yīng)（）（4）向空氣中排放二氧化碳會(huì)形成酸雨（）（5）向cacl2溶液中通入co2氣體，溶液變渾濁，繼續(xù)通入co2至過(guò)量，渾濁消失（）提示co2與堿反應(yīng)產(chǎn)物的判斷（1）co2與單一組分反應(yīng)（如co2通入naoh溶液）具體分析過(guò)程用數(shù)軸表示如下：（2）co2與

4、多組分反應(yīng)如co2通入naoh、ca（oh）2的混合溶液，反應(yīng)的順序是ca（oh）2co2=caco3h2o2naohco2=na2co3h2ona2co3co2h2o=2nahco3caco3h2oco2=ca（hco3）22對(duì)點(diǎn)速練練點(diǎn)一碳及其化合物的性質(zhì)判斷1近年來(lái)科學(xué)家制造出大量的新物質(zhì)，對(duì)下列三種物質(zhì)的相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）石墨烯：從石墨中分離出來(lái)，是最薄、最堅(jiān)硬的納米材料石墨炔：平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的全碳分子，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性納米碳管：具有優(yōu)良的場(chǎng)發(fā)射性能，制作陰極顯像管、儲(chǔ)氫材料a.石墨烯具有良好的導(dǎo)電性b上述三種物質(zhì)與金剛石互為同素異形體c石墨炔孔徑略大于h2分子的直徑，可作h2的提

5、純薄膜d.上述三種物質(zhì)與濃硫酸都能發(fā)生反應(yīng)，但反應(yīng)產(chǎn)物不同2溶洞和鐘乳石是大自然的杰作。溶洞和鐘乳石的形成與自然界中碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化有著密切聯(lián)系。下列有關(guān)自然界中碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化的說(shuō)法，不正確的是（）a溶洞是通過(guò)caco3與h2o、co2作用生成可溶性的ca（hco3）2形成的b游客的參觀不會(huì)對(duì)其造成影響c溶洞和鐘乳石的形成過(guò)程中沒(méi)有涉及氧化還原反應(yīng)d鐘乳石是在一定條件下可溶性的ca（hco3）2轉(zhuǎn)化成caco3的結(jié)果練點(diǎn)二碳及其化合物的實(shí)驗(yàn)與計(jì)算3確定混合氣體（co、co2）中含有co氣體的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。按要求回答下列問(wèn)題：（1）寫(xiě)出下列裝置的作用：a：_。b：_。e：_。f：_。（

6、2）寫(xiě)出c中的化學(xué)方程式：_。（3）確定混合氣體中含有co氣體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：_。4標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將3.36 l co2氣體通入200 ml 1.00 mol·l1naoh溶液中，充分反應(yīng)后溶液中c（co32-）與c（hco3-）的比值為（不考慮co32-、hco3-的水解）（）a11 b12c21 d13考點(diǎn)二硅及其化合物、無(wú)機(jī)非金屬材料1知識(shí)梳理1.硅（1）硅的結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)（2）硅的化學(xué)性質(zhì)與氫氟酸反應(yīng)：_。與naoh溶液反應(yīng)：si2naohh2o=_。與o2反應(yīng)：_。（3）硅的工業(yè)制法用焦炭和二氧化硅在電爐中反應(yīng)得到粗硅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。2二氧化硅（1）存在石英、水晶、瑪瑙、

7、沙子（含雜質(zhì)）等。（2）物理性質(zhì)熔、沸點(diǎn)高，硬而脆，不溶于水。（3）化學(xué)性質(zhì)（4）用途：光導(dǎo)纖維、光學(xué)儀器。3硅酸的性質(zhì)與用途4硅酸鹽的性質(zhì)與表示方法（1）na2sio3水溶液俗稱，常用于制作黏合劑、防腐劑和耐火材料。（2）硅酸鈉溶液在空氣中易變質(zhì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（3）硅酸鹽組成的表示：如硅酸鈉（na2sio3）可表示為，石棉（camg3si4o12）可表示為_(kāi)。5常見(jiàn)無(wú)機(jī)非金屬材料（1）傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料。常見(jiàn)硅酸鹽材料比較水泥玻璃陶瓷生產(chǎn)原料主要設(shè)備生產(chǎn)條件高溫玻璃生產(chǎn)中的兩個(gè)重要反應(yīng)：_；_。（2）新型無(wú)機(jī)非金屬材料高溫結(jié)構(gòu)陶瓷生物陶瓷壓電陶瓷判斷（

8、正確的打“”，錯(cuò)誤的打“×”）（1）硅在自然界中只以化合態(tài)的形式存在（）（2）硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)反應(yīng)（）（3）單質(zhì)硅常用作半導(dǎo)體材料和光導(dǎo)纖維（）（4）sio2不與任何酸反應(yīng)，可用石英制造耐酸容器（）（5）sisio2h2sio3均能進(jìn)行一步轉(zhuǎn)化（）（6）石英砂可用于生產(chǎn)單晶硅（）（7）向一定濃度的na2sio3溶液中通入適量co2出現(xiàn)白色沉淀，證明h2co3的酸性比h2sio3的酸性強(qiáng)（）（8）傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸鹽材料（）（9）水泥、玻璃、青花瓷、水晶、瑪瑙都屬于硅酸鹽產(chǎn)品（）（10）水玻璃是混合物，可用于生產(chǎn)黏合劑和防火劑（）（11）

9、硅膠是硅酸鈉的水溶液失去水后形成的凝膠（）提示（1）sio2雖能與hf反應(yīng)，但不是兩性氧化物，是酸性氧化物。（2）sio2雖是酸酐，但難溶于水，不能直接與水作用制備h2sio3。（3）h2co3酸性強(qiáng)于h2sio3，但高溫下可發(fā)生na2co3sio2na2sio3co2。（4）si還原性強(qiáng)于c，但高溫下可發(fā)生2csio2si2co。2對(duì)點(diǎn)速練1下列有關(guān)硅的說(shuō)法中，不正確的是（）a高純度的硅廣泛用于制作計(jì)算機(jī)b硅可由二氧化硅還原制得c低溫時(shí)，硅與水、空氣和酸不反應(yīng)，但能與氫氟酸反應(yīng)d自然界中硅的儲(chǔ)量豐富，自然界中存在大量的單質(zhì)硅2下列關(guān)于二氧化硅的說(shuō)法正確的是（）a二氧化硅是酸性氧化物，因此能與

10、水反應(yīng)生成硅酸b二氧化硅制成的光導(dǎo)纖維，由于導(dǎo)電能力強(qiáng)而被用于制造光纜c二氧化硅不能與碳酸鈉溶液反應(yīng)，但能與碳酸鈉固體在高溫時(shí)發(fā)生反應(yīng)d用二氧化硅制取單質(zhì)硅時(shí)，當(dāng)生成2.24 l氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時(shí)，得到2.8 g硅3水玻璃（na2sio3溶液）廣泛應(yīng)用于耐火材料、洗滌劑生產(chǎn)等領(lǐng)域，是一種重要的工業(yè)原料。如圖是用稻殼灰（sio2：65%70%、c：30%35%）制取水玻璃的工藝流程：下列說(shuō)法正確的是（）a原材料稻殼灰價(jià)格低廉，且副產(chǎn)品活性碳有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值b操作a與操作b完全相同c該流程中硅元素的化合價(jià)發(fā)生改變d反應(yīng)器中發(fā)生的復(fù)分解反應(yīng)為sio22naoh=na2sio3h2o練點(diǎn)二硅的工業(yè)制取

11、4高純度晶體硅是典型的無(wú)機(jī)非金屬材料，又稱“半導(dǎo)體”材料，它可以按下列方法制備：sio2si（粗）sihcl3si（純）下列說(shuō)法正確的是（）a步驟的化學(xué)方程式為sio2csico2b步驟中每生成或反應(yīng)1 mol si，轉(zhuǎn)移4 mol電子c二氧化硅能與氫氟酸反應(yīng)，而硅不能與氫氟酸反應(yīng)dsihcl3（沸點(diǎn)為33.0 ）中含有少量的sicl4（沸點(diǎn)為67.6 ），通過(guò)蒸餾（或分餾）可提純sihcl3練后歸納在設(shè)計(jì)制備純硅的過(guò)程中，常遇到的知識(shí)點(diǎn)（1）高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅：sio22csi（粗）2co（2）粗硅與干燥hcl氣體反應(yīng)制得sihcl3：si3hclsihcl3h2（3）粗硅與干燥

12、cl2反應(yīng)制得sicl4：si（粗）2cl2sicl4（4）sihcl3與過(guò)量h2在高溫下反應(yīng)制得純硅：sihcl3h2si（純）3hcl（5）sicl4與過(guò)量h2在高溫下反應(yīng)制得純硅：sicl42h2si（純）4hcl練點(diǎn)三無(wú)機(jī)非金屬材料5“九秋風(fēng)露越窯開(kāi)，奪得千峰翠色來(lái)”是贊譽(yù)越窯秘色青瓷的詩(shī)句，描繪我國(guó)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(guān)說(shuō)法中正確的是（）a玻璃是人類最早使用的硅酸鹽制品b制水泥的原料為純堿、石灰石和石英c硅酸鹽制品的性質(zhì)穩(wěn)定、熔點(diǎn)較高d沙子和黏土的主要成分均為硅酸鹽6氮化硅可用作高溫陶瓷復(fù)合材料，在航空航天、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)械等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用

13、。由石英砂合成氮化硅粉末的路線如下圖所示：其中nh2中各元素的化合價(jià)與nh3相同。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）石英砂不能與堿性物質(zhì)共同存放，以naoh為例，用化學(xué)反應(yīng)方程式表示其原因：_。（2）圖示的變化中，屬于氧化還原反應(yīng)的是。（3）sicl4在潮濕的空氣中劇烈水解，產(chǎn)生白霧，軍事工業(yè)中用于制造煙霧劑。sicl4水解的化學(xué)反應(yīng)方程式為。（4）在反應(yīng)中，3 mol si（nh2）4在高溫下加熱可得1 mol氮化硅粉末和8 mol a氣體，則氮化硅的化學(xué)式為。（5）在高溫下將sicl4在b和c兩種氣體的氣氛中，也能反應(yīng)生成氮化硅，b和c兩種氣體在一定條件下化合生成a。寫(xiě)出sicl4與b和c兩種氣體反應(yīng)

14、的化學(xué)方程式_。本講真題研練12020·天津卷，4下列離子方程式書(shū)寫(xiě)正確的是（）a.caco3與稀硝酸反應(yīng)：co32-2h+=h2oco2b.feso4溶液與溴水反應(yīng)：2fe2+br2=2fe3+2br-c.naoh溶液與過(guò)量h2c2o4溶液反應(yīng)：h2c2o42oh-=c2o42-2h2od.c6h5ona溶液中通入少量co2：2c6h5o-co2h2o=2c6h5ohco32-22020·浙江7月，24ca3sio5是硅酸鹽水泥的重要成分之一，其相關(guān)性質(zhì)的說(shuō)法不正確的是（）a.可發(fā)生反應(yīng)：ca3sio54nh4clcasio32cacl24nh32h2ob.具有吸水性，需

15、要密封保存c.能與so2反應(yīng)生成新鹽d.與足量鹽酸作用，所得固體產(chǎn)物主要為sio232018·江蘇卷，1co2是自然界碳循環(huán)中的重要物質(zhì)。下列過(guò)程會(huì)引起大氣中co2含量上升的是（）a.光合作用b自然降雨c.化石燃料的燃燒 d碳酸鹽的沉積42017·全國(guó)卷，26水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為cao、sio2，并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實(shí)驗(yàn)室測(cè)定水泥樣品中鈣含量的過(guò)程如圖所示：回答下列問(wèn)題：（1）在分解水泥樣品過(guò)程中，以鹽酸為溶劑，氯化銨為助溶劑，還需加入幾滴硝酸。加入硝酸的目的是，還可使用代替硝酸。（2）沉淀a的主要成分是，其不溶于強(qiáng)酸但可與一種弱酸

16、反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。（3）加氨水過(guò)程中加熱的目的是。沉淀b的主要成分為、（填化學(xué)式）。（4）草酸鈣沉淀經(jīng)稀h2so4處理后，用kmno4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，通過(guò)測(cè)定草酸的量可間接獲知鈣的含量，滴定反應(yīng)為：mno4-h+h2c2o4mn2+co2h2o。實(shí)驗(yàn)中稱取0.400 g水泥樣品，滴定時(shí)消耗了0.050 0 mol·l1的kmno4溶液36.00 ml，則該水泥樣品中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。52019·天津理綜，10節(jié)選多晶硅是制作光伏電池的關(guān)鍵材料。以下是由粗硅制備多晶硅的簡(jiǎn)易過(guò)程?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）硅粉與hcl在300 時(shí)反應(yīng)生成1 mol sihcl3氣體和h2，放

17、出225 kj熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為。sihcl3的電子式為。（2）由粗硅制備多晶硅過(guò)程中循環(huán)使用的物質(zhì)除sicl4、sihcl3和si外，還有（填分子式）。第1講碳、硅及其化合物考點(diǎn)一1知識(shí)梳理1（1）游離態(tài)化合態(tài)同素異形體（2）正四面體高大正六邊形高小能正五正六（3）co2co22co22co3cfe2o33co2fe2csio2si2coch2o（g）coh2c2h2so4（濃）co22so22h2oc4hno3（濃）co24no22h2o3（2）c6h12o66o2（3）caco3h2oco2=ca（hco3）2判斷參考答案：（1）×（2）×（3）×

18、（4）×（5）×2對(duì)點(diǎn)速練1題目解析：a項(xiàng)，石墨烯是一種新發(fā)現(xiàn)的材料，它的物理性質(zhì)是拉力好、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性好、硬度大、熔點(diǎn)高等；b項(xiàng)，同種元素的不同單質(zhì)互稱同素異形體；c項(xiàng)，碳原子半徑大于氫原子，則石墨炔孔徑大于h2分子的直徑，可以容納h2分子；d項(xiàng)，碳與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)物均為二氧化碳和二氧化硫。參考答案：d2參考答案：b3參考答案：（1）除去混合氣體中的co2氣體檢驗(yàn)混合氣體中的co2是否除盡除去尾氣中的co2氣體除去尾氣中的co氣體、防止污染環(huán)境（2）cocuocuco2（3）b中無(wú)明顯現(xiàn)象，c中的物質(zhì)由黑色變成紅色，d中的澄清石灰水變渾濁4題目解析：n（co2）3.36

19、l22.4 l·mol10.150 mol，n（naoh）0.200 l×1.00 mol·l10.200 mol，n（naoh）n（co2）0.200 mol0.15 mol43，即1<n（naoh）n（co2）<2，反應(yīng)產(chǎn)物為na2co3、nahco3，設(shè)其物質(zhì)的量分別為x、y，則2xy0.2 molxy0.15 mol，解得x0.05 moly0.10 mol，所以n(co32-)n(hco3-)12。參考答案：b考點(diǎn)二1知識(shí)梳理1（2）si4hf=sif42h2na2sio32h2sio2sio2（3）sio22csi2co2（3）2naohs

20、io2=na2sio3h2ocaosio2casio3sio22csi2co2mgsio22mgosina2co3sio2na2sio3co2caco3sio2casio3co23難碳酸na2co3h2sio3h2sio3sio2h2ona2sio32hcl=h2sio32nacl4（1）水玻璃（2）na2sio3h2oco2=na2co3h2sio3（3）na2o·sio2cao·3mgo·4sio25（1）石灰石、黏土純堿、石灰石和石英黏土水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃窯陶瓷窯na2co3sio2na2sio3co2caco3sio2casio3co2判斷參考答案：（1）（2

21、）×（3）×（4）×（5）×（6）（7）（8）（9）×（10）（11）×2對(duì)點(diǎn)速練1題目解析：硅是重要的半導(dǎo)體材料，可用于生產(chǎn)制造計(jì)算機(jī)中的芯片，a正確；2csio2si2co，b正確；常溫下，si的性質(zhì)穩(wěn)定，但可以與f2、hf、強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，c正確；自然界中不存在單質(zhì)硅，d錯(cuò)誤。參考答案：d2題目解析：二氧化硅是酸性氧化物，但是二氧化硅不溶于水，與水不反應(yīng)，故a錯(cuò)誤；二氧化硅制成的光導(dǎo)纖維，由于其良好的光學(xué)特性而被用于制造光纜，故b錯(cuò)誤；碳酸的酸性強(qiáng)于硅酸，二氧化硅不能與碳酸鈉溶液反應(yīng)，但在高溫時(shí)，二氧化硅能夠與碳酸鈉固體反應(yīng)生成硅

22、酸鈉和二氧化碳，故c正確；由方程式sio22csi2co，可知當(dāng)生成2.24 l（標(biāo)準(zhǔn)狀況）即0.1 mol氣體時(shí)，得到0.05 mol即1.4 g硅，故d錯(cuò)誤。參考答案：c3題目解析：a項(xiàng)，稻殼灰來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，活性炭具有吸附性，有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，正確；b項(xiàng)，操作a為過(guò)濾，操作b為蒸發(fā)濃縮，是兩種不同的操作，錯(cuò)誤；c項(xiàng)，二氧化硅中，硅元素的化合價(jià)是4價(jià)，硅酸鈉中，硅元素的化合價(jià)是4價(jià)，所以該流程中硅元素的化合價(jià)沒(méi)有發(fā)生改變，錯(cuò)誤；d項(xiàng)，由復(fù)分解反應(yīng)的概念可知，sio22naoh=na2sio3h2o，不屬于復(fù)分解反應(yīng)，錯(cuò)誤。參考答案：a4題目解析：a項(xiàng)，步驟的化學(xué)方程式為sio22csi

23、2co；b項(xiàng)，步驟中每生成或反應(yīng)1 mol si，轉(zhuǎn)移2 mol電子；c項(xiàng)，硅能與氫氟酸反應(yīng)生成sif4和氫氣；d項(xiàng)，sihcl3和sicl4的沸點(diǎn)相差較大，可通過(guò)蒸餾（或分餾）提純sihcl3。參考答案：d5題目解析：陶瓷是人類最早使用的硅酸鹽制品，a項(xiàng)錯(cuò)誤；純堿、石灰石和石英是制玻璃的原料，而制水泥的原料是黏土和石灰石，b項(xiàng)錯(cuò)誤；硅酸鹽制品性質(zhì)穩(wěn)定、熔點(diǎn)高，c項(xiàng)正確；沙子的主要成分是sio2，黏土的主要成分是硅酸鹽，d項(xiàng)錯(cuò)誤。參考答案：c6題目解析：石英砂不能與堿性物質(zhì)共同存放的實(shí)質(zhì)是sio2與堿性物質(zhì)可以發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)是石英砂與焦炭發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)是硅單質(zhì)與cl2反應(yīng)，也是氧化還原

24、反應(yīng)。sicl4水解可以看做si結(jié)合四個(gè)oh生成h4sio4，h4sio4不穩(wěn)定失水生成h2sio3，cl結(jié)合h生成hcl。氮化硅的化學(xué)式可通過(guò)題目信息運(yùn)用質(zhì)量守恒求得。結(jié)合題給信息，sicl4與n2、h2反應(yīng)可得到si3n4和hcl。參考答案：（1）sio22naoh=na2sio3h2o（2）（3）sicl43h2o=4hclh2sio3（4）si3n4（5）3sicl42n26h2si3n412hcl本講真題研練1題目解析：本題考查離子方程式的正誤判斷，考查的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是宏觀辨識(shí)與微觀探析。碳酸鈣難溶于水，在離子方程式中應(yīng)寫(xiě)成化學(xué)式，a項(xiàng)錯(cuò)誤；br2能夠氧化fe2，b項(xiàng)正確；naoh與過(guò)量h2c2o4反應(yīng)生成nahc2o4，c項(xiàng)錯(cuò)誤；苯酚的酸性比hco3-強(qiáng)，在苯酚鈉溶液中通入少量co2或過(guò)量co2，均只生成hco3-，d項(xiàng)錯(cuò)誤。參考答案：b2題目解析：本題