1、碳、硅及无机非金属材料,【考纲解读】,1.了解C、Si元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。 2.了解C、Si元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。 3.以新材料、新技术为背景考查C、Si元素及其重要化合物的性质及应用。,碳、硅单质及重要化合物的性质,1. C、Si单质的存在形态、物理性质及用途 (1)自然界中碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素因有亲氧性，所以仅有 态。碳单质主要有金刚石、石墨、C60等同素异形体，硅单质主要有 和 两大类。,化合,晶体硅,无定形硅,碳位于第 周期第 族,硅位于第 周期第 族,2,A,3,A,(2) 单质的结构、物理性质与用途比较,空间网状,层状,空间网
2、状,高,大,高,软,灰黑色,金属,高,石墨,半导体,2. 碳、硅单质的化学性质碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。,Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2,与碱反应,3. 二氧化碳和二氧化硅的比较,(1) SiO2的存在及用途,SiO2广泛存在于自然界中，如硅石、石英、水晶、玛瑙。,制光导纤维的原料； 较纯的石英可制作石英玻璃和石英钟； 石英砂用于制玻璃的原料及建筑材料。,存在：,用途：,3. 二氧化碳和二氧化硅的比较,空间立体网状,存在,高,固体,气体,SiO24HF=SiF42H2O,SiO22NaOH= Na2SiO3H2O,橡胶,CO22NaOH=Na2CO3H2O,CO
3、2NaOH=NaHCO3,Na2SiO3H2OCO2(不足)=H2SiO3Na2CO3,4. 硅酸和硅酸钠 (1)硅酸 硅酸不溶于水，其酸性比碳酸 ，硅酸 (填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红色。 硅酸不稳定，受热易分解：硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为 。 硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能力强，常用作 。,弱,不能,干燥剂,硅酸，化学式为H2SiO3。游离态的硅酸，包括原硅酸（H4SiO4）、偏硅酸(H2SiO3)、二硅酸 (H2Si2O5)，酸性很弱。正硅酸在pH=23的范围内是稳定的，不过若将过饱和的H4SiO4 溶液长期放置，会有无定形的二氧化硅沉淀，
4、为乳白色沉淀，并以胶态粒子、沉淀物或凝胶出现。凝胶中有部分水分蒸发掉，可得到一种多孔的干燥固态凝胶，即常见的二氧化硅凝胶。这种硅酸凝胶具有强的吸附性，可用来作吸潮干燥剂、催化剂，或用作其他催化剂的载体。硅酸凝胶用粉红色CoCl2溶液浸泡为粉红色，加热干燥后，得到一种蓝色硅胶，它再吸水后又为粉红色，故称为蓝色干胶。当变色硅胶变为粉红色后，说明已失效，需重新烘干后再用。,(2)硅酸钠(Na2SiO3) 白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称 ，有黏性，水溶液显碱性。 它能与酸性较硅酸强的酸反应，化学方程式分别为 与盐酸反应：与CO2水溶液反应：用途：黏合剂(矿物胶)， 材料。,水玻璃,耐火阻燃,
5、在设计制备纯硅的实验题中，常遇到的知识点有： (1)高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅：SiO22C Si(粗)2CO (2)粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si3HCl SiHCl3H2 (3)粗硅与干燥Cl2反应制得SiCl4：Si(粗)2Cl2 SiCl4,(4)SiHCl3与过量H2在高温下反应制得纯硅：SiHCl3H2 Si(纯)3HCl (5)SiCl4与过量H2在高温下反应制得纯硅：SiCl42H2 Si(纯)4HCl(6)SiO22Mg 2MgOSi (7)SiHCl3、SiCl4能与水发生反应： SiHCl33H2O=H2SiO33HClH2 SiCl43H2O=H2SiO34HCl (8)SiH4在空气中易自燃：SiH42O2=SiO22H2O,硅酸盐及无机非金属材料,I,知识梳理,
