【考纲下载考纲下载】1了解常见非金属元素了解常见非金属元素C、Si的单质及其重要化合物的的单质及其重要化合物的 主要性质及应用主要性质及应用2了解常见非金属元素了解常见非金属元素C、Si的单质及其化合物对环境的单质及其化合物对环境 质量的影响质量的影响【考情上线考情上线】1以新材料、新技术为背景考查以新材料、新技术为背景考查C、Si及其重要化合及其重要化合 物的性质及应用物的性质及应用2以实验探究、框图推断题考查以实验探究、框图推断题考查C、Si元素单质及其元素单质及其 化合物知识的综合应用化合物知识的综合应用一、碳和硅一、碳和硅碳碳硅硅在自然界在自然界中的存在中的存在既有既有 ，也有，也有 ，是，是组成有机物的基本元素成有机物的基本元素只有只有 ，是构成，是构成矿物物和岩石的主要元素和岩石的主要元素与与O2反反应能反能反应，且，且产物物CO、CO2常常温下温下为气体气体能反能反应，产物物SiO2常温下常温下为固体固体与与强强碱溶碱溶液作用液作用离子方程式离子方程式为：游离游离态化合化合态化合化合态Si2OHH2O = = SiO2H2 碳碳硅硅与水蒸与水蒸气作用气作用 与与F2、HF反反应用途用途 用于切割用于切割刀具，刀具， 用作用作电极、极、铅笔芯笔芯 材料和合金材料材料和合金材料COH2SiF42H2金金刚石石石墨石墨半半导体体CH2O(g)Si4HF =SiF2 = SiF4单质硅的特性：单质硅的特性：1.一般情况下，非金属元素单质熔沸点低，硬度小，一般情况下，非金属元素单质熔沸点低，硬度小， 但但硅、硅、金刚石金刚石熔沸点高熔沸点高，硬度大硬度大，其中，其中金刚石金刚石为硬度最大的物质为硬度最大的物质2一般情况下，非金属元素单质为绝缘体，但一般情况下，非金属元素单质为绝缘体，但硅为半导体硅为半导体，石墨为电的良导体石墨为电的良导体3硅为非金属，却可以硅为非金属，却可以和和强碱强碱反应反应，放出放出氢气氢气： Si2NaOHH2 2O = Na2 2SiO3 32H2 2.4、非金属单质一般不与、非金属单质一般不与非氧化性酸非氧化性酸作用，但硅能作用，但硅能与氢氟酸与氢氟酸作用。作用。二二CO2和和SiO2物物质二氧化硅二氧化硅二氧化碳二氧化碳化学式化学式SiO2CO2主要物理性主要物理性质硬度硬度 ，熔、沸点，熔、沸点 ，常，常温下温下为 体，不溶于水体，不溶于水熔、沸点熔、沸点 ，常温下，常温下为气体，微溶于水气体，微溶于水化学化学性性质与水反与水反应不反不反应与酸反与酸反应只与只与HF反反应： 不反不反应CO2H2O H2CO3大大高高固固低低SiF42H2OSiOSiO2 24HF4HF =物物质二氧化硅二氧化硅二氧化碳二氧化碳化学化学性性质与碱与碱(NaOH) 反反应 (盛碱盛碱液的液的试剂瓶用瓶用 )与与盐反反应如与如与Na2CO3反反应：如与如与Ca(ClO)2反反应：SiO22NaOH=Na2SiO3H2OCO22NaOH=Na2CO3H2O或或CO2NaOH = NaHCO3橡胶塞橡胶塞SiO2Na2CO3 Na2SiO3CO2Ca(ClO)2CO2H2O= = CaCO32HClO物物质二氧化硅二氧化硅二氧化碳二氧化碳化学化学性性质与碱与碱性氧化性氧化物反物反应如与如与CaO反反应：如与如与Na2O反反应：用途用途光光导纤维、光学、光学仪器、器、电子部件子部件制制饮料、制碳酸料、制碳酸盐SiO2CaO CaSiO3CO2Na2O Na2CO3【注意注意】 SiO2既能与既能与酸酸反应，又能与反应，又能与碱碱反应，但它不是反应，但它不是两性氧化物，而实际上两性氧化物，而实际上SiO2是一种是一种酸性氧化物酸性氧化物一般情况下，碱性氧化物酸一般情况下，碱性氧化物酸 = 盐水，盐水，SiO2是酸是酸 性氧化物，却能与氢氟酸发生反应：性氧化物，却能与氢氟酸发生反应： SiO24HF = SiF42H2O.三、硅酸三、硅酸(H2SiO3)1物理性质物理性质溶解性：溶解性： ；色；色态态 2化学性质化学性质(1)弱酸性：酸性比碳酸弱酸性：酸性比碳酸 与与NaOH溶液反应的化溶液反应的化学方程学方程 .(2)不稳定性：受热易失水，化学方程式为不稳定性：受热易失水，化学方程式为 .难溶难溶白色固体白色固体弱弱H2SiO32NaOH = = Na2SiO32H2OH2SiO3 SiO2H2O3制取制取实验操作操作实验现象象结论滴加酚滴加酚酞溶液后溶液溶液后溶液呈呈 色，滴加稀色，滴加稀盐酸酸后溶液后溶液变为无色，有无色，有 生成生成Na2SiO3溶液呈溶液呈 性；反性；反应方程式：方程式：红白色沉淀白色沉淀碱碱 Na2SiO32HCl= 2NaClH2SiO34用途用途 “硅胶硅胶”可作可作 、 的载体的载体干燥剂干燥剂催化剂催化剂四、硅酸盐四、硅酸盐1概念概念 由由 元素组成的化合物的总称，是构成地元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分壳岩石的主要成分2硅酸钠硅酸钠(Na2SiO3) Na2SiO3的水溶液俗称的水溶液俗称 ，是无色黏稠液体，是制，是无色黏稠液体，是制备硅胶和木材防火剂的原料备硅胶和木材防火剂的原料硅、氧和金属硅、氧和金属水玻璃水玻璃3组成的表示组成的表示 通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成，如：通常用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成，如：硅酸钠硅酸钠(Na2SiO3) ；普通玻璃普通玻璃(Na2CaSi6O14）Na2OSiO2Na2OCaO6SiO24硅酸盐的用途硅酸盐的用途(1)土壤保肥土壤保肥土壤胶体一般带土壤胶体一般带 ，能吸附，能吸附 、 .(2)硅酸盐产品硅酸盐产品陶瓷、玻璃、水泥陶瓷、玻璃、水泥等等无机非金属材料无机非金属材料 硅酸盐制品性质稳定，耐压强度高，硬度大、熔点较高，硅酸盐制品性质稳定，耐压强度高，硬度大、熔点较高， 大都难溶于水大都难溶于水负电负电K5新型无机非金属材料的种类和用途新型无机非金属材料的种类和用途材料材料类别主要特性主要特性示例示例用途用途高温高温结构陶瓷构陶瓷能承受高温，能承受高温，强强度高度高氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷汽汽轮机叶片、机叶片、轴承、承、永久性模具等永久性模具等半半导体体陶瓷陶瓷具有具有电学特性学特性氧化氧化锡陶瓷陶瓷 集成集成电路中的半路中的半导体体光学材料光学材料具有光学特性具有光学特性光光导纤维光光缆通通讯、医、医疗、照、照明等明等生物陶瓷生物陶瓷具有生物功能具有生物功能氧化氧化铝陶瓷陶瓷人造骨、人造关人造骨、人造关节、接骨螺接骨螺钉1.硅的制取反应硅的制取反应(1)粗硅的制取：粗硅的制取：SiO22C Si2CO.(2)粗硅制纯硅：粗硅制纯硅：Si(粗粗)2Cl2 SiCl4， SiCl42H2 Si(纯纯)4HCl.Na2CO3SiO2 Na2SiO3CO2，CaCO3SiO2 CaSiO3 CO2，一般情况下，因为碳酸的酸性比硅酸强，可发生反应，一般情况下，因为碳酸的酸性比硅酸强，可发生反应Na2SiO3CO2H2O = = H2SiO3Na2CO3， 即符合即符合 “较强较强酸制较弱酸酸制较弱酸”的的复分解反应规律而上述反应之所以能进行，复分解反应规律而上述反应之所以能进行，是因为该反应不是在水溶液中，而是在高温条件下发生的，从是因为该反应不是在水溶液中，而是在高温条件下发生的，从化学平衡角度理解，高温时，化学平衡角度理解，高温时，SiO2这种高沸点、难挥发的固体这种高沸点、难挥发的固体制得了低沸点、易挥发的制得了低沸点、易挥发的CO2气体，因气体，因CO2生成后离开反应体系生成后离开反应体系而使反应进行到底而使反应进行到底