人教高中化学第1讲　碳、硅及无机非金属材料.doc

非金属及其化合物
第1讲　碳、硅及无机非金属材料
课 程 标 准
知 识 建 构
1.结合真实情景中的应用实例或通过实验探究了解碳、硅及其重要化合物的主要性质。
2．认识碳、硅及其化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。
3．结合实例认识碳、硅及其化合物的多样性，能利用典型代表物的反应，制备常见的物质。
一、碳及其重要化合物
1．碳单质
(1)常见碳单质的结构和物理性质
常见的碳单质有金刚石、石墨、无定形碳、足球烯、碳纳米管等，它们互为同素异形体。
(2)化学性质
①
②
③
2．CO和CO2
(1)物理性质
色态味
密度(比空气)
水溶性
毒性
CO
无色、无
味、气体
小
难溶
有
CO2
大
能溶
无
(2)化学性质
①CO具有较强的还原性，可以与O2、金属氧化物等发生反应。
如与Fe2O3反应：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。
②CO2是典型的酸性氧化物，也具有氧化性。
a.
b.
【特别提醒】
溶液中通入CO2气体产生沉淀的问题
向BaCl2或CaCl2溶液中通入CO2气体，由于盐酸的酸性比碳酸的强，不会产生BaCO3或CaCO3沉淀。
3．碳酸和碳酸盐
(1)碳酸
二元弱酸、不稳定，常用CO2＋H2O代替H2CO3。
(2)碳酸的正盐和酸式盐的比较
正盐(CO)
酸式盐(HCO)
溶解性
只有钾、钠、铵盐可溶
一般都可溶
热稳定性
正盐＞酸式盐
溶液pH
同浓度：正盐＞酸式盐
相互转化
COHCO
【诊断1】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)石墨烯、足球烯结构不同，但都属于烯烃(　　)
(2)石墨转变为金刚石的反应属于氧化还原反应(　　)
(3)向空气中排放二氧化碳会形成酸雨(　　)
(4)向CaCl2溶液中通入CO2气体，溶液变浑浊，继续通入CO2至过量，浑浊消失(　　)
(5)氨化的饱和食盐水中通入足量的CO2气体，会析出晶体(　　)
(6)碳酸钡可用于胃肠X射线造影检查(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×
二、硅　无机非金属材料
1．硅
(1)硅的结构与物理性质
(2)化学性质
(3)硅的工业制法
(4)用途：半导体材料、太阳能电池、计算机芯片。
2．二氧化硅
3．硅酸
4．硅酸盐
(1)硅酸钠：硅酸钠的溶液俗称水玻璃，是无色黏稠液体，常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。
(2)硅酸盐的氧化物表示法：
氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水，不同氧化物间以
“·”隔开。
如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，
长石(KAlSi3O8)可表示为K2O·Al2O3·6SiO2。
【特别提醒】
硅酸盐的氧化物写法中系数的配置原则
硅酸盐改写为氧化物形式时，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。当系数配置出现分数时一般应化为整数。如上例中KAlSi3O8，将K2O·Al2O3·3SiO2，写成K2O·Al2O3·6SiO2。
5．无机非金属材料
(1)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。
①常见硅酸盐材料比较
水泥
玻璃
陶瓷
生产原料
石灰石、黏土
纯碱、石灰石、石英
黏土
主要设备
水泥回转窑
玻璃窑
陶瓷窑
②玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。
(2)新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。
【诊断2】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)硅在自然界中只以化合态的形式存在(　　)
(2)晶体硅熔点高、硬度大，故可用于制作半导体材料(　　)
(3)Si和SiO2都可用于制造光导纤维(　　)
(4)非金属性：C＞Si，则热稳定性：CH4＞SiH4(　　)
(5)硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应(　　)
(6)SiO2是酸性氧化物，可溶于强碱，不溶于任何酸(　　)
(7)水玻璃是一种特殊的玻璃，泡花碱属于碱(　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×　(7)×
考点一　碳及其化合物的性质及应用
【典例1】 草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色，熔点为101 ℃，易溶于水，受热脱水、升