高考化學(xué)知識(shí)清單11 碳、硅及其重要的化合物- 高考化學(xué) 復(fù)習(xí)知識(shí)清單

知識(shí)清單11碳、硅及其重要的化合物

知識(shí)點(diǎn)01單質(zhì)碳的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

回回回回

一、單質(zhì)碳的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

1.碳元素的存在形態(tài)

(1)游離態(tài)：金剛石、石墨

(2)化合態(tài):二氧化碳、碳酸鈉、淀粉、纖維素

2.碳元素的作用

(1)形成化合物種類最多的元素

(2)構(gòu)成生物體的基本元素

(3)構(gòu)成地殼中巖石和化石燃料的主要元素

3.碳的三種同素異形體

晶體類型共位晶體混合型晶體分子晶體

雜化方式就業(yè)就

共價(jià)鍵數(shù)4L52Q.個(gè)c鍵3。個(gè)左鍵

最小碳環(huán)木元環(huán)六元處五元孫

4.幾種常見的碳單質(zhì)的用途

⑴木炭:制黑火藥

（2）活性炭：防毒面具

（3）石墨:制作電極

（4）焦…炭：冶煉金屬

（5）金剛石：切割玻璃

（6）炭.黑：制造油墨

5.化合價(jià)：最高正價(jià)為±4,最低負(fù)價(jià)為二4

6.碳的還原性

（1）可燃性：C&CQ.CQ2

（2）與氧化物的反應(yīng)

②C?等.ca或8（碳過量）

R^tnn

（3）與氧化性酸的反應(yīng)

①濃硝酸：C±4HNQ3X濃〉一+4NQ2.JL+2H2Q.

②濃硫酸：C±2HzSQ4（濃）今CQzt+2SQdJ2tbQ

易錯(cuò)點(diǎn)：碳的同素異形體的易錯(cuò)點(diǎn)

（1）木炭、焦炭、活性炭、炭黑中含有少量的雜質(zhì)，不是碳單質(zhì)，不屬于碳的同素異形體。

（2）同素異形體之間的轉(zhuǎn)化為化學(xué)變化，但是元素的化合價(jià)沒有變化，不屬于氧化還原反應(yīng)。

（3）石墨中含有大乃鍵，碳碳鍵的鍵長比金剛石中的短，鍵能大，熔點(diǎn)比金剛石的高。

（4）雖然C60中的碳碳鍵的鍵長比金剛石中的短，但是金剛石的熔點(diǎn)比C60的高，因?yàn)镃60屬于分子晶體，而

金剛石屬于共價(jià)晶體。

?@@@

【典例01】美國科學(xué)家制成了用C?）作車輪的“納米汽車”（如圖所示），每輛“納米汽車”是由一個(gè)有機(jī)分子和4

個(gè)C60分子構(gòu)成，直徑約6到9納米。“納米汽車”可以用來運(yùn)輸單個(gè)的有機(jī)分子。下列說法不正確的是（）。

A.C6o屬于新型無機(jī)非金屬材料

B.CM）可以在一定條件下轉(zhuǎn)化為金剛石，且發(fā)生物理變化

C.C60與碳納米管互為同素異形體

D.用激光筆照射該“納米汽車”分散在蒸儲(chǔ)水中形成的分散系，光線通過時(shí)出現(xiàn)明亮的光路

【解析】選B。常見的無機(jī)非金屬材料如氮化硅、晶體硅、二氧化硅、C”）等，其中C60為新型無機(jī)非金屬材料，

故A正確；有新物質(zhì)生成是化學(xué)變化，C60和金剛石屬于不同物質(zhì)，所以C60在一定條件下轉(zhuǎn)化為金剛石是化學(xué)變

化，故B錯(cuò)誤；C?）與碳納米管均是碳元素形成的不同種單質(zhì)，互為同素異形體，故C正確：膠體具有丁達(dá)爾效應(yīng),

該分散系為膠體，所以具有丁達(dá)爾效應(yīng)，故D正確。

【典例02】（2023?廣西防城港一模）中科大陳乾旺教授等人發(fā)明合成金剛石的新方法，其化學(xué)原理為：

一審條件

①8Na+6co2Lc（金剛石）+C（石墨）+4Na2CO3

該方法比1955年人工首次制得金剛石的舊方法容易得多，其化學(xué)原理是：

lo

②C（石墨）1800-C,1.2xl0Pa>c（金剛石）

以下表述中正確的是（）。

A.新法①利用的是化學(xué)變化，舊法②利用的是物理變化

B.在反應(yīng)①中，利用了金屬鈉的還原性

C.在反應(yīng)①中每生成12g金剛石需要消耗23g金屬鈉

D.在反應(yīng)①和②中，金剛石都是還原產(chǎn)物

【解析】選B。化學(xué)變化中有新物質(zhì)生成，方法①和②都發(fā)生了化學(xué)變化，故A錯(cuò)誤；反應(yīng)①中，Na元素的化合

價(jià)由0升高為+1價(jià)，則Na為該反應(yīng)中的還原劑，體現(xiàn)其還原性，故B正確；由反應(yīng)可知，12g金剛石為Imol,消耗

8moiNa,Na的質(zhì)量為8moix23g/mol=184g,故C錯(cuò)誤；因反應(yīng)②中沒有元素的化合價(jià)變化，則不屬于氧化還原反

應(yīng)，故D錯(cuò)誤。

知識(shí)點(diǎn)02一氧化碳的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和制備

二、一氧化碳的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

1.結(jié)構(gòu)

（1）結(jié)構(gòu)式：mo,電子式：：C：-Q：

（2）化學(xué)鍵

①按共用電子對(duì)來源：共價(jià)鍵和配位鍵

②按電子云重疊程度：2.個(gè)b鍵L個(gè)萬鍵

2.毒性：與血紅蛋白(Hb)通過配位鍵結(jié)合，使其失去攜氧功能，同NQ

(1)提供孤電子對(duì)的原子：C

(2)配合物穩(wěn)定性：Hb?CO>Hb-Ch，Hb?CO>Hb?NO

3.還原性(高溫還原劑)

(1)可燃性：CO/NCQ;

①藍(lán)色火焰：CQ燃燒

②淡藍(lán)色火焰：氫氣、甲烷、酒精燃燒、硫在空氣中燃燒

③藍(lán)紫色火焰：硫在純氧中燃燒

④紫色火焰：鯉元素的焰色試驗(yàn)

⑤黃色火焰：鈉元素的焰色試驗(yàn)

⑥蒼白色火焰：氫氣在氮?dú)庵腥紵?/p>

(2)還原氧化物：COCM腎3、FW32

同加1

4.工業(yè)制法：C士HzQ—Sl理=CQtHz，吸熱反應(yīng)

二、實(shí)驗(yàn)室制一氧化碳

1.反應(yīng)原理及裝置

(1)裝置類型：“固體+固體4氣體(產(chǎn)生大量液體)”型

①反應(yīng):H2c2。4?2H2。(s)A,C02t+C0t+3H2O

②信息：H2c2。4?2比0在101.5C熔化，150℃左右分解

(2)裝置類型：“固(液)體+液體▲氣體”型

①反應(yīng)：H2C2O4(s)濃CO,f+C0t+H2O

△

②反應(yīng)：HCOOH(1)濃喀5COt+H,O

△

③濃硫酸的作用：催化劑和脫水劑

2.氣體凈化裝置(假設(shè)含C02和H2O雜質(zhì))

(1)先用NaOH力容液除C02

(2)再用濃硫酸或P2O5或硅膠或無水CaCL或堿石灰除水蒸氣

（3）最好用堿石灰將二者全部除去

4.氣體收集裝置：只能用排水法

5.檢驗(yàn)方法

（1）圖示

氧化銅

（2）方法：先將氣體通過灼熱的CuO,變紅，再將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，變渾逸

6.尾氣處理

（1）點(diǎn)燃法

(2)袋裝法

9一產(chǎn)氣球

II

(3)強(qiáng)氧化劑法(信息型)

①銀氨溶液：CO+2Ag(NH.00H=(NH4)CO3+2AgI+2NHS

②PdCb溶液：PdCl2+CO+H2O=PdI+CO2+2HC1

③熱的高鋅酸鉀溶液：5CO+2KMnO4+3H2SO4=^=5CO2+K2SO4+2MnSO4+3H2O

7.確定CO、CO2混合氣體中含有CO的實(shí)驗(yàn)

（1）各裝置的作用

①A裝置：除去混合氣體里的氣體。

②B裝置：檢驗(yàn)混合氣體中的CO2是否除盡。

③C裝置：檢驗(yàn)氣體有無還原性或初步檢驗(yàn)是否有CO

④D裝置：檢驗(yàn)有無C02生成，進(jìn)一步確認(rèn)是否有CO

⑤E裝置：除去尾氣中的CO2氣體。

@F裝置：除去尾氣中的CQ氣體",防止污染空氣。

（2）確定有CO的現(xiàn)象：B中無明顯現(xiàn)象，C中的物質(zhì)由黑色變成紅色，D中的澄清石灰水變沸濁

回回回叵

易錯(cuò)點(diǎn)1：一氧化碳的易錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)

（1）CO和互為等電子體，二者結(jié)構(gòu)相似，

（2）CO不溶于水，與水、堿都不反應(yīng)，不屬于酸性氧化物。

（3）CO在高溫下具有強(qiáng)還原性，常溫下很不活潑。

易錯(cuò)點(diǎn)2：CO還原CuO的實(shí)驗(yàn)的操作順序

（1）開始時(shí)

①先點(diǎn)燃酒精燈B（尾氣處理）

②再通入CO排盡裝置內(nèi)的空氣，防止不純的CO在點(diǎn)燃時(shí)發(fā)生爆炸

③最后點(diǎn)燃酒精燈A，進(jìn)行CO還原CuO的實(shí)驗(yàn)

（2）結(jié)束時(shí)

①先熄滅酒精燈A，停止反應(yīng)

②再停止通入CO,防止水倒吸入熱的硬質(zhì)玻璃管中使其炸裂

③最后熄滅酒精燈B

回回叵匣

C?X

?X3

【典例03］（2023?蕪湖高三上學(xué)期期末）已知一氧化碳分子的電子式為:XX下列敘述正確的是（）?

A.CO分子內(nèi)含有一個(gè)共價(jià)叁鍵

B.分子內(nèi)的化學(xué)鍵是非極性共價(jià)鍵

C.C、O原子間有3對(duì)電子，所以碳為+3價(jià)

D.其結(jié)構(gòu)式為C=。（一表示電子提供方向）

C?X

?X3

知

【解析】選A。由于一氧化碳分子的電子式.XX可CO中共用了3對(duì)電子，即含有叁鍵，A選項(xiàng)正確；碳

氧叁鍵是由不同種元素形成的共價(jià)鍵，屬于極性共價(jià)鍵，B選項(xiàng)錯(cuò)誤：雖然C、O原子間有3對(duì)電子，由于碳只提

供了2個(gè)電子共用，故碳顯+2價(jià)（或在CO中氧顯一2價(jià)，則碳顯+2價(jià)）。一氧化碳分子中的碳氧三鍵，由1對(duì)共用

電子對(duì)是由氧原子單獨(dú)提供的，為配位鍵，“一”有關(guān)由O原子指向C原子，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。

【典例（）4】已知：酸式乙二酸鈉與濃硫酸共熱時(shí)反應(yīng)為：HOOC-COONa+H2SO4（濃）

=^NaHSO4+CO2t+COt+H2Oo利用該反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體（X）用下列有關(guān)儀器裝置進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。據(jù)此，下

列說法不正確的是（）。

A.對(duì)I裝置，活塞K2關(guān)閉，打開活塞Ki，在導(dǎo)管D處能得到純凈而干燥的CO氣體

B.當(dāng)A選項(xiàng)反應(yīng)完成后，再關(guān)閉活塞Ki打開活塞K2,在導(dǎo)管D處得到純凈而干燥的CO?氣體

C.利用裝置I中D處所得的純凈CO氣體，通過實(shí)驗(yàn)裝置II能夠說明CO具有還原性

D.實(shí)驗(yàn)裝置m與實(shí)驗(yàn)裝置n相比較，能減少co的污染，能順利完成氧化鐵還原實(shí)驗(yàn)

【解析】選Do對(duì)裝置I,關(guān)閉活塞K2,打開活塞K”氣體經(jīng)過氫氧化鈉溶液除去CO2,再經(jīng)濃硫酸干燥，即能

得到純凈而干燥的CO,故A正確；CO?與氫氧化鈉溶液生成的碳酸鈉溶液中加入稀硫酸生成CO2,故B正確；純

凈的CO通過實(shí)驗(yàn)裝置II,若紅色粉末變?yōu)楹谏虺吻迨宜儨啙?，都能夠說明CO具有還原性，故C正確；實(shí)

驗(yàn)裝置HI是一個(gè)閉合循環(huán)系統(tǒng)，在循環(huán)系統(tǒng)中，氣體的壓強(qiáng)處處相等，氣體不能順利進(jìn)入硬質(zhì)玻璃管，而造成實(shí)

驗(yàn)無法進(jìn)行，故D錯(cuò)誤。

知識(shí)點(diǎn)03二氧化碳的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和制備

回回回回

一、二氧化碳的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

1.分子結(jié)構(gòu)

（1）結(jié)構(gòu)式：Q^C^O,電子式；

（2）共價(jià)鍵：2..個(gè)b鍵尉個(gè)乃鍵，大乃鍵表示式n；

（3）分子類型：非極佳分子

（4）晶胞結(jié)構(gòu)

①晶胞名稱面心立方，配位數(shù)12

②中心原子的雜化方式即

2.物理性質(zhì)

（1）溶解性：可溶于水（1：1）,不溶于飽和NaHC（h溶液

（2）固體CO2俗稱王述，可用于人工降雨

3.酸性氧化物

(1)與堿溶液反應(yīng)

?NaOH溶液WNazCOaaNaHCCh

②82NaOH,NaHC()3NaOH,Na2cg

@Ca(OH)2WCaC(h4QL<HCQ?2

(2)與堿性氧化物反應(yīng)

①CaO-￡^CaC5；②NazO-^Na2cO3

4.氧化性

(1)Mg：CO^Mg^BzMgO+C

(2)C：C±CQ2望2CQ，吸熱反應(yīng)

5.工業(yè)制法：CaCQs期CaQ士CQzL吸熱反應(yīng)

二、實(shí)驗(yàn)室制二氧化碳

1.制備原理

(1)碳酸鈣和稀鹽酸：CaCQy^HCI—CaChiCJh±±HaQ

(2)不用大理石和稀硫酸的原因：.在CaCOa表面生成微溶的CaSO4沉淀，阻止反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行

2.發(fā)生裝置：”塊狀固體+液體一氣體”型

多孔隔極

4.氣體凈化裝置

(1)試劑：先用飽和NaHCO用容液除去HC1,再用濃硫酸、1>2。八硅膠、無水CaCk除去水蒸氣

(2)裝置：洗氣瓶，導(dǎo)氣管口區(qū)進(jìn)短出

5.氣體收集裝置

(1)排空氣法：向上排空氣法

①帶橡膠塞的集氣瓶正放：導(dǎo)氣管口武進(jìn)短出

②帶橡膠塞的集氣瓶倒放：導(dǎo)氣管口短進(jìn)長出

(2)排液體法：排飽和NaHC(h溶液法,導(dǎo)氣管口短進(jìn)近出

6.檢驗(yàn)方法：先將氣體通入晶組溶液，不褪色;再通入澄清石灰水,變渾濁

易錯(cuò)點(diǎn)：CO2與常見鹽溶液的反應(yīng)

(1)CO2與弱酸鹽溶液(如NazSiCh、Ca(CIO)2、NaA102)的反應(yīng)：同時(shí)滿足“強(qiáng)酸制弱酸,強(qiáng)堿制弱堿”

原理，少量C02生成碳酸鹽，過量C02生成碳酸氫鹽。

(2)C02通入CaCL或BaCL溶液不會(huì)產(chǎn)生白色沉淀，因?yàn)樘妓岬乃嵝匀跤邴}酸。

(3)C02與飽和Na2cCh溶液反應(yīng)的現(xiàn)象是有白色晶體析出，生成的NaHCCh不能拆成離子形式。

(4)與C02量無關(guān)的弱酸鹽

①CO2與<(^^-0Na溶液反應(yīng)只生成NaHCOj,因?yàn)樗嵝訦2CO3>^^^-OH>HCO3?

②CO2與NaClO溶液反應(yīng)只能生成NaHCQs，因?yàn)樗嵝訦2CO3>HC1O>HCO3\

【典例05】(河南省新未來2023屆高三上學(xué)期9月聯(lián)考)向下列物質(zhì)的飽和溶液中持續(xù)通入CO2氣體，最終不會(huì)得

到沉淀或析出晶體的是()。

A.Ca(OH)2B.NH3和NaClC.Na2SiO3D.NaA102

【解析】選A。過量的CO2與Ca(OH)2反應(yīng)：2CO2+Ca(OH)2=Ca(HCO3)2，最終不會(huì)得到沉淀，A符合題

意；通入CO2與N%和NaCl反應(yīng)生成氯化鉉和碳酸氫鈉，碳酸氫鈉的溶解度較小，則最終析出碳酸氫鈉晶體，B

不符合題意；碳酸的酸性比硅酸的強(qiáng)，過量的CO?與NazSQ溶液反應(yīng)：Na2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3I

+2NaHCO3,產(chǎn)生硅酸沉淀，C不符合題意；碳酸的酸性比氫氧化鋁的強(qiáng)，過量的CO?與NaAlCh溶液反應(yīng)：

NaAlO2+2H2O+CO2=Al(OH)3I+NaHCO3,產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀，D不符合題意。

【典例06】】向含2moiNaOH、ImolBa(OH)2、2moiNaAlCh的混合液中慢慢通入CO2至過量，下列有關(guān)說法正

確的是()。

A.整個(gè)過程中共發(fā)生四個(gè)離子反應(yīng)

B.根據(jù)現(xiàn)象可判斷酸性強(qiáng)弱為：H2CO3>HA1O2>HCO.,

C.通入3moicO2和通入5moicO2都只產(chǎn)生3moi沉淀

D.整個(gè)過程中生成沉淀的物質(zhì)的量與通入CO2的體積的圖像如圖所示

BC

0ADV

【解析】選c。CO2通入到NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液，反應(yīng)的先后順序?yàn)椋築a(OH)2、NaOH、

NaAICh，則混合溶液中慢慢通入CO2，發(fā)生的反應(yīng)有：CCh+Ba(OH)2=BaCChI+H2O、2NaOH+CO2=

Na2co3+H3O、2NaAlO2+3H2O+CO2=2Al(OH):U+Na2cO3；CO?過量，還發(fā)生Na2co3+CO2+H2O=2NaHCC)3、

BaCO3+CO2+H2O=Ba(HCO3)2，由以上分析可知，整個(gè)過程中共發(fā)生五個(gè)離子反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；由

2NaAKh+3H2O+CO2=2Al(0H)3I+Na2c可知，酸性：H2CO3>HA1O2.反應(yīng)沒有生成NaHCCh，說明酸性

HA1O2VHech，故B錯(cuò)誤；由方程式可知，2moiNaOH、ImolBa(OH)2、2moiNaAIO2與3moice)2恰好反應(yīng)產(chǎn)

生3moi沉淀，再通2moicCh，只發(fā)生Na2CC)3+CO2+H2O=2NaHCO3所以沉淀的質(zhì)量不變，故C正確；己知發(fā)生的

反應(yīng)有：CCh+Ba(OH)2=BaCChI+H9、2NaOH+CO2=Na2CO3+H3O2NaAlO2+3H2O+CO2=2Al(OH)

3I+Na2CO3；CO2過量，還發(fā)生Na2cCh+CO2+H2O=2NaHCO3、BaCO3+CO2+H2O=Ba(HCO3)通過量的CO2

不能氫氧化鋁溶解，所以最后沉淀不為零，故D錯(cuò)誤。

知識(shí)點(diǎn)04單質(zhì)硅的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

回回回回

1.硅的存在

(1)形態(tài)：在自然界中只有化合態(tài)

(2)形式：二氧化硅和硅酸鹽

2.晶體硅的結(jié)構(gòu)

(1)構(gòu)成微粒硅原壬，作用力：基價(jià)鍵

(2)立體構(gòu)型

①基本構(gòu)型：正四面體,雜化方式期3

②鍵角：1Q95?

③最小的環(huán)：六元環(huán)

④Si-Si鍵數(shù)/mol：2

3.物理性質(zhì)

(1)色、態(tài)：晶體硅是灰黑色、有金屬光澤的固體

(2)導(dǎo)電性：良好的生導(dǎo)體材料

4.化合價(jià)：最高正價(jià)為±4，最低負(fù)價(jià)為二4

U玲士.H2、02、Ch,硫酸、硝酸丁

5.穩(wěn)定性：Si........常溫，---~一不反應(yīng)

6.還原性

(1)常溫下與F2、HF、NaOH溶液反應(yīng)

①F2：ShBX-SiEj

②HF：Si±4HE^SiEdL±2HdL

@NaOH：Si±2WaH±H2Q.#a2SiQ3以Hdl

(2)高溫下與。2、02、C等化合

①Si±02電燃SiQ2

②&±2。2尊=$914

③Si士C型&C

(3)Si與NaOH溶液反應(yīng)的原理

①置換反應(yīng)：Si+3H2O=H2SiO3+2H2t

②中和反應(yīng)：H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O

③還原劑是Si，氧化劑是HzQ

失去ix4e-

Si+2NaOH+3H2O=^=Na2SiO3+2H2t+2HQ

I__f

得到4xe-

7.工業(yè)制法

（1）流程一：SiCh口粗硅％蒸像,SiC14*_＞高純硅

①SiQ2±2C里楨±2CQt

②Si±2Ch型⑸CL

@SiC.14+2H2.=fiisi+4HCl

（2）流程二：SiChP粗硅RLSiHCb」^高純硅

①Si+3HCl^=SiHCb+H2

@SiHCl3+H2^^Si+3HCl

8.晶體硅的用途

（1）制造集成電路、晶體管、硅整流器等半導(dǎo)體器件

（2）制造太陽能電池等

回回回叵

易錯(cuò)點(diǎn)：硅單質(zhì)的特殊性

（1）硅化學(xué)性質(zhì)不活潑，但自然界中卻沒有游離態(tài)的硅。

（2）非金屬單質(zhì)一般為非導(dǎo)體，但Si為半導(dǎo)體。

（3）Si的還原性大于C,但C卻能在高溫下還原出Si：SiCh+2C邈Si+2cOt。

（4）非金屬單質(zhì)跟強(qiáng)堿溶液作用一般無H?放出，但Si卻能反應(yīng)放出H2：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2t?

（5）非金屬單質(zhì)一般不與非氧化性酸反應(yīng)，但硅卻能與氫氟酸反應(yīng)：Si+4HF=SiF4t+2H2t。

HQ0五

【典例07】化學(xué)家Seidel指出Si與NaOH溶液的反應(yīng)，首先是Si與0丁反應(yīng)，生成SiCV,然后Si（V-迅速水解生

成H?SiO4,下列有關(guān)說法正確的是（）。

A.原硅酸鈉（NasSiCU）能迅速水解，且水解后呈堿性，故NgSiCU為弱電解質(zhì)

B.石英玻璃、普通玻璃、陶瓷及水泥均屬于硅酸鹽產(chǎn)品

C.2HCl+Na2SiO3=H2SiO3I+2NaCl說明Cl的非金屬性大于Si

D.半導(dǎo)體工業(yè)所說的“從沙灘到家庭”是指：將二氧化硅制成晶體硅

【解析】選D.原硅酸鈉（Na4SiO4）是強(qiáng)堿弱酸鹽，屬于強(qiáng)電解質(zhì)，A錯(cuò)誤；石英的主要成分是Si。?，不是硅酸

鹽，所以石英玻璃不屬于硅酸鹽產(chǎn)品，B錯(cuò)誤；2HCl+Na2SiO3=H2SiO3I+2NaCI說明酸性HC1大于HzSQ,由于

鹽酸為無氧酸，不能證明氯的非金屬性大于硅，C錯(cuò)誤；沙子的主要成分SiCh，以沙子為原料經(jīng)過還原得到晶體

Si,制成各種半導(dǎo)體電器，被人們使用，所以半導(dǎo)體工業(yè)所說的“從沙灘到家庭”是指：將二氧化硅制成晶體硅，

D正確。

【典例08】（2023?江西九江一模）實(shí)驗(yàn)室用H2還原SiHCb（沸點(diǎn)：31.85℃）制備純硅的裝置如圖所示（夾持

裝置和尾氣處理裝置略去），下列說法正確的是（）。

A.裝置n、III中依次盛裝的是濃H2so4、冰水

B.實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先加熱管式爐，再打開盛裝稀硫酸的分液漏斗

C.為鑒定制得的硅中是否含微量鐵單質(zhì)，用到的試劑可以為：鹽酸、雙氧水、硫狙化鉀溶液

D.該實(shí)驗(yàn)中制備氫氣的裝置也可用于氫氧化鈉稀溶液與氯化鐵固體反應(yīng)制備氨氣

【解析】選C。本題制備晶體硅，H2+SiHCl3Si+3HCI,此反應(yīng)應(yīng)在IV裝置中進(jìn)行，A、裝置I的目的是制備氫氣，

氫氣中含有水蒸氣，對(duì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾，必須除去，因此裝置n的目的是除去氫氣中的水蒸氣，即n中盛放濃

硫酸，1H的提供SiHCb氣體，因此在水浴中加熱，故A錯(cuò)誤；應(yīng)先通入氫氣，目的是排除裝置中的空氣，防止發(fā)

生危險(xiǎn)，故B錯(cuò)誤：硅不與鹽酸反應(yīng)，鐵與鹽酸反應(yīng)生成Fe2+,Fe2+被H2O2氧化成Fe3+,與KSCN溶液變紅，可以

鑒定是否含有鐵單質(zhì)，故C正確；用NaOH溶液制備氨氣，需要加熱或NaOH溶液為濃溶液，I裝置中沒有加熱裝

置，且NaOH溶液為稀溶液，因此此裝置不能制備氨氣，故D錯(cuò)誤。

知識(shí)點(diǎn)05二氧化硅的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

1.物理性質(zhì)：熔點(diǎn)高、硬度大，不溶于水

2.天然存在：水晶、瑪瑙、石英、沙子、硅石的主要成分

3.二氧化硅的結(jié)構(gòu)

（1）晶體類型：共價(jià)晶體

（2）立體結(jié)構(gòu)

瑰公般

①基本構(gòu)型：正.四面體，雜化方式SP3

②鍵角：1。9,5°

③最小的環(huán)：1Z元環(huán)，含6個(gè)Si,6.個(gè)O

④Si-0鍵數(shù)/mol：4

4.酸性氧化物

（1）與水反應(yīng)：SiCh-SiX不反應(yīng)

（2）與堿發(fā)生復(fù)分解：SiQ2±2NaQH*MQ3±H2Q

（3）與堿性氧化物化合：SiCh-皿NaaSiQ*

（4）工業(yè)上制玻璃（難揮發(fā)性酸性氧化物制揮發(fā)性酸性氧化物）

①SiQz±NaKQaKNazSKh土CQzt

②CaCfb士SiQj^CaSiQjtCChf

5.特殊反應(yīng)

(1)反應(yīng)：SiO4+AHtaSiE^t+lHiQ

(2)應(yīng)用：雕刻玻璃

6.弱氧化性

(DC：2C+SiCh里§+2cot

(2)Mg：2Mg+SiO2=Sl=Si+2MgO

7.用途

(I)石英：石英玻璃用來制造耐高溫化學(xué)儀器

(2)水晶：電子工業(yè)的重要部件，制造光學(xué)儀器、高級(jí)工藝品、眼鏡片等

(3)瑪瑙：制精密儀器軸承、耐磨器皿和裝飾品等

(4)SiO2：制光導(dǎo)纖維

(5)沙子：建筑材料

s?@?

易錯(cuò)點(diǎn)：二氧化硅的易錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)

(1)SiO2和C02不是等電子體，因?yàn)槎叩目臻g構(gòu)型不同.

(2)酸性氧化物一般都溶于水生成相應(yīng)的含氧酸，但Si02不溶于水，不能直接與水作用制備H2SQ3。

(3)酸性氧化物一般不與非氧化性酸作用，但SiCh能跟HF作用：SiO2+4HF=SiF4t+2H20。

(4)氫氟酸不能用玻璃容器盛放；NaOH溶液能用玻璃試劑瓶盛放，但不能用玻璃塞。

(5)SiC>2不導(dǎo)電，是制作光導(dǎo)纖維的材料：Si是半導(dǎo)體，是制作芯片及光電池的材料。

(6)非金屬氧化物的熔沸點(diǎn)一般比較低，但SiCh的卻很高。

(7)Si02既能和酸反應(yīng)，又能和堿反應(yīng)，但它不是兩性氧化物。

【典例09】下列說法正確的是()。

A.由SiCh不能與水反應(yīng)生成硅酸可知，SiCh不是酸性氧化物

B.CO?通入NazSiCh溶液產(chǎn)生白色沉淀，可知酸性H2co3>H2siCh

C.由SiCh可制作光導(dǎo)纖維可知，SiCh可導(dǎo)電

D.由SiCh可與NaOH溶液反應(yīng)，也可與氫氟酸反應(yīng)，可知SiCh為兩性氧化物

【解析】選B。酸性氧化物是能跟堿生成鹽和水的氧化物，SiCh能與堿反應(yīng)生成硅酸鹽和水，所以SiCh是酸性氧

化物，酸性氧化物不是根據(jù)能否跟水反應(yīng)確定的，故A錯(cuò)誤；CO2通入NazSiCh溶液產(chǎn)生白色沉淀硅酸，根據(jù)強(qiáng)酸

可以制弱酸，可知酸性H2c03>H2siCh，故B正確；SiO2可制作光導(dǎo)纖維，是因?yàn)镾iCh的導(dǎo)光性，SiCh不導(dǎo)電，故

C錯(cuò)誤：SiCh可與NaOH等堿溶液反應(yīng)生成鹽和水，SiCh雖然可與氫氟酸反應(yīng)，但不生成鹽和水且不能和其他酸反

應(yīng)，SiCh和酸的反應(yīng)不具有普遍性，所以SiCh不是兩性氧化物，SiO2是酸性氧化物，故D錯(cuò)誤。

【典例10】Si02是一種化工原料，可以制備一系列物質(zhì)(如圖所示)，下列說法錯(cuò)誤的是()。

A.高爐煉鐵時(shí)，加入石灰石將鐵礦石中的脈石（主要成分為SiO?）轉(zhuǎn)化為易熔的爐渣

B.純凈的二氧化硅和單晶硅都是信息產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)材料

C.用鹽酸可除去石英砂（主要成分為SiCh）中少量的碳酸鈣

D.圖中所含反應(yīng)都不屬于氧化還原反應(yīng)

【解析】選D。高爐煉鐵時(shí)用石灰石將鐵礦石中的脈石轉(zhuǎn)化為易熔的爐渣，故A正確：光導(dǎo)纖維的成分是二氧化

硅，做半導(dǎo)體、芯片的是單質(zhì)硅，純凈的二氧化硅和單晶硅都是信息產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)材料，故B正確；碳酸鈣溶

于鹽酸生成氯化鈣和水以及二氧化碳，二氧化硅和鹽酸不反應(yīng)，可以用鹽酸除去石英（主要成分為SiCh）中混有

的少量碳酸鈣，故C正確；化學(xué)反應(yīng)前后有元素化合價(jià)變化的一定是氧化還原反應(yīng)，二氧化硅與碳反應(yīng)生成硅單

質(zhì)的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，故D錯(cuò)誤。

知識(shí)點(diǎn)06硅酸、硅酸鹽的性質(zhì)和應(yīng)用

1.各種硅酸的結(jié)構(gòu)

（1）原硅酸（H4SiO4）和硅酸（HzSiCh）

OH

o

HO-Si-OH

HO-Si-OH

OTT

原硅酸硅酸

（2）多硅酸：原硅酸分子之間失去水生成一系列的酸

O1H01HO1HO1H01Hr?H[

HO-S1i-O-S1i-OHHO-S1i-O-S1i-O-S1i-OHH0-卜步葉口

CHOTTOTTOTTOTTLOH」〃

二硅酸三硅酸〃硅酸

2.硅酸的性質(zhì)

（1）物理性質(zhì)：白色難溶于水的固體

（2）弱酸性：酸性比碳酸弱

①NaOH：JhSiChtJNaQH—NazSiOgHzQ

②Na2co3：不反應(yīng)

（3）熱不穩(wěn)定性：HzSiO3AsiCh士HzO

（4）硅酸酸性的實(shí)驗(yàn)證明

①向NaOH溶液中加入幾滴酚獻(xiàn)試液，溶液呈缸色，加入適量硅酸，充分振蕩，溶液紅色消失，說明硅

酸顯酸性。

②向硅酸鈉溶液中加入幾滴酚配試液，溶液呈紅色，說明硅酸顯酸性。

③測(cè)定硅酸鈉溶液的pH,若pH>7,說明硅酸顯酸性。

3.硅酸的制備：可溶性硅酸鹽（NazSiCh）和酸反應(yīng)

（1）HC1：NazSiOj+ZHCl—2NaCI+HaSiQd_

（2）少量CO2：Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3I+Na2CO3

（3）過量CO2：NazSiQatZCOrhZHzQ—H2sgJiJNaHCCh

4.硅酸鈉

（1）俗名：硅酸鈉水溶液俗稱水玻璃，硅酸鈉固體俗稱泡花堿

（2）弱酸鹽：水溶液呈強(qiáng)堿性

（3）水玻璃的用途

①肥皂填料

②木材、織物的防腐劑和防火劑

③建筑工業(yè)上的精合劑

④耐火材料

5.硅膠

（1）結(jié)構(gòu)：網(wǎng)狀多孔結(jié)構(gòu)的無定形二氧化硅

（2）性質(zhì)：具有強(qiáng)烈地吸水性

（3）用途：用做毛燥劑、吸附劑和催化劑的載體

（4）制備：Na2SiO3-^^UH2SiO3-i^L>SiO2.nH2O（硅膠）

6.用氧化物形式表示硅酸鹽的化學(xué)式

（1）原則

①化學(xué)式中各元素的化合價(jià)不變

②化學(xué)式中各元素的原子企數(shù)比不變

（2）書寫順序；活潑金屬氧化物?不活潑金屬氧化物?SiCh?H2O

（3）實(shí)例

①AbSi2O5（0H）4：AkQHNSiOe2H2Q

②KA1SLO8：K2Q?AhQ3?6SiQ2

③BaCuSi2O6：BaO?CuO?2SiQ2

④NazFesSi8H2O24：Na2O?3AQ?Ec2Q3?8SiQ2?H2。

易錯(cuò)點(diǎn)1：硅酸、硅酸鹽的易錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)

（1）硅酸鹽大多難溶于水，常見可溶性硅酸鹽有硅酸鈉。

（2）H2cCh的酸性強(qiáng)于H2SQ3，所以有NazSiCh+CCh+HzO—Na2cCh+HzSiChI,但是在高溫條件下反應(yīng)

Na2cCh+SiO?遵Na2SiO3+CO2t也能發(fā)生。其原因是：硅酸鹽比碳酸鹽穩(wěn)定；由高沸點(diǎn)難揮發(fā)性固體SiC）2制低

沸點(diǎn)易揮發(fā)的C02。

（3）水泥、玻璃與陶瓷是三大傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料；碳化硅、氮化硅等是新型無機(jī)非金屬材料。

（4）硅酸及其縮水結(jié)合而成的各種酸所對(duì)應(yīng)的鹽統(tǒng)稱硅酸鹽。由于硅酸鹽的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，為了簡(jiǎn)化硅酸鹽

組成，采用氧化物的形式。實(shí)際上，硅酸鹽不是以簡(jiǎn)單的氧化物的形式存在，而是以各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鹽的形式存

在。

（5）NazSiCh的水溶液稱水玻璃，但它與玻璃的成分大不相同，硅酸鈉固體又稱泡花堿，但它卻是鹽，并不是

堿。

易錯(cuò)點(diǎn)2：常見均竭的使用

性質(zhì)成分適用范圍

堿性氧化鎂用崩不能熔融KHSO4或NaHSCU等酸性固體