2026届高考化学一轮复习学案-碳+硅元素及其化合物

碳、硅元素及其化合物一、C、Si结构金刚石：____________结构石墨：______________结构硅：__________结构(1)1mol石墨烯中含有六元环的个数为mol，mol共价键(2)1molSiO2含有mol硅氧键(3)1molSi含有mol硅硅键二、碳及其化合物单质作用金刚石石墨焦炭炭黑C601、C的化学性质：(1)制备水煤气/煤的气化：______________________________________________________(2)C与浓HNO3：______________________________________________________(3)C与浓H2SO4：______________________________________________________(4)石英砂制备粗硅：______________________________________________________2、CO2弱酸性与量的问题(1)CO2与Na2CO3溶液反应(2)CO2与Ca(OH)2反应(3)CO2与Na[Al(OH)4]溶液反应(4)CO2与NaClO溶液反应(5)CO2与Ca(ClO)2溶液反应(6)CO2与苯酚钠溶液反应3、CO2、SO2与可溶性钡(盐)反应是否沉淀(1)CO2通入BaCl2中__________________理由：__________________________________________________________CO2通入Ba(OH)2中__________(2)SO2通入BaCl2中__________例：已知SO2+Ba2++X，溶液中出现沉淀：若X为NaOH、__________，则沉淀为______________若X为Cl2、___________、____________、_____________，则沉淀为__________若X为H2S、_____________，则沉淀为___________例：将X气体通入BaCl2溶液，未见沉淀生成，然后通入Y气体，有沉淀生成，X、Y不可能是()A．X：SO2Y：H2SB．X：Cl2Y：CO2C．X：NH3Y：CO2D．X：SO2Y：Cl24、CO、草酸(1)CO制备：(2)CO的检验：①CuO加热法：_____固体变_____，产生的气体使____________________②湿润的氯化钯试纸_________________________(3)草酸(根)的反应行为①作沉淀剂CaC2O4、FeC2O4均为__________（性质类似于_________）K3[Fe(C2O4)3]·3H2O沉淀中，铁的价态为___________②氧化还原系列做还原剂：C2O42-+酸性高锰酸钾——____________+____________热分解：H2C2O4·2H2O例：某研究性学习小组通过实验探究草酸晶体受热分解的产物。I、经查阅，草酸晶体在175℃时受热分解，熔融时易挥发，相关信息如下表：Ⅱ、猜测产物：经小组讨论，认为草酸晶体受热分解产物中一定有H2O，除此之外可能还有CO2、CO和H2Ⅲ、实验探究(1)为了检验产物中是否有CO2气体，两同学分别设计了甲、乙两套装置(如图所示)①对比甲、乙装置，乙装置的优点有a．___________________________________b．___________________________________②利用乙装置进行实验，观察到澄清石灰水变浑浊。(2)为了检验其它气体产物，丙同学设计了如下装置①请在虚线框中画出所缺装置并注明仪器中所盛药品的名称。②装置D所盛药品为_____________,其作用为_____________________装置E所盛药品为_______________,其作用为_______________________③按上图装置进行实验,观察到C中黑色粉末变为红色,D中无明显现象,E中溶液变浑浊。Ⅳ、实验结论：根据Ⅲ中(1)、(2)的实验现象，草酸晶体(H2C2O4·2H2O)受热分解的化学方程式为_______________________________________________________三、硅及其化合物1、硅单质(1)硅元素在自然界中主要以_____________和____________等化合态的形式存在于地壳中晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，其结构类似于金刚石，熔沸点高、硬度大，导电能力介于导体和绝缘体之间，是良好的_____________材料。(2)化学性质Si与F2反应：______________________________________________________________Si与HF反应：_____________________________________________________________Si与NaOH溶液反应：______________________________________________________硅的工业制法及提纯，涉及的化学方程式①______________________________________________________________②______________________________________________________________③______________________________________________________________Si的用途：_____________________________________________________________________练1：工业制备高纯硅的流程如图所示。下列说法正确的是()A．反应①的化学方程式为SiO2+CSi+CO2↑B．标准状况下，2.24LSiHCl3所含分子数约为C．反应②、③均须在无氧环境中进行D．生成的高纯硅可用做光导纤维练2：制造芯片用到高纯硅，用SiHCl3(沸点：31.85℃，SiHCl3遇水会剧烈反应)与过量H2在1100～1200℃反应制备高纯硅的装置如下图所示(夹持装置和尾气处理装置略去)，下列说法错误的是()A．I装置可用于二氧化锰固体与浓盐酸反应制备氯气B．装置II中盛装的是浓H2SO4、装置Ⅲ烧杯盛装的是温度高于32℃的温水C．实验时，先打开装有稀硫酸仪器的活塞，收集尾气验纯，再预热装置Ⅳ石英管D．IV中发生反应的化学方程式：SiHCl3+H2Si+3HCl2、二氧化硅(1)SiO2的存在：___________________________________________________(2)物理性质：难溶于水，硬度大，熔点高。(3)化学性质：SiO2与NaOH溶液：____________________________________________________SiO2与CaO反应：_____________________________________________________SiO2与HF反应：______________________________________________________高温下，Na2CO3、CaCO3与SiO2反应制玻璃：用途：_________________________________________________________________3、硅酸(1)硅酸是___________于水的弱酸。酸性比碳酸弱___________________________________(2)硅酸不稳定，受热易分解：____________________________________________________(3)用途：硅胶可用于催化剂载体和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂。4、硅酸盐(1)硅酸钠①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称____________________②与酸性比硅酸强的酸反应与盐酸反应：____________________________________________________与CO2水溶液反应：______________________________________________③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料判断对错(1)晶体硅熔点高、硬度大，故可用于制作半导体材料()(2)工业上用焦炭和二氧化硅制取粗硅时生成粗硅和CO2气体()(3)SiO2与NaOH溶液反应生成盐和水，也可以和氢氟酸反应，所以SiO2是两性氧化物()(4)NaOH溶液不能用玻璃瓶盛放()(5)高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维，光导纤维遇强碱会“断路”()(6)SiO2是H2SiO3的酸酐，所以SiO2和水反应生成H2SiO3()(7)SiO2是酸性氧化物，可溶于强碱(NaOH)，不溶于任何酸()(8)泡花碱属于碱()(9)由SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑可推知硅的非金属性比碳强()(10)由Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓可推知碳的非金属性比硅强()(11)由CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑可推知H2SiO3的酸性比H2CO3强()5、硅酸盐材料(1)陶瓷：以__________(主要成分为含水的铝硅酸盐)为主要原料，经高温烧结而成的。(2)玻璃①主要原料：_____________________②生产过程：将原料经混合、粉碎，在__________中熔融，发生复杂的__________而制得③普通玻璃的主要成分为__________________________(3)水泥①主要原料：__________________②生产过程：将原料与其他辅料经混合、研磨后在________________中煅烧，发生复杂的物理变化和化学变化，加入适量___________调节水泥硬化速率，再研成细粉得到普通水泥混凝土是水泥、______________和_____________等与水混合得到的6、新型无机非金属材料(1)新型陶瓷的种类与用途材料类型主要特性示例用途高温结构陶瓷耐高温、抗氧化、耐磨蚀碳化硅、氮化硅与某些金属氧化物等烧结而成火箭发动机的尾管及燃烧室、汽车发动机、高温电极材料等压电陶瓷实现机械能与电能的相互转化钛酸盐、锆酸盐滤波器、扬声器、声纳探伤器、点火器等透明陶瓷优异的光学性能，耐高温，绝缘性好氧化铝、氧化钇、氮化铝、氟化钙高压钠灯、激光器、高温探测窗等超导陶瓷在某一临界温度下电阻为零可用于电力、交通、医疗等领域(1)碳纳米材料：碳纳米材料是一类新型的无机非金属材料(2)类型：富勒烯、碳纳米管、石墨烯等。材料类型性能用途碳纳米管比表面积大，高强度，优良的电学性能生产复合材料、电池和传感器等石墨烯电阻率低，热导率高，具有很高的强度用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料等水泥是重要的建筑材料，硅酸盐水泥主要为硅酸二钙(2CaO·SiO2)、硅酸三钙(3CaO·SiO2)、铝酸三钙(3CaO·Al2O3)。铁铝酸四钙(4CaO·Al2O3·Fe2O3)和氧化镁等的混合物。《水泥化学分析方法》中用EDTA(一种常用作滴定金属离子含量的有机物)滴定法测定水泥样品中钙、镁的含量。其过程如图所示：已知：相关金属离子浓度为0.1mol/L时，形成氢氧化物沉淀的pH范围如表：金属离子Mg2+Ca2+Al3+Fe3+开始沉淀的pH1113.53.52完全沉淀的pH13>144.53.5(1)工业制水泥的主要原料是黏土和_______