2013版化学一轮精品复习学案：4.1 无机非金属材料的主角——硅(

第四章 非金属及其化合物 第一节 无机非金属材料的主角——硅

【高考新动向】

【考纲全景透析】

一、C、Si单质性质及其用途的比较。 1.物理性质

2.化学性质

(1)碳单质的化学性质——还原性

点燃①与O2反应：O2不足：2C+O2

点燃

2CO；

O2充足：C+O2 ②与其他物质反应： a.与CuO反应：

CO2

△

2CuO+C

2Cu+CO2↑ (可用于某些金属的冶炼)；

高温

b.与CO2反应：CO2+C c.与水蒸气反应：

高温 2CO；

C+H2O(g) CO+H2 (用于生产水煤气)；

d.与浓硫酸反应：

△

C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O。

(2)硅的化学性质——还原性

①与氢氟酸反应：Si+4HF====SiF4↑+2H2↑；

②与NaOH溶液反应：Si+2NaOH+H2O=====Na2SiO3+2H2↑;

△

③与O2反应：Si+O2 SiO2。

二、CO2和SiO2的比较

3、硅酸及硅酸盐

（1）硅酸

①物理性质：与一般的无机含氧酸不同，硅酸难溶于水。

⑵化学性质：a.弱酸性：是二元弱酸，酸性比碳酸弱，与NaOH溶液反应的化学方程式为： H2SiO3+2NaOH== Na2SiO3+2H2O。

b.不稳定性：受热易分解，化学方程式为：H2SiO3

△

H2O+ SiO2。

⑶制备：通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得，如Na2SiO3溶液与盐酸反应： Na2SiO3+2HCl== H2SiO3↓+2NaCl

⑷用途：硅胶可用作干燥剂、催化剂的载体等。 2、硅酸盐

⑴硅酸盐：硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。 ⑵硅酸钠：硅酸钠溶液俗称水玻璃，是无色黏稠液体，常用于制备黏合剂、防腐剂、耐火材料。 ⑶硅酸盐组成的表示

通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成：如硅酸钠（Na2SiO3）可表示为Na2O·SiO2。长石（KAlSi3O8）可表示为K2O·Al2O3·6SiO2。（注意：硅酸盐写法与氧化物写法中各元素的化合价保持不变，原子个数比相等；表示顺序一般为：活泼金属的氧化物·较活泼金属的氧化物·二氧化硅·水。 三、常见无极非金属材料及其主要用途 1.传统的无极非金属材料

硅酸盐材料是传统的无机非金属材料：玻璃、水泥、各种陶瓷等都是以黏土、石英和长石等为原料生产的硅酸盐制品，比较如下

(2)主要用途

陶瓷、玻璃、水泥是主要建材，也广泛应用于生活中。 2.特殊功能的含硅物质

(1)碳化硅具有金刚石结构，可用作磨料。 (2)含硅元素4%的硅钢具有导磁性。 (3)硅橡胶具有既耐高温又耐低温的性质。

【热点难点全析】

1. 硅及其化合物的特殊性质 1.硅

(1)硅的非金属性弱于碳，但碳在自然界中既有游离态又有化合态，而硅却只有化合态。 (2)硅的还原性强于碳，但碳能还原SiO2：SiO2+2C

2CO↑+Si 。

(3)非金属单质跟碱溶液作用一般无H2产生，但Si能跟碱溶液作用放出H2：Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑。

(4)非金属单质一般不跟非氧化性酸反应，但硅能跟氢氟酸反应。 (5)非金属单质一般为非导体，但硅为半导体。 2.二氧化硅

(1)非金属氧化物的熔沸点一般较低，但SiO2的熔点却很高。 (2)酸性氧化物一般不跟酸反应，但SiO2能跟氢氟酸反应。 3.硅酸

(1)无机酸一般易溶于水，但H2SiO3难溶于水。

(2)H2CO3的酸性强于H2SiO3，所以有Na2SiO3+CO2+H2O====H2SiO3↓+Na2CO3，但在高温下Na2CO3+SiO2

Na2SiO3+CO2↑能发生是因为生成的CO2容易挥发。

【典例1】某氧化物不溶于水，溶于熔化的NaOH中，生成易溶于水的化合物，向稀盐酸中滴加所生成化合物的水溶液，立即有白色沉淀产生，则原氧化物是( )

A．Al2O3 C．SiO2 [答案]C

B．MgO D．Fe2O3

[解析]能与NaOH反应的氧化物有Al2O3、SiO2，生成物分别为NaAlO2和Na2SiO3，但由于题目中是向稀盐酸中加所生成化合物的水溶液，即盐酸过量，NaAlO2与过量盐酸反应生成AlCl3，无沉淀，Na2SiO3与盐酸反应生成H2SiO3白色沉淀，故选C。 二、CO2与碱的反应及CO3、HCO3 的检验

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1.CO2与NaOH反应成分的判断 (1)反应原理

少量CO2过量CO2

NaOH――→Na2CO3――→NaHCO3 (2)反应后溶质成分的判断方法

（3）CO2与常见溶液的反应和现象 ①Ca(OH)2 或Ba(OH)2溶液

CO2不足时，生成白色沉淀；CO2过量时，生成的白色沉淀消失，溶液变澄清。 ②Na2SiO3溶液

CO2不足：Na2SiO3+H2O+CO2====Na2CO3+H2SiO3↓； CO2过量：Na2SiO3+2H2O+2CO2====2NaHCO3+H2SiO3↓。 两种情况均生成白色胶状沉淀。

③饱和Na2CO3溶液

Na2CO3+CO2+H2O====2NaHCO3↓，有白色固体析出。

2. CO3、HCO3的检验 (1)CO3的检验

向待检验溶液中滴加一定量的Ca或Ba的可溶性盐溶液，有白色沉淀生成，再加入适量的酸，白色沉淀溶解且生成无色，无味的气体，则待检溶液中有CO3。

(2)HCO3的检验

向待检验溶液中滴加足量的Ca或Ba的可溶性盐溶液，无明显现象，再向溶液中加入足量的酸。若溶液中有无色、无味的气体生成，则待检溶液中有HCO3。

【典例2】下列说法正确的是( )

A．将CO2通入CaCl2溶液或饱和Na2CO3溶液均有白色沉淀生成

B．某溶液中加入Ba(OH)2溶液中有白色沉淀，说明可能有CO3不可能含有HCO3

C．在标准状况下将2.24 L CO2通入100 mL 1.0 mol/L的NaOH溶液中充分反应，其反应的离子方程式为：CO2＋2OH===CO3＋H2O

D．NaHCO3溶液和Na2CO3溶液可以用CaCl2溶液鉴别 [答案]D

[解析]A项CO2与CaCl2不反应，无现象，与饱和Na2CO3溶液反应生成溶解度更小的NaHCO3，从而析出沉淀；B项溶液中可能含CO3，也可能含有HCO3、SO3、HSO3，B错；C项中n(CO2)∶n(NaOH)＝1∶1，反应应该为CO2＋OH===HCO3，C错；D项，CaCl2与NaHCO3不反应，与Na2CO3反应生成CaCO3白色沉淀，D项正确。

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【高考零距离】

1、（2012·江苏高考·13）下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是

【参考答案】D

【分析】本题属于常规实验与基本实验考查范畴。

A.向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl溶液和CuSO4溶液，虽然实验现象均有固体析出，但一是盐析，一是变性；一是可逆变化，一是不可逆变化。

B.向溶液中先滴加稀硝酸，再滴加Ba(NO3)2溶液，出现白色沉淀就得出溶液X中一定含有SO4是不合理的，若溶液中有SO3也出现白色沉淀。

C.向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体，出现白色沉淀，结论应为H2CO3的酸性比H2SiO3强。 D.向浓度均为0.1 mol·LNaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液，出现黄色沉淀，说明沉淀向着溶解度更小的方向转化，结论应该是Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI)。

【备考提示】常见物质的制备、分离提纯、除杂和离子检验等都是学生必备的基本实验技能，我们要在教学中不断强化，反复训练，形成能力。

【解题指南】解答本题时应注意盐析和变性的区别、硫酸根的检验方法、强酸制弱酸和沉淀溶解平衡的有关原理，并应用相关原理来分析具体问题。 【解析】选D。

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