2026苏教版高考化学一轮复习：碳、硅及其化合物（学生版）

第13讲碳、硅及其化合物

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1.了解碳、硅及其重要化合物的主要性质和应用。

复习目标2.了解粗硅的冶炼方法(从沙子到单晶硅)。

3.了解传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的种类、性质和用途。

.H卜H卜

C—或HCI),

SiCUI吗.C.高温CaO.高温

ii•*S

(或SiHCh)“高忒,

卜加一NaOH

‘_Na,SiOi.THSiOt

SiO.HCI(或CO.+H.O)SiO.

熟记网络;:

高温离温

足址O一点燃

!少量O：点燃~、虫暨JC5+HQ

CaO,sBOHL_c

高温(或H：O盘温)C,高温j△A

Fcq.高温I过量：

高温CaO----------------------Ca(OH)：

\H：O

判断正误(正确的打“▽：错误的打“X”)。

(1)活性炭具有除异味和杀菌作用()

(2)(2024•南京、盐城一模)金刚石、石墨、C66三者互为同位素()

(3)单晶硅和王英互为同素异形体()

(4)天然石英和水晶的主要成分都是二氧化硅()

(5)计算机芯片、光导纤维、太阳能电池板的化学成分都是高纯硅()

(6)(2020•江苏卷)已知反应:SiCl4(g)+2H2(g)=^=Si(s)4-4HCl(g),每生成1molSi需消

课前自测耗2X22.4LH?()

(7)SiO2的熔点比干冰高的原因是SiO2分子间的范德华力大()

(8)可用磨口玻璃瓶保存NaOH溶液()

(9)硅酸钠是一种难溶于水的硅酸盐()

(10)在某固体试样加水后的上层清液中，滴加盐酸出现白色沉淀，再加NaOH溶液沉淀

溶解，则该固体试样中存在SiO「()

(11)陶瓷是应用较早的人造材料，主要化学成分是硅酸盐()

(12)汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器，其主要原料为黏土()

弯墟就析

考点1碳、硅单质

知识梳理

知识Ue、Si单质的结构、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，而硅元索仅有化合态。碳单质主要有金刚石、石墨、

C60、石墨烯等,它们之间的关系是互为:硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类C

2.C、Si单质的物理性质与用途

(1)金刚石：熔点高、硬度大，可作切割刀具。

(2)晶体硅：灰黑色固体，有金属光泽、硬度大、熔点高，可用作半导体材料、硅芯片和硅太阳能电

池板。

(3)石墨：熔点高、质软、有滑腻感、能导电，可用作铅笔芯、电极。

(4)石墨烯：石墨烯就是单层石墨，有优良的导电性能。

3.C6O结构分析

0)(如图所示)是由60个C原子形成的封闭笼状分子，形似足球的32面体，有个六边形和

个五边形。

知识时的化学性质

1.与氧气反应

C+O?上足量)；

2C+O2=^=2CO(O2少量)。

2.与氧化物反应

（1）C+CO2=

⑵3C+2Fe2O3=iS=________________

⑶C+H2O金^=CO+H2（工业制水煤气）

3.与强氧化性酸反应

C+—H2so4（浓）士

C+—HNO3(浓)=

知识回硅的化学性质

1.与02反应：Si+O2=^=SiO2

2.与F2、C12反应

Si+2F2=SiF4sSi+2Ch=^=SiC14

3.与氯化氢反应

300匕

Si+3HCI^=H2+SiHCl3

4.与氢氟酸反应(写化学方程式，下同)：。

5.与NaOH溶液反应：_________________________________________________________________

知识田高纯硅的制备

1.原料：焦炭和石英。

2.粗硅的制备：SiO2+2C

'C1100*C

3.粗硅的提纯：Si+3HC1----Hz+SiHCh、H2+SiHCl3-----Si+3HC1

典题悟法

类型U物质的转化

西忏（2024•江苏各地模拟重组）下列化学方程式书写错误的是（）

A.Si+4HF=SiF4t+2H2t

B.Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H21

C.Si+4HCl(aq)=SiCl4+2H2t

D.SiO2+2C=^=Si+2CO

类型旧工业制硅

典例勺（2023・湖北卷江业制备高纯硅的主要过程如下。下列说法错误的是（)

石英砂粗硅枭SiHCb滞三高纯硅

A.制备粗硅的化学方程式为SiO2+2C=^=Si+2cot

B.1molSi中含有的Si—Si的数目约为4X6.02XX23

C.原料气HC1和H?应充分去除水和氧气

D.生成SiHCh的反应为端减过程

考点2碳、硅的氧化物

知识梳理

知识口一氧化碳

1.物理性质

通常状况下为无色、无味的气体，难溶于水。

2.化学性质

（1）可燃性：2co+。2①=2CCh

（2）还原性：CO+CuO=^=Cu+CO?、

3C0+Fe2O3=^=2Fe+3cCh（高炉炼铁）。

知识旧SiO2与CO2的性质及用途

物质SiO2（_____氧化物）C02（_____氧化物）

硬度—，熔、沸点—，常温下为固体，

物理性质熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水

不溶于水

与水反应不反应CO2+H2OH2co3

化学与C反应SiO2+2C=^=Si+2COtC+CO2=^=2CO

性质SiO+

与HF反应2不反应

4HF=__________________________

(2)50℃时，向MnSO.i溶液中加入NH4HCO3沉钵，生成M11CO3并且产生一种无色气体，写出对应的

化学方程式：。

(3)50℃时，向ZnSOw溶液中加入NH4HCO3“碳化”，生成ZnCO3-2Zn(OH)2H2O>(NH4)2SO4CO2,

写出“碳化”过程的化学方程式：__________________________________________________________________

----------------〈深度指津〉-----------------

有关酸式碳酸盐的反应

类型I：金属离子M2+与HCO3反应生成碳酸盐MCO3沉淀、C02气体和水；M?十主要有：Ca2\Fe2

-、Mn2+>Ni2+>Co2+等。

2+

Fe+2HCO；=FcCO3I+CO2t+H20

2+

Ca+2HCO?=CaCO3I+CO2t+H2O

类型2：金属离子M'+与HCO3■反应生成M(OH)3沉淀和CO?气体；M'+主要有：A|3+、Fe3+等。

A13++3HCO7=A1(OH)3I+3CO2t

3+

Fe+3HCO；=Fe(OH)3I+3CO2t

类型3：金属离子M2+与HCO3反应生成碱式碳酸盐M2(OH)2CO3沉淀或带结晶水的碱式碳酸盐沉淀［如

ZnCO3-2Zn(OH)2H2。］和CO?气体；M”主要有：Cu2+>Zi?+等。

考点3碳酸、硅酸、硅酸盐

知识梳理

知识II碳酸与碳酸根离子

H2c03中，碳原子的杂化方式为oH2c03属于分子晶体。COT中，碳原子的杂化方式为

,CO「的空间结构为。

知识g硅酸

1.分子结构：H2SiO3分子中，Si原子的杂化方式为o但在硅酸盐中，Si和0构成了硅氧四

面体(浜<?)'Si在四面体的中心，Si原子的杂化方式为0

I

2.物理性质：—溶于水。

3.化学性质

(1)弱酸性

①H2SiO3酸性比H2co3—,(填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红。

②H2SQ3能与NaOH溶液反应(写化学方程式):__________________________________________________

△

(2)不稳定性:H2SiO3

4.用途

硅酸在水中易缩合形成胶体，将硅酸凝胶烘干脱水得到硅胶(SiO2),硅胶常用作干燥剂。

知识回硅酸钠(NazSKh)

1.物理性质：易溶于水的白色粉状固体。

2.化学性质(写化学方程式)

(1)与盐酸反应：；

(2)硅酸钠溶液中通入过量CO?：_____________________________________________________________

(说明酸性：H2c03一FhSiCh；非金属性：C—Si)

3.用途：NazSiCh溶液(水玻璃)可用作黏合剂、木林防火剂。

知识田无机非金属材料

I.传统硅酸盐材料

水泥玻璃陶瓷

石英(Si02)、纯碱(Na2co3)、石

主要原料石灰石、黏土、石膏黏土

灰石(CaCOa)

硅酸三钙CCaOBiCh)、硅酸

硅酸钠(NazSiCh)、硅酸钙

主要成分二钙QCaOfiCh)、铝酸三钙硅酸盐

(CaSiO3).二氧化硅(SiO2)

(3CaOAhO.0

Na2cCh+SiO2=^=Na2SiO3+

制备过程中的

复杂的物理及化学变化C02f、CaCO3+SiO2=^S=复杂的物理及化学变化

主要反应

CaSiO3+CO2t

抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐

特性水硬性无固定熔点

高温、绝缘

2.新型无机非金属材料

(l)Si：Si晶体是半导体材料，可用于制造硅芯片和硅太阳能电池板。

(2)Si02：SiCh具有良好的导光性，可用于制造光导纤维和光学仪器。

(3)新型陶瓷

①耐高温结构陶瓷(如：SiC、Si3N4);

②压电陶瓷(如：钛酸盐、错酸盐)；

③透明陶瓷(AI2O3、A1N)：

④超导陶宽。

(4)碳纳米材料

碳纳米材料包括富勒烯、碳纳米管(生产电池和传感器等)、石墨烯(用于超级电容器、电池)等。

典题悟法

类型口物质的性质与用途

g6（2024•江苏各地模拟重组）下列物质结构与性质或物质性质与用途对应关系正确的是（）

A.石墨晶体的层状结构间存在分子间作用力，具有导电性

B.SiC中原子以共价键形成空间网状结构，可作砂轮的磨料

C.SiO?是酸性氧化物，能用氯氟酸雕刻玻璃

D.SiO?硬度高，可用于制造光导纤维

类型旧物质的转化

圉舜7（2023•江苏各地模拟重组）在给定条件下，下列物质间的转化能实现的是（）

N?）

A.SiO2^Na2SiO3（aq）-^*H2SiO3

B.S1O2△SiCL高温Si

H，ONaOH（aq）

C.SiO2-FhSiCh-UNazSiCh

D.石英砂」一粗硅磊*SiCL

iWjAm

由8（2024.江苏各地模拟重组）下列说法正确的是（）

++

A.向NazSQ溶液中滴加稀盐酸：Na2SiO3+2H=H2SiO3I+2Na

B.用pH计测量Na2SiO3溶液和Na2cCh溶液的pH,探究H2CO5酸性比H2SiO3强

C.将浓盐酸滴入Na2cO3固体中，生成的气体通入盛有NazSKh溶液的试管中，出现浑浊，碳的非金

属性强于硅

D.向久置的NazSiCh溶液滴加稀盐酸，有气泡产生，说明NazSiCh溶液已变质

类型回传统硅酸盐材料

顺19（2024•江苏各地模拟重组）下列叙述正确的是（）

A.石墨烯属于传统无机非金属材料

B.烧制陶器的主要原料为黏土、石灰石和石英砂

C.制玻璃的原料之一可用作制光导纤维

D.硼硅玻璃中含有的NazOBzChSiCh是一种复杂的氧化物

英型E新型无机非金属材料

度加1（2024.江苏各地模拟重组）下列叙述正确的是（）

①“C919”大飞机使用的氮化硅陶瓷属于传统硅酸盐材料

②“天和”核心舱电推进系统中的霍尔推力器腔体使用的氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料

③“神舟十三号”宇宙飞船返回舱所用高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料

④相控阵雷达使用的碳化硅陶瓷属于新型的有机材料

A.①@B.②®

C.®®D.②④

----------------〈深度指津〉-----------------

硅酸盐的氧化物书写

I.氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物一较活泼金属氧化物f二氧化硅f水，不同氧化物间以

隔开。

2.各元素的化合价保持不变，且满足化合价代数和为零，各元素原子个数比符合原来的组成。

3.当计量数配置出现分数时应化为整数。如正长石：KAISiaOs不能写成aK2c4Al2O3SSQ2,应写成

K20Al2O3-6Si02o

质量评价

1.（2021・江苏适应性）“中国芯”的主要原材料是高纯单品硅，反应SiCIMg）十2H2（g）更送=Si⑸十

4Ho（g）可用于纯硅的制备。下列有关说法正确的是（）

A.SiCL为极性分子

B.HC1的电子式为HC1：

C.单晶硅为分子晶体

D.硅原子的结构示意图为

2.（2019・江苏卷）下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是（）

A.二氧化硅具有高熔点，可用于制备光导纤维

B.SiCh熔点很高，可用于制造用烟

C.SiC）2熔点高、硬度大，可用于制作光学仪器

D.硅酸钠易溶于水，可用于生产黏合剂和防火剂

阅读下列材料，完成第3题<

甲烷具有较大的燃烧热（890.3kJ/mol）,是常见燃料；硅晶体表面S