考向13 碳及其化合物 无机非金属材料-备战2023年高考化学一轮复习考点微专题（人教）.docx

考向13 碳及其化合物 无机非金属材料
【2022浙江卷1月】关于反应4CO2+SiH44CO+2H2O+SiO2，下列说法正确的是
A．CO是氧化产物 B．SiH4发生还原反应
C．氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4 D．生成1molSiO2时，转移8mol电子
【答案】D
【详解】
A．根据反应方程式，碳元素的化合价由+4价降为+2价，故CO为还原产物，A错误；
B．硅元素化合价由-4价升为+4价，故SiH4发生氧化反应，B错误；
C．反应中氧化剂为二氧化碳，还原剂为SiH4，，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1，C错误；
D．根据反应方程式可知，Si元素的化合价由-4价升高至+4价，因此生成1molSiO2时，转移8mol电子，D正确；
答案选D。
知识点一　碳、硅单质及其氧化物
1．碳、硅的存在形态、物理性质和用途
碳
硅
存在形态
游离态和化合态
化合态
单质结构
金刚石：正四面体空间网状结构
石墨：层状结构
C60：足球形分子
晶体硅：正四面体空间网状结构
物理性质
金刚石：熔点高、硬度大
石墨：硬度小、电的良导体
晶体硅：灰黑色固体，有金属光泽、熔点高、硬度大，有脆性
用途
金刚石用于制造切割***；石墨用于制造电极、铅笔芯
半导体材料和合金材料
[名师点拨]　(1)碳单质的结构不同导致物理性质不同，但化学性质相似。
(2)同素异形体之间的转化是化学变化，但不是氧化还原反应。
2．碳、硅单质的化学性质
(1)碳单质的化学性质——还原性
①能与O2反应(用化学方程式表示)
O2不足：2C＋O22CO；
O2充足：C＋O2CO2。
②能与其他物质的反应(用化学方程式表示)
a．能与CuO反应：C＋2CuO2Cu＋CO2↑(可用于金属的冶炼)；
b．能与CO2反应：C＋CO22CO；
c．能与水蒸气反应：C＋H2O(g)CO＋H2(制水煤气)；
d．能与浓硫酸反应：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。
(2)硅单质的化学性质——还原性
①能与O2反应：Si＋O2SiO2；
②能与氢***酸反应(用化学方程式表示，下同)：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；
③能与NaOH溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
3．硅的制备
(1)原料：二氧化硅、焦炭。
(2)原理：SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑。
(3)提纯：Si(粗)＋2Cl2SiCl4，SiCl4＋2H2Si(纯)＋4HCl。
4．碳和硅的氧化物
(1)一氧化碳：无色无味的有毒气体，不溶于水，可用作气体燃料和冶金工业的还原剂。
(2)二氧化碳和二氧化硅
二氧化硅
二氧化碳
类别
均为酸性氧化物
结构
由氧、硅原子构成空间网状结构
直线形结构，存在单个CO2分子
物理性质
硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水
熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水
化
学
性
质
与水反应
不反应
CO2＋H2OH2CO3
与酸反应
只与氢***酸反应：
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
不反应
能与碱
(NaOH)
反应
SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)
CO2少量：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O；
CO2过量：CO2＋NaOH===NaHCO3
能与盐
反应
如与Na2CO3反应：SiO2＋Na2CO3
如与Na2SiO3反应：Na2SiO3＋H2O＋CO2(不足)===H2SiO3↓＋Na
Na2SiO3＋CO2↑
2CO3或Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(足量)===H2SiO3↓＋2NaHCO3
能与碱
性氧化
物反应
如与CaO反应：SiO2＋CaOCaSiO3
如与Na2O反应：Na2O＋CO2===Na2CO3
用途
光导纤维、光学仪器、电子部件
制饮料、制碳酸盐
[名师点拨]　(1)CO2与水反应生成碳酸，但SiO2不溶于水，不能用SiO2与水反应制备硅酸。
(2)SiO2既能与HF反应，又能与NaOH溶液反应，但SiO2不是***氧化物。
知识点二　硅酸、硅酸盐和无机非金属材料
1．硅酸
(1)弱酸性：H2SiO3难溶于水，其酸性比碳酸弱，不能使指示剂变色，能与强碱(如NaOH)反应，化学方程式为H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。
(2)不稳定性：H2SiO3不稳定，受热易分解，化学方程式为H2SiO3SiO2＋