发布时间 : 星期三 文章2021版江苏新高考选考化学（苏教版）一轮复习教师用书：专题3 3 第三单元 含硅矿物与信息材料更新完毕开始阅读
第三单元 含硅矿物与信息材料
学习任务1 碳、硅及其氧化物的性质
一、碳、硅的存在形态、物理性质和用途
存在形态 物理性质 碳 游离态和化合态 金刚石：熔点高、硬度大 硅 化合态 灰黑色固体，有金属光泽、熔石墨：硬度小、电的良导体 点高、硬度大，有脆性 金刚石用于制造切割刀具；石墨用于制造电极、铅笔芯 半导体材料和合金材料 用途 二、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。
??反应???O（不足）：2C＋O=====2COCuO：2CuO＋C=====2Cu＋CO↑?与氧??
?化物?SiO：SiO＋2C=====Si＋2CO↑1．碳?反应? ?HO：C＋HO（g）=====CO＋H
?与强?浓HSO：C＋2HSO（浓）=====CO↑＋2SO↑＋2HO?氧化
性酸?浓HNO：C＋4HNO（浓）=====CO↑??反应?＋4NO↑＋2HO点燃
2
2
与O2??O2（足量）：C＋O2=====CO2△
点燃
2高温
22高温
222
△
2424222△
33222
?与非金属单质反应?F：Si＋2F===SiF?2．硅?
?Cl：Si＋2Cl=====SiCl
?与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF↑＋2H↑
O2：Si＋O2=====SiO2
2
2
4
△
△
224
42
三、二氧化硅和二氧化碳的比较
物质 结构 二氧化硅 空间立体网状结构，不存在单个分子 硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水 不反应 只与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞) 二氧化碳 存在单个分子 熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水 CO2＋H2O不反应 CO2少量：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O CO2过量：CO2＋NaOH===NaHCO3 如与Na2SiO3反应：Na2SiO3H2CO3 主要物理性质 与水反应 与酸反应 与碱反应(如化 学 性 质 与盐反应 NaOH) 如与Na2CO3反应：SiO2＋Na2CO3=====Na2SiO3＋CO2↑ 高温＋H2O＋CO2(不足)===H2SiO3↓＋Na2CO3或Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(足量)===H2SiO3↓＋2NaHCO3 与碱性氧 化物反应 用途
如与CaO反应：SiO2＋CaO=====CaSiO3 光导纤维、光学仪器、电子部件 高温如与Na2O反应：Na2O＋CO2=== Na2CO3 制饮料、制碳酸盐 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)(2018·高考江苏卷)SiO2熔点高硬度大，故可用于制光导纤维。( ) (2)用活性炭去除冰箱中的异味，该过程中没有发生化学反应。( ) (3)加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应。( ) (4)CO2不支持燃烧是相对的。( )
(5)硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应。( )
(6)不能用SiO2与水反应的方法来制取硅酸，不能用瓷坩埚来加热烧碱或纯碱使其熔化。( )
解析：(2)是活性炭的吸附作用，属于物理变化，正确；(4)活泼金属(如镁)可以在CO2
中燃烧，正确；(5)硅常温下可以和强碱溶液、HF反应，错误；(6)一定条件下，SiO2与NaOH、Na2CO3能发生反应，正确。
答案：(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)× (6)√
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 ②石墨 ③C60
a.质软、能导电，可制电极 b.做吸附剂、脱色剂 c.熔点高、硬度大，制饰品
和切削工具
d.熔点高，可做半导体材料
和制光电池的材料
e.具有特殊结构，可能成为
新型催化剂或催化剂载体
④活性炭
⑤晶体硅
答案：①—c ②—a ③—e ④—b ⑤—d
提升一 碳、硅单质的性质
1．(2020·梧州高三月考)近年来科学家制造出大量的新物质，对下列三种物质的相关说法错误的是( )
纳米碳管：具有优良的场发射性能，制作阴极显像管、储氢材料 石墨烯：从石墨中分离出来，石墨炔：平面网状结构的全碳是最薄、最坚硬的纳米材料 分子，具有优良的化学稳定性 A.石墨烯具有良好的导电性 B．上述三种物质与金刚石互为同素异形体
C．石墨炔孔径略大于H2分子的直径，可作H2的提纯薄膜 D．上述三种物质与浓硫酸都能发生反应，但反应产物不同
解析：选D。A项，石墨烯是一种新发现的材料，它具有导电性和导热性好、硬度大、熔点高等性质；B项，同种元素的不同单质互称同素异形体；C项，碳原子半径大于氢原子，则石墨炔孔径大于H2分子的直径，可以容纳H2分子；D项，碳与浓硫酸反应产物均为二氧化碳、二氧化硫和水。
2．下列关于碳和硅的叙述中，正确的是( ) A．其氧化物都能与NaOH溶液反应 B．其单质在加热时都能跟O2反应 C．碳和硅都可以和浓H2SO4反应
D．碳和硅两种元素共有两种单质
解析：选B。CO不溶于水，也不能与NaOH溶液反应；碳可以与浓H2SO4在加热条件下反应，而硅与浓H2SO4不反应；碳有金刚石、石墨、C60等同素异形体，硅有晶体硅和无定形硅等，所以两种元素有多种单质。
提升二 碳、硅氧化物的性质
3．标准状况下，将3.36 L CO2气体通入200 mL 1.00 mol·L1 NaOH溶液中，充分反应
2
后溶液中c(CO23)与c(HCO3) 的比值为(不考虑CO3、HCO3的水解)( )
－
－
－
－
－
A．1∶1 C．2∶1
3.36 L
解析：选B。n(CO2)＝－＝0.15 mol，
22.4 L·mol1n(NaOH)＝0.2 L×1.00 mol·L1＝0.20 mol，
－
B．1∶2 D．1∶3
n（NaOH）由于1<<2，故二者完全反应生成含Na2CO3和NaHCO3的混合溶液。
n（CO2）设n(Na2CO3)＝x，n(NaHCO3)＝y，
??x＋y＝0.15 mol（根据碳元素守恒）则有?，
?2x＋y＝0.20 mol（根据钠元素守恒）?
解得x＝0.05 mol，y＝0.10 mol。
4．如何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)，将所选答案的编号填入下表内相应的空格内(如果不需要外加试剂，则对应答案栏可空着)。
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水洗；②加热；③高温灼烧；④过滤；⑤结晶。
序号 (1) (2) (3) (4) (5) 粉末状混合物 CaCO3(SiO2) NaCl(SiO2) SiO2(Fe2O3) SiO2(CaCO3) SiO2(NH4Cl) 选择的试剂 选用的操作 解析：可根据二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物；它可跟强碱反应，不跟酸(氢氟酸除外)反应；它受热不分解等性质来除杂。而三氧化二铁、碳酸钙跟盐酸反应；氯化铵能受热分解。通过一定操作，除去杂质。除杂过程中所发生反应的化学方程式如下：
(1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O； (3)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O； (4)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O；