高考复习方案(全国卷)版高考化学一轮复习第4单元非金属及其化合物听课手册新人教版

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第四单元非金属及其化合物

第14讲无机非金属材料的主角——硅

考纲要求 1.了解碳元素、硅元素的单质及其重要化合物的主要性质、应用及对环境质量的影响。

2．了解常见无机非金属材料的性质和用途。

考点一碳、硅单质的性质

知识归纳

1．单质的结构、存在形态、物理性质和用途

2.碳和硅的化学性质

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3．硅的工业制法

原料―→________和________

制备――→原理__________________________________

提纯原理????→Si ＋2Cl 2=====高温

SiCl 4

→SiCl 4＋2H 2=====高温

Si ＋4HCl

■ 判断思考

1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)金刚石和石墨物理性质有较大差别的原因是碳原子的排列不同( )

(2)Si 和SiO 2都可用于制造光导纤维( )

(3)碳燃烧可生成CO 或CO 2，但硅与氧气反应只能生成SiO 2( ) (4)非金属性：C ＞Si ，则稳定性CH 4＞SiH 4( )

(5)晶体硅熔点高硬度大，故可用于制作半导体材料( )

(6)12C 、13C 、14C 是碳的三种同素异形体( )

2．将碳、硅的单质和其物理性质或用途用短线连接起来。 ①金刚石 a.质软、能导电，可制电极 ②石墨 b.作吸附剂、脱色剂 ③C

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c.熔点高、硬度大，制饰品和切削工具

④活性炭 d.熔点高，半导体材料和制光电池的材料

⑤晶体硅 e.具有特殊结构，可能成为新型催化剂或催化剂载体

典型例题

1 下列说法不正确的是(

)

A ．[2015·江苏卷] 下列转化均能一步实现：粗硅――→Cl

2高温SiCl 4――→H 2

高温Si

B ．[2015·江苏卷] 元素

C 的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体

C ．[2015·上海卷] 硬度：晶体硅<金刚石

D ．高温下用焦炭还原SiO 2制取粗硅

2 晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：

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3 ①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅。

②粗硅与干燥HCl 气体反应制得SiHCl 3：Si ＋3HCl =====300 ℃SiHCl 3＋H 2。

③SiHCl 3与过量H 2在1100 ℃反应制得纯硅。

已知：SiHCl 3能与H 2O 强烈反应，在空气中易自燃。

请回答下列问题：

(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为____________________________。

(2)粗硅与HCl 反应完全后，经冷凝得到的SiHCl 3(沸点33.0 ℃)中含有少量SiCl 4(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点－84.7 ℃)，提纯SiHCl 3采用的方法为________。

(3)用SiHCl 3与过量H 2反应制备纯硅的装置如图4­14­1(热源及夹持装置略去)：

图4­14­1

①装置B 中的试剂是____________，装置C 中的烧瓶需要加热，其目的是________________________________________________________________________。

②反应一段时间后，装置D 中观察到的现象是______________________，装置D 中发生反应的化学方程式为_____________________________________________________________

________________________________________________________________________。 ③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及__________________________________。

④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂(填写字母代号)是________。

a ．碘水

b ．氯水

c ．NaOH 溶液

d ．KSCN 溶液

e ．Na 2SO 3溶液

碳、硅单质的特殊性．一般情况下，非金属元素单质的熔、沸点低，硬度小，但晶体硅、金刚石的熔、沸点高，硬度大，其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。．一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。在高温下能还原出．非金属单质与碱反应一般既作氧化剂又作还原剂，且无氢气放出，但硅与强碱溶液反H 2O==Na 但硅能跟氢氟酸反应：能置换出水中的氢，而

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■ 变式训练

1．某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素( )

A ．在自然界中只以化合态的形式存在

B ．单质常用作半导体材料和光导纤维

C ．最高价氧化物不与酸反应

D ．气态氢化物比甲烷稳定

2．[2015·江苏卷] 在CO 2中，Mg 燃烧生成MgO 和C 。下列说法正确的是( )

A ．元素C 的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体

B ．Mg 、

MgO 中镁元素微粒的半径：r (Mg 2

＋)>r (Mg)

C ．在该反应条件下，Mg 的还原性强于C 的还原性

D ．该反应中化学能全部转化为热能

考点二 碳、硅的氧化物

知识归纳

1．一氧化碳

(1)物理性质：________色气体，________毒，________溶于水。

(2)化学性质

①燃烧：2CO ＋O 2=====点燃2CO 2，________火焰；

②还原CuO ：___________________________________________________________(冶炼金属)。

2．二氧化碳和二氧化硅的比较

(续表)

(续表)

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[温馨提示] CO 2与碱或碱性盐溶液反应时，当有少量CO 2参与反应时一般生成碳酸盐，足量CO 2参与反应时生成碳酸氢盐。但将二氧化碳气体通入苯酚钠溶液或NaClO 溶液中时，无论二氧化碳的量多少只能生成碳酸氢盐。

■ 判断思考

1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)将足量CO 2通入含K ＋、SiO 2－3、Cl －、NO －

3的溶液中，离子将不能大量共存( ) (2)常温下，SiO 2既能与KOH 溶液反应又能与稀盐酸反应( ) (3)SiO 2分子是由一个硅原子和两个氧原子构成( ) (4)Si→SiO 2→H 2SiO 3均能一步转化( )

(5)不能用瓷坩埚来加热烧碱或纯碱使其熔化( )

(6)SiO 2有导电性，所以SiO 2可用于制备光导纤维( ) 2．用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)。将所选编号填入下表相应的空格内(如果不需要外加试剂，则对应答案栏可不填写)。

可供选择的试剂：A.盐酸 B ．氢氧化钠溶液 C ．氧气 D ．水 E ．二氧化碳

可选用的操作：①高温灼烧；②过滤；③结晶。

典型例题

3 下列关于SiO 2和CO 2的叙述中不正确的是( ) A ．都是共价化合物

B ．SiO 2可用于制光导纤维，干冰可用于人工降雨

C ．都能溶于水且与水反应生成相应的酸

D ．都是酸性氧化物，都能与强碱溶液反应

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4 将CO 2气体缓缓地通入到含KOH 、Ba(OH)2和KAlO 2的混合溶液中直至过量，生成沉淀的物质的量与所通CO 2的体积关系如图4­14­2所示。下列关于整个反应进程中的各种描述不正确的是( )

图4­14­2

A ．O ～A 段反应的化学方程式是Ba(OH)2＋CO 2===BaCO 3↓＋H 2O

B ．A ～B 段反应的离子方程式是2OH －＋CO 2===CO 2－3＋H 2O

C ．A ～B 段与C ～

D 段所发生的反应相同

多组分物质与一种物质反应时反应顺序的判断当有多种组分的混合物与一种物质反应时，判断反应顺序的方法：先假设与其中的

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