高考总复习优化设计GAO KAO ZONG FU XI YOU HUA SHE JI第1讲　碳、硅及无机非金属材料第四章2024


内容索引0102强基础 固本增分探考点 精准突破


强基础 固本增分


一、碳及其化合物1.碳单质(1)存在形式:碳单质有金刚石、石墨、C60等,它们互为　　　 　　　。 富勒烯、碳纳米管、石墨烯等也是碳的单质 同素异形体


(2)三种重要的碳单质 物质金刚石石墨C60立体构型碳原子的排列方式空间网状结构,碳原子形成正四面体结构片层状结构,层内碳原子形成正六边形“足球”形状分子,碳原子形成正五边形和正六边形物理性质熔点高,硬度大,不导电熔点　　,硬度　　,　　导电 不导电高 小能


(3)化学性质 反应相关反应的化学方程式与O2反应2C+O2(不足) 2CO、C+O2(足量) CO2与氧化物反应CuO:　 (冶炼金属) SiO2:　 (制取粗硅) H2O:　 (制取水煤气) 与强氧化性酸反应浓硫酸:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 浓硝酸:　　　　　　　　　　　　　　　　　　 CuO+C Cu+CO↑SiO2+2C Si+2CO↑　C+H2O(g) CO+H2　 C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O　 C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O　


2.碳的两种氧化物(1)一氧化碳(CO)无色无味气体,有毒性,难溶于水 ①可燃性。可作燃料:2CO+O2 2CO2。②还原性。可用于冶炼金属,CO还原Fe2O3:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2


(2)二氧化碳(CO2) 固态二氧化碳俗称干冰①CO2具有酸性氧化物的通性,能与碱、碱性氧化物、某些盐等反应。Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2,化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②CO2具有氧化性,点燃时能与金属Mg等反应,如2Mg+CO2 2MgO+C。Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO


3.碳酸(H2CO3)二元弱酸、不稳定,其酸性比盐酸弱,常将CO2+H2O代替H2CO3。应用提升CO2在自然界中的循环(1)CO2的主要来源:大量含碳燃料的燃烧,人和动植物的呼吸。(2)自然界消耗CO2的主要反应:光合作用将CO2转化为O2;CO2+H2O H2CO3(溶于江水、海水中);CaCO3+H2O+CO2===Ca(HCO3)2(岩石的风化)。


易错辨析(1)12 g石墨和12 g金刚石均含有NA个碳原子。(　　)(2)活性炭具有吸附性,故可用于去除异味和杀菌消毒。(　　)(3)碳酸钡难溶于水,故可用于胃肠X射线造影检查。(　　)(4)向BaCl2溶液中通入少量CO2:Ba2++H2O+CO2===BaCO3↓+2H+。(　　)√ × × ×


二、硅及其重要化合物1.硅和二氧化硅(1)硅的位置及存在硅位于元素周期表第三周期　　　族,处于金属与非金属过渡位置,是应用最为广泛的半导体材料。硅在自然界中主要以　　　　　　和　　　　　　(如水晶、玛瑙)的形式存在。 硅具有亲氧性,自然界中不存在硅单质 ⅣA 硅酸盐 氧化物


(2)硅的性质和用途 Si+O2 SiO2 Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑　


(3)二氧化硅的性质和用途 高 大Na2SiO3+H2O　CaSiO3 Na2SiO3+CO2↑ SiO2+4HF===SiF4+2H2O


2.硅酸和硅酸盐(1)硅酸(H2SiO3)难 Na2SiO3+CO2+H2O===H2SiO3↓+Na2CO3 SiO2+H2O　Na2SiO3+2HCl===H2SiO3↓+2NaCl 干燥剂


玻璃Na 2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3↓
胶),耐火阻燃材料。水
(2)硅酸盐(如Na2SiO3)①Na2SiO3的水溶液俗称　　　　　,有黏性,水溶液显碱性。 ②与较强的酸反应与盐酸的反应:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③用途:黏合剂(矿物


了硅氧四面体,其结构如图所示:硅氧四面体结构的
特殊性,决定了硅酸盐材料大多硬度具有　　、熔点　　、难溶于水、化学性质稳定、
耐腐蚀等特点。 高 高
3.硅酸盐材料(1)硅酸盐的结构在硅酸盐中,Si和O构成


见传统硅酸盐产品比较 名
称水泥玻璃陶瓷生产
灰石、　　　　 　　　 主要设
灰石纯碱石
原料　　　　　　　、黏
土Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑ CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑
土 　　　　　、石
英黏
备水泥回转窑玻璃窑陶瓷窑主要成分—Na2SiO3、CaSiO3和SiO2—玻璃生产
中的两个重要反应:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  石
(2)常


能的含硅材料①SiC(俗称　　　　　　)具有
砂 变压器
类似度大刚石的结构,硬于金,可用作砂纸
、砂轮的磨 料。②含硅4%硅

钢具有很高的导磁的,可用作性　　　　　　　　铁芯。 ③硅
橡胶具有耐高温、耐低温的性质。金刚
(3)特殊功


型无机非金属材料 材料
类型主要特性示例用途高
温结构承受高氮,强度温高机叶片、轴承、永久
化硅陶瓷汽轮
陶瓷能性模等具半导体陶瓷具有电学
特性二氧化锡陶瓷集成电路中的半导体光学材料具有光学
缆通信、医疗、照明
特性光导纤维光
等生
骨骼、人造关节、
物陶瓷具有生物功能氧化铝陶瓷人造
接骨螺钉
(4)新


工业制法
应用提升1.硅的


材关于硅的制备流程及原理: 涉
及的主要反应为
2.新教


用焦炭和石英硅的反取粗制应方程式为SiO2+C Si+CO2↑。(　　)(2)SiO2既
能与NaOH溶液反应,又能与氢氟,因此SiO2酸反应是两性氧化物。(　　)(3)Si和SiO2都
于制造光导可用纤维、集成电路板SO(　　)(4)将。2通入Na2SiO3溶液,产生胶
状则沉淀,O:H2SO3>H2Si酸性3。(　　)√ × × ×
易错辨析(1)工业上


探考点 精准突破


化增加米材料碳纳“”,介绍了、石墨、碳纳米管富勒烯烯等结构、性能及用途考情透析高
频考点从近几年高考试题来,看碳及其化合物的性质与应用、碳纳米材料的用途等
仍是高考命题的考查点。预测
考向新的一年高考可能会在选择题中考查碳及其化合物的性质、转化及应用
考点一考点二考点一碳及其化合物的性质与应用命题解读新教材变


酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其K1=5.4×10-2,K2=5.4×10-5。草
酸的钠盐和钾而盐易溶于水,其钙盐难溶于水。草4晶体(H2C2O酸·2H2O)无色,熔点为101 ℃,易溶于水,受热脱
水、升华,170 ℃以
上分解。回答下列问题:(1)甲组
同学按照如图所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物。装
置C中可观察到的现象此　　　是　　　　　,由　　可知草酸晶体分
解的产　有物中　　　　　　　　。装要作B的主置用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
考点一考点二1.草


考点一考点二


同学认为草酸晶体分解的产为中含有物O,C进行验证,选用甲组实验
中的装A、置B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。
考点一考点二(2)乙组


同学的实验装,中置依次连接的合理顺序为A、B、　　　　　　　　。
装置H反应管中盛是的物质有　　　　。 ②能
证明草酸晶体分解产有物中CO的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
考点一考点二①乙组


泡逸出、澄清石灰水变浑浊　CO2　水(冷凝蒸气、草酸等),防止草
酸进入装反置C应生成干,沉淀扰CO2的检(2)①验F、D、G、H、D、I　CuO②H中
黑色粉末变为红色,其后中的D澄清石灰水变浑浊解
析 (1)乙二酸的分解产装含有二氧化碳物中,置C中产生气泡,澄清石灰
水变浑浊;由于草酸易升华,在澄清石灰水中会生成白色沉淀草酸钙,故在检
验CO2之前必须将草酸蒸以去气除,免对二氧化碳的检验产生干扰,而装
置B中的冰水冷凝即可除去草酸蒸气。
考点一考点二答案 (1)有气


验CO可用灼热的氧化铜,由于实验中需检验生成物的二氧化碳,所
以在CO还原氧化铜之前必须预先将草酸分解生成的二氧化碳除去。因此装
置的连接顺序:是首先使B中逸出过浓气体通的氢氧化钠溶液将二氧化碳除去,并
用澄清石灰水检验二氧化碳是否除然;尽后将气体先进行
干燥以免玻璃H管炸裂,再通入玻璃还原氧管H使CO化铜。检验生成的二氧化碳
仍需使用澄清石灰水。最后,用排水法收集未反应完的CO,以
免污染空气,故装置的连接顺序F、D、是G、H、D、I。②若
分解产,有CO物中含则玻璃管中黑色的氧化变铜为红其色,后的澄清
石灰水会变浑浊。
考点一考点二(2)①检


的焦炭与水蒸气反应所得产CH2、物为O和少量CO2。某校化学研究
小组利用下图实验装置检验产体均中的H2和物CO(设气被充分吸收)。
下列有关说法正确(　　)的是A.②、③、⑤中
依次盛装澄清石灰水、浓硫酸和氢氧化钠溶液B.为
了实验安全性,应先点燃①处酒精后灯,点燃④处酒精灯C.当黑
色氧化铜变红色,即可证明产中一定含有物H2和COD.若
用碱石灰替换无水硫酸铜,也可达到检验H2和CO的目的
考点一考点二2.灼热


析 灼热的焦炭与水蒸气反应所得产、H2物为CO和少量CO2,要检验产
物中的H2和CO,需要除去产入少量二氧化碳,通物中的装置④的气体需
要干燥,因此②中盛放氢氧化钠中液溶③,盛放中反应硫酸,④浓后的气体中含有水
蒸气和二氧化碳,因此无水硫酸铜变成蓝说明,色含有氢气,⑤中
澄清石灰水变浑浊,说明能有一氧化碳。除去二氧化碳不含选用澄清
石灰因水,度为其浓太小,A错生误;成的氢燃烧和一氧化碳容易气,可能
发生爆炸,为了实验安全性,应先处点燃①酒精灯,用生成的气体排尽装
置内的空气,经验纯后点燃④处酒精正,灯B;当黑确化色氧红铜变色,即
可证明产中一定含有H物2和CO的一种中或两种,C错误;若用碱石灰替
换无水硫酸,铜不能检验