第四單元 碳、硅及其化合物　無機(jī)非金屬材料.docx

1、第四單元碳、硅及其化合物無機(jī)非金屬材料知識要點(diǎn)一、知識網(wǎng)絡(luò)1、碳及其化合物知識網(wǎng)絡(luò)金剛石：原子晶體，sp3雜化：原子按正四面體排布，鍵角109.5度，高熔點(diǎn)、高沸點(diǎn)、高 硬度。石墨：過渡型晶體，層內(nèi)碳sp3雜化；層與層之間是范德華力。層上、下有離域兀鍵：導(dǎo) 電、導(dǎo)熱。富勒烯：分子晶體，1985年發(fā)現(xiàn)“富勒烯”之后，有4位主要發(fā)現(xiàn)者獲“諾貝爾化學(xué)獎”。主 要貢獻(xiàn)目前是在理論方面的，對現(xiàn)有“化學(xué)鍵理論”形成強(qiáng)大沖擊：球面也可形成離域冗鍵， RbCm是一種導(dǎo)電超導(dǎo)體；富勒烯化合物可作“催化劑”。C0由12個正五邊形和20個正六邊形組成，每個碳原了以sp sp?雜化軌道與相鄰的三酸?；卮鹨韵聠栴}：（1

2、） W與Q可以形成一種高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料。W的氯化物分子呈正四面體結(jié)構(gòu)，W的氧化 物的晶體類型是;Q的具有相同化合價(jià)且可以相互轉(zhuǎn)變的氧化物是:（2） R和Y形成的二元化合物中，R呈現(xiàn)最高化合價(jià)的化合物的化學(xué)式是； （4）這5個元素的氫化物分子中，立體結(jié)構(gòu)類型相同的氫化物的沸點(diǎn)從高到低排列次序是（填化學(xué)式）,其原因 是;電子總數(shù)相同的氫化物的化學(xué)式和立體結(jié)構(gòu)分別是（5） W和Q所形成的結(jié)構(gòu)陶究材料的一種合成方法如下：W的氯化物與Q的氫化物加熱反 應(yīng)，生成化合物W（QH2）4和HCL氣體；W（QH2）4在高溫下分解生成Q的氫化物和該陶瓷材 料。上述相關(guān)反響的化學(xué)方程式（各物質(zhì)用化學(xué)式表示）是。7.

3、SiCh、SO2、CO2都是酸性氧化物，化學(xué)性質(zhì)具有定的相似性；Mg和Na的化學(xué)性 質(zhì)也具有一定的相似性（提示：2Mg+CO2=2MgO+C） I、用如下圖的裝置進(jìn)行Mg和SO2的實(shí)驗(yàn)： （1）選擇制取S02的合適試劑（.10%的H2s04溶液；80%的H2s04溶液；Na2s。3固體；CaSO3固體（2）寫出裝置B中發(fā)生的主要反響的化學(xué)方程式： （3）你認(rèn)為該裝置是否有缺乏之處？ ，如果有，請列出兩點(diǎn)：H、某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了“實(shí)驗(yàn)室制Si”的研究，它們以課本為基礎(chǔ)，查閱資料后得到以 下可供參考的信息：工業(yè)上在高溫時用C還原SiO2可制得Si；Mg在高溫的條件下即可與SiO2反響；金屬硅化

4、物與稀H2sCh反響生成硫酸鹽和SiH4; Si和SiCh均不與稀H2sCU反響； SiM在空氣中自燃。他們在研究報(bào)告中記載著“選用合適的物質(zhì)在適宜的條件下充分反響；再用足量稀H2s04 溶解固體產(chǎn)物；然后過濾、洗滌、干燥；最后稱量在用稀H2s04溶解固體產(chǎn)物時，發(fā)現(xiàn) 有爆鳴聲和火花，其產(chǎn)率也只有預(yù)期值的63%左右”。（4）該小組“實(shí)驗(yàn)室制“Si”的化學(xué)方程式是（5）你估計(jì)“用稀H2sCh溶解固體產(chǎn)物時，發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花”的原因是8. （2018天津）C0?是一種廉價(jià)的碳資源，其綜合利用具有重要意義?；卮鹨韵聠栴}：（1）C02可以被NaOH溶液捕獲。假設(shè)所得溶液pH=13, CO2主要轉(zhuǎn)化為

5、（寫離子符號）; 假設(shè)所得溶液 c<HCO"） : c（CO32-）=2 ： 1,溶液 pH=。（室溫下，H2cO3 的 K=4xl0 % %n5x IO-"）CO?與CH«經(jīng)催化重整，制得合成氣：CH4（g）+ CO2（g） <=> 2C0 （g）+ 2H2（g）上述反響中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:化學(xué)鍵CHOOHHC 4(CO)鍵能/kJ mol-4137454361075那么該反響的A”=。分別在vL恒溫密閉容器A）恒容）、B （恒壓，容積可變）中,加入CH4和C02各1 mol的混合氣體。兩容器中反響達(dá)平衡后放出或吸收的熱量較多的是 （填

6、“A” 或"B”）。按一定體積比加入CM和CO2，在恒壓下發(fā)生反響，溫度對CO和氏產(chǎn)率的影響如圖3所示。此反響優(yōu)選溫度為900的原因是 o（2） 02輔助的AlCCh電池工作原理如圖4所示。該電池電容量大，能有效利用CO?,電 池反響產(chǎn)物A12（C2O03是重要的化工原料。電池的負(fù)極反響式：。電池的正極反響式：6O2+6e-=6O2-6CO2+6O2-=3C2O42-反響過程中02的作用是o該電池的總反響式：o9. （2017新課標(biāo)H）水泥是重要的建筑材料.水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2,并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實(shí)驗(yàn)室測定水泥樣品中鈣含量的過程如下圖：沉淀A水泥

7、樣品氯化土川沉淀B鹽酸、硝酸I氨水pH45漉液二Z 加熱法測定回答以下問題：（1）在分解水泥樣品過程中，以鹽酸為溶劑，氯化錢為助溶劑，還需加入幾滴硝酸。加入硝 酸的目的是,還可使用 代替硝酸。（2）沉淀A的主要成分是,其不溶于強(qiáng)酸但可與一種弱酸反響，該反響的化學(xué)方 程式為 o（3）加氨水過程中加熱的目的是 o沉淀B的主要成分為 （填化學(xué)式）。（4）草酸鈣沉淀經(jīng)稀H2s04處理后，用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，通過測定草酸的量可間接獲 知鈣的含量，滴定反響為：MnOj+H+H2c2O4-Mn2+CO2+H2O.實(shí)驗(yàn)中稱取0.400g水泥樣 品，滴定時消耗了 0.0500mol-L i的KMnCh溶液

8、36.00mL,那么該水泥樣品中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 為。B組是平面多環(huán)芳燒，而碳納米是平面多環(huán)芳燒，而碳納米1.（浙江預(yù)賽）2004年，英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈蓋 姆和康斯坦丁 諾沃肖洛夫，成功從石墨中別離出石墨烯，兩 人因此共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎。石墨烯被稱為“黑金”, 是“新材料之王”，科學(xué)家甚至預(yù)言石墨烯將“徹底改變21世 紀(jì)”，極有可能掀起場席卷全球的顛覆性新技術(shù)產(chǎn)業(yè)革命。石 墨烯結(jié)構(gòu)如右圖所示，以下說法不正確的選項(xiàng)是A.石墨烯是碳原子以sp2雜化構(gòu)成的六邊形蜂巢形結(jié)構(gòu)、只有 一層原子厚度的二維晶體，碳原子排列與石墨的單原子層相同, 管就是石墨烯卷成了筒狀B.石墨烯中如果有五

9、邊形和七邊形存在，那么會構(gòu)成缺陷。含12個正五邊形的石墨烯那么轉(zhuǎn)化 形成了富勒烯C”），它是足球狀分子C.石墨烯中碳碳鍵的鍵能大于金剛石中碳碳鍵的鍵能，是目前世界上最薄也是最強(qiáng)韌的納 米材料D.石墨烯是導(dǎo)電性最好的新型納米材料，在微電子領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用潛力，有可能成為硅 的替代品，用來生產(chǎn)未來的超級計(jì)算機(jī)2 .閱讀以下材料，回答有關(guān)的問題：錫、鉛兩種元素的主要化合價(jià)是+ 2價(jià)和+4價(jià)，期中+2價(jià)錫元素和+4價(jià)鉛元素的化合 物均是不穩(wěn)定的，+2價(jià)錫離子有強(qiáng)還原性，+4價(jià)鉛元素的化合物有強(qiáng)氧化性。例如：Sn2 +還原性比Fe?+還原性強(qiáng)，PbO2的氧化性比Ch的氧化性強(qiáng)。（1）寫出以下反響的化學(xué)方

10、程式氯氣與錫共熱：氯氣與鉛共熱：二氧化鉛跟濃鹽酸共熱：（2）能說明S/+還原性比Fe?+還原性強(qiáng)的離子方程式是：.以下圖是石英晶體平面示意圖，它實(shí)際上是立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其中硅、氧原子 數(shù)之比為，原硅酸根離子SiO4,-的結(jié)構(gòu)可表示為:聚硅酸根離 子Si2。-中，只有硅氧鍵，它的結(jié)構(gòu)可表示為：。3 . （2018浙江預(yù)賽）短周期元素A、B、C,原子序數(shù)依次增大，其中A與B、C相鄰。A、 B有多種常見氧化物。A的某種氧化物D的含氧量是50%, D可以水解成六元酸。A與C, B與C分別形成高沸點(diǎn)、高硬度的物質(zhì)，其中B、C形成的化合物中B的含量是40%o回答 以下問題：（1）寫出三種元素符號A B C（

11、2） B、C形成的化合物的化學(xué)式（3）D的最簡式,結(jié)構(gòu)簡式. 1996年諾貝爾化學(xué)獎授予對發(fā)現(xiàn)C60有重大貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家。C60分子是形如球狀的多 面體（如右圖），該結(jié)構(gòu)的建立基于以下考慮：C60分子中每個碳原子只跟相鄰的3個碳原子形成化學(xué)鍵；C60分子只含有五邊形和 六邊形：多面體的頂點(diǎn)數(shù)、面數(shù)和棱邊數(shù)的關(guān)系，遵循歐拉定理:頂點(diǎn)數(shù)+面數(shù)一棱邊數(shù)=2據(jù)上所述，可推知C4）分子有12個五邊形和20個六邊形，C60分子所含的雙鍵數(shù)為30。請 回答以下問題：（1）固體C60與金剛石相比擬，熔點(diǎn)較高者應(yīng)是，理由是。試估計(jì)C60跟F2在一定條件下，能否發(fā)生反響生成C«）F60（填“可能”或“

12、不可 能"），并簡述其理由：O（3）通過計(jì)算，確定C60分子所含單鍵數(shù)。Go分子所含單鍵數(shù)為 o（4）C70分子也已制得，它的分子結(jié)構(gòu)模型可以與C60同樣考慮而推知。通過計(jì)算確定C70分子中五邊形和六邊形的數(shù)目o C70分子中所含五邊形數(shù)為，六邊形數(shù)為。答案與解析：A組：1 .答案：B解析：IVA族元素最外層電子數(shù)都是4,但C原子的次外層電子數(shù)只有2個電 子。2 .答案：D解析：輝石、斜長石及橄欖石是硅酸鹽或鋁硅酸鹽，它們是原硅酸或多聚硅酸 的鹽，或者是鋁取代局部硅原子得到的硅酸鹽,此題要求掌握硅酸鹽寫成氧化物形式，改寫 時只需注意化合價(jià)不變。橄欖石（Mg, FebSiO中的逗號表示

13、鎂或者鐵原子均可。月球上鐵 的活動性和地球上鐵的活動性相同，月球上存在游離態(tài)的鐵只是因?yàn)樵虑蛏先毖?，不易被?化的緣故。3 .答案：A 解析：根據(jù)反響式：2NaHCO3=Na2CO3+CO2 + H20, 2Na2O24-2H2O=4NaOH +O2, 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+02：根據(jù)計(jì)量關(guān)系，可知 2moi NaHCCh 生成 CO?和 H?O 各 lmoLNa2O2只有Imol,故其恰好和CO2反響生成Na2CO3和。2,氣體排出后，只剩余Na2co外 由于題目中要求確定了 Na2（h和Na2c03的量，故此在解答解析此題時要根據(jù)和反響特點(diǎn)， 假設(shè)出反響的先后順序能幫助我

14、們快速解答，比方此題中我們看做反響：2Na2O2 + 2co2=2Na2CO3+Ch 首先發(fā)生，反響：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 Jn.4 .答案：C解析：從化學(xué)式可知，Ca與Mg的物質(zhì)的量比為2 ： 5,質(zhì)量比為2x40 ： 5x24=80 ： 120,故質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為2 ： 3,即Mg元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是Ca元素的1.5倍。5 . （1） H2SiF6+6NH4HCO3+H2O = 6NH4F+H2SiO31+6CO2T ；一定條件下,NaF比NaCl、NH4Ck NH4F的溶解度小。（2）除去NaF、NH4CI外表的雜質(zhì)。（3）加熱蒸發(fā)溶劑，析出少量晶體后冷卻結(jié)晶。（4）必須保證

15、H2SiF6能全部反響,防止在進(jìn)行反響II時H?SiF6將與NaCl反響，生成Na2SiF6 沉淀，混入NaF中影響NaF質(zhì)量；同時過量的相對廉價(jià)原料NH4HCO3可以提高FhSiFe的轉(zhuǎn) 化率。6 .答案：（1）原子晶體。（2） NO2和 N2O4（3） As2s5。（4）NH3>AsH3>PH3,因?yàn)榍罢咧泻袣滏I，后兩者構(gòu)型相同，分子間作用力不同； 電子數(shù)相同的有SiH4、PH?和H2s結(jié)構(gòu)分別為正四面體，三角錐和V形。（5） SiCl4 + 4NH3 = Si（NH2）4 + 4HC1, 3Si（NH2）4 = 8NH3 + Si3N4解析：此題可結(jié)合問題作答。W的氯化物為

16、正四體型，那么應(yīng)為SiCL或CCU,又W與Q形 成高溫陶瓷，故可推斷W為Si。（1）SiOz為原子晶體。（2）高溫陶瓷可聯(lián)想到ShN4.Q為N,那么有NO?與N2O4之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。（3）Y的最高價(jià)氧化的的水化物為強(qiáng)酸，且與Si、N等相鄰，那么只能是S。R為As,所以R 的最高價(jià)化合物應(yīng)為As2s5。（4）顯然x為P元素。氫化物沸點(diǎn)順序?yàn)镹H3>AsH3>PH3,因?yàn)榍罢咧泻袣滏I后兩者構(gòu) 型相同，分子間作用力不同。SiH,、PH3和H2s的電子數(shù)均為18。，結(jié)構(gòu)分別為正四面體, 三角錐和V形。（5）由題中所給出的含字母的化學(xué)式可以寫出具體的物質(zhì)，然后配平即可。7 .答案、3M

17、g+SO22MgO+MgS (或?qū)懗?2Mg+SCh2MgO+S, Mg+SMgS)、有；在A和B之間未連接一干燥裝置；C裝置未與大氣相通；在鎂下方未墊一不銹 鋼墊片，鎂能與玻璃管反響；未設(shè)計(jì)一防倒吸裝置(只要答出其中兩點(diǎn)即可)。、Mg+SiO2 2MgO+Si、金屬鎂與生成的硅繼續(xù)反響生成硅化鎂，硅化鎂與稀硫酸反響生成的SiE可自燃(或用方程式表示:2Mg + Si->Mg2Si, MgzSi +2H2sO4=MgSO4+SiH4, SiH4+ 2O2= SiO2+2H2O)8 . (14 分)(1) CO32- 10(2)+120 kJmol-1 B900 °C時，合成氣產(chǎn)

18、率已經(jīng)較高，再升高溫度產(chǎn)率增幅不大，但能耗升高，經(jīng)濟(jì) 效益降低。(3) Al-3e =Al3+ (或 2Al-6e =2AP+)催化劑2A1+6CO2=AI (C2O4) 3【答案】將樣品中的Fe?+氧化為Fe3+H2O2(2) SiO2 SiO2+4HF=SiF4t+2H2O 防止膠體生成，易生成沉淀。 A1(OH)3 、 Fe(OH)3(4) 45.0%【解析】(1)鐵離子在pH較小時易生成沉淀，加入硝酸可氧化亞鐵離子生成鐵離子，比避 免引入新雜質(zhì)，還可用過氧化氫代替硝酸，故答案為：將樣品中的Fe?+氧化為F/+； H2O2；(2)由以上分析可知沉淀A為SiOz，不溶于強(qiáng)酸但可與種弱酸反響

19、，應(yīng)為與HF的反響, 方程式為 SiCh+4HF=SiF4T+2H2。，故答案為：S1O2; SiO2+4HF=SiF4T+2H2O；(3)滴加氨水，溶液呈堿性，此時不用考慮鹽類水解的問題，加熱的目的是防止生成膠體而 難以別離，生成的沉淀主要是A1(OH)3、Fe(OH)3,故答案為：防止膠體生成，易生成沉淀； A1(OH)3、Fe(OH)3；(4)反響的關(guān)系式為5Ca2+5H2c2O42KMnCh，n (KMnCh) =0.050()mol/Lx36.(X)mL= 1.80mmol,n (Ca2+ ) =4.50mmol,水泥中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(4.50x103molx40g/mol)xl00

20、%/0.400g =45.0%,故答案為：45.0%.1、答案A,多環(huán)芳點(diǎn)錯誤。2、.Sn+2C12 SnCL的 Pb+Cl2 = PbCl2 PbO2 +4HC1 = PbCl2 + Cl2 T +2H2O（2） 2Fe3+ + Sn2>-2Fe2*+Sn4*3、答案：1:2解析：從石英晶體的平面示意圖可以看出：每個網(wǎng)眼由4個Si原子和4個O原子圍成，但每個Si原子為4個網(wǎng)眼共有，而每個O原子由兩個網(wǎng)眼共有, 故 /?(Si) ： n(O)=(4xl/4):(4x1/2)=l ： 2 o雙二聚硅酸為兩分子硅酸(H4SiO4)去水形成，即：OHOHOHOHHOSiOH +HO-Si-OH

21、 一HO-SiGSiOH 十曰 OOHOHCHOH4、(DC(2) ShN4(3) C4O35. (1)金剛石金剛石屬原子晶體，而固體C6o是分子晶體，故金剛石熔點(diǎn)較高 (2)可能 因Coo分子含30個雙鍵，與極活潑的F?發(fā)生加成反響即可生成C6()F6o 依題意，C60分子形式的化學(xué)鍵數(shù)為：(3x60) /2=90也可由歐拉定理計(jì)算鍵數(shù)(即棱邊數(shù))：60+ (12+20) -2=90Go分子中單鍵為：90-30=60(4)設(shè)Cto分子中五邊形數(shù)為乂六邊形數(shù)為以依題意可得方程組:|y(5./ + 6v) = -(3X7O)(鍵數(shù)，即棱邊數(shù))|7O+(.r+?)-y(3X7O) = 2 (歐拉定

22、理)解得：五邊形數(shù)x=12,六邊形數(shù)產(chǎn)25。個碳原子相連,使NCCC小于120。而大于109。2&,形成曲面,剩余的p軌道在C6O球殼的 外圍和內(nèi)腔形成球面兀鍵，從而具有芳香性。三、碳的氧化物1、一氧化碳(CO)(1) HCOOH 濃低酸 > CO + H2OCO + NaOH = HCOONa(2)等電子體：CO、N2、CN-、NO+(3)主要化學(xué)性質(zhì)A、作為一種配體如:Fe (CO) 5、Ni (CO) 4、Cr (CO) 6 (金屬的化合價(jià)都是零價(jià))B、還原性CO + PdClz + H2O = CO2 + Pd + 2HCICO + 2Ag(NHROH = 2Ag + C

23、O2 + 4NHj + H?O(檢驗(yàn) CO)3CO+Fe2O3 防"> 2Fe+3CO2C、與非金屬作用：CO + 2H2 ->CH3OHCO + 3H2> CH4 + H2OCO + Ch 催'"J > COCh2、二氧化碳(CO2)(1)結(jié)構(gòu)：O=C=O,直線型，鍵角180度。(2)化學(xué)性質(zhì):CO2 (g) +2Mg (S) 點(diǎn)僧 ) 2MgO (S) +C (s)82 + M (OH) 2 = MCO? + H2O (M=Ca. Ba)四、碳酸及其鹽1、碳酸(H2c03)(1)二元弱酸CO2 (g) 298K 在水中的溶解度為 0.03

24、3mol/L。pH=5.6二氧化碳在溶液中大局部是以微弱結(jié)合的水合物形式存在，只有一小局部形成碳酸(H2co3)。在常溫時，CO2 ： H2c03 為 600 ： 1。H2CO3 = H+HCO3- pKai=6.38 (p 代表取負(fù)常用對數(shù)。)HCOv = H+CO, pKa2= 10.330(2)分子結(jié)構(gòu)與CCXP-互為等電子體的例子有NO- BF3, BO33一等。2、碳酸鹽：(1)溶解性：正鹽：除NH4+和堿金屬中Na、K、Rb、Cs的碳酸鹽外，多數(shù)難溶于水。酸式鹽：大多易溶于水。規(guī)律：難溶正鹽，對應(yīng)酸式鹽溶解度大，ill CaCO3+CO2+H2O->Ca(HCO3)2 -易溶

25、正鹽，對 應(yīng)酸式鹽溶解度小，如濃碳酸納溶液中通入CO2至飽和，析出NaHCCh。2Na2co3+CO2+H2O-2NaHCO3(2)水解性活潑金屬碳酸鹽水解顯堿性如CO32- +H2O = HCO3- +OH活潑金屬酸式鹽水解顯弱堿性 如HCOv +H2O = H2CO3 + 0H-故碳酸鹽可當(dāng)堿使用，如無水碳酸鈉叫純堿。由于可溶性碳酸鹽水溶液中有OH和CO32-, 所以即可作堿又可作沉淀劑，用于別離溶液中的某些金屬離子。金屬離子與可溶性碳酸鹽的作用，有以下三種沉淀形式：假設(shè)金屬(如AI(HI)、Fe (III). Cr(HI)氫氧化物的溶解度小于相應(yīng)的碳酸鹽，那么形成氫氧 化物沉淀：如 AI

26、3+3CO32- +H2O->2A1(OH)31+3CO2 f假設(shè)金屬(如Bi(m)、Cu(H)、Mg (IDs Pb(II)等氫氧化物與碳酸鹽溶解度差不多，那么形成 堿式鹽沉淀 如2Cu2+3COF +H2O->CU2(OH)2c031+CO2假設(shè)金屬(如Cu、Sr、Ba、Ag、Cd (II)、Mn(ll)等氫氧化物溶解度大于相應(yīng)碳酸鹽， 那么形成碳酸鹽沉淀，如Ba2+4-3CO?- ->BaCO31(3)熱穩(wěn)定性：一般規(guī)律：堿金屬鹽堿土金屬鹽過渡金屬款鏤鹽碳酸鹽,碳酸氫鹽碳酸五、硅和硅的化合物1、硅的晶體是正四面體型空間網(wǎng)狀原子晶體，硬度大，熔點(diǎn)高，具有金屬光澤，半導(dǎo)體，

27、不活潑。,性質(zhì)：Si + 40H 一 = SiO44- + 2H2Si + 4HF (aq) = SiF4 + 2H2Si(s) + 02(g) 幽。SiO2(s)制備：SiO2 + 2C (s) 溫 > Si(s) + 2C0(g) AH = -690kJ/moI (制粗硅)Si(粗硅)+2Cb而溫>Si04 (分偏提純SiCb)SiCI4+2H2 ，； >Si+4HCl2、硅化氫和鹵化物硅烷：制?。篗g2Si + 4HC1 = SiH4 + 2MgeLSiCl4 + LiAlH4 = SiH4 + LiCi + AICI3性質(zhì)：甲硅烷在空氣中可以自然SiH4 + 2O2:

28、" J SiO2 + 2H2O硅的鹵化物SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2OSiF4 + 2H2O = SiO2 + 4HFSiF4 + 2Na2co3 + 2H2O = 2Na?SiF6 + HqSiO+ 2CCh （用純堿吸收，防止 SiF« 污染）SiF4 + 2F = SiF62- AH = 130.5kJ/molNa2SiF6 + 2H2O = 2NaF + SiO2 + 4HF3、二氧化硅、硅酸和硅酸鹽二氧化硅為空間網(wǎng)狀原子晶體，SiCh稱硅石，自然界中有晶體和無定形體兩種，無定形 體如硅藻土，石英是最常見的SiO?晶體。石英為原子晶體，熔點(diǎn)1600

29、C，熔融態(tài)時假設(shè)急劇 冷卻，形成石英玻璃，有許多特殊性能。SiO?是酸性氧化物，與NaOH或純堿共熔可制硅酸鈉，和堿性氧化物反響生成鹽，SiO? 一般不與酸反響，但能與氫氟酸反響。SiO2+2NaOH >Na2SiO3+H2OSiCh+2Na2cO3.溫 > NazSiCh+CO2TSiO2 + CaO 高溫> CaSiO3 （煉鐵時用氧化鈣除去鐵礦石中的脈石SiCh,生成的硅酸 鈣的熔點(diǎn)低于二氧化硅。硅酸鈣成為液體且密度小于鐵水，而浮在鐵水上。）硅酸及其鹽：硅酸的種類：H2SiO3SiO2-H2O偏（正）硅酸H4SiO4SiO2-2H2O正（原）硅酸H6Si2O72SiO2

30、-3H2OH4S13O83SiO2-2H2OH2S12O52SiO2*H2O二偏硅酸硅酸鹽硅酸鈉的水溶液俗稱水玻璃。硅酸鈉是少數(shù)幾個可溶性的硅酸鹽，由于硅酸是一種極弱 的酸，所以硅酸鹽可以和強(qiáng)酸或者相對強(qiáng)的弱酸反響，也可以和顯酸性的鹽反響。SiO32- + 2H+ = H2SiO3 （膠體或凝膠）SiO32- + 2CO2 + 2H2O = H2SiO3 I + 2HCO<SiO.?- + 2NHJ = H2SiO3 + 2NH5SiO44- + 4H2O tSi （OH） 4 + 4OH"六、非金屬材料無機(jī)非金屬材料指某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫系化合物（包括

31、硫 化物、硒化物及硫化物）和硅酸鹽、鈦酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽等含氧酸鹽為主要組成的無機(jī)材 料。包括陶驍、玻璃、水泥、耐火材料、搪究、磨料以及新型無機(jī)材料等。無機(jī)非金屬材料的名目繁多，用途各異，目前尚沒有一個統(tǒng)一而完善的分類方法。通常 把它們分為傳統(tǒng)（普通）無機(jī)非金屬材料和新型（特種）無機(jī)非金屬材料兩大類。前者指以硅酸鹽 為主要成分的材料并包括一些生產(chǎn)工藝相近的非硅酸鹽材料，如碳化硅、氧化鋁陶瓷、硼酸 鹽、硫化物玻璃、鎂質(zhì)或鋁質(zhì)耐火材料和碳素材料等。這類材料通常生產(chǎn)歷史較長、產(chǎn)量 較高、用途也較廣。后者主要指20世紀(jì)以來開展起來的、具有特殊性質(zhì)和用途的材料，如壓 電、鐵電、導(dǎo)體、半導(dǎo)體、磁性、超硬

32、、高強(qiáng)度、超高溫、生物工程材料以及無機(jī)復(fù)合材料 等。（1）水泥制造水泥的主要原料是石灰石（80%90%）、黏土（10%15%）和鐵礦粉（1%2%）。為 了控制凝結(jié)速率，還要在熟料中加入3%（以上均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)）以下的石膏。水泥生料在回轉(zhuǎn)窯 中煨燒成熟料是一個復(fù)雜的物理、化學(xué)變化過程。水泥孰料的主要成分是CaOAbO3（鋁酸一 鈣）、2CaO.SiO2（硅酸二鈣）、3CaO.AbO3（鋁酸三鈣）。熟料中加入石膏，延緩水泥硬化速率。（2）玻璃在生產(chǎn)玻璃時，熔爐里的原料熔融后發(fā)生了比擬復(fù)雜的物理、化學(xué)變化。我們可以用下 面兩個主要反響來表示：CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2TNa2CO3+S

33、iO2 -T Na2SiO3+CO2To玻璃的主要成分有：CaSiOa、Na2SiO3、SiO?。普通的玻璃三種成分的物質(zhì)的量之比 是1： 1： 4。普通的玻璃在電爐中加熱融化后再急劇冷卻得到了鋼化玻璃，鋼化玻璃的硬度 大，且碎后沒有尖銳的棱角，一般用于車窗的玻璃。玻璃中加入有色的金屬氧化物，得到了 有色玻璃，例如加入氧化亞銅得紅色玻璃，加入三氧化二缽是藍(lán)色的鉆玻璃。（3）生物陶瓷生物陶瓷指與生物體或生物化學(xué)有關(guān)的新型陶瓷，包括精細(xì)陶瓷、多孔陶瓷、某些玻璃 和單晶。根據(jù)使用情況，生物陶瓷可分為與生物體相關(guān)的植入陶瓷和與生物化學(xué)相關(guān)的生物 工藝學(xué)陶瓷。前者植入體內(nèi)以恢復(fù)和增強(qiáng)生物體的機(jī)能，是直接

34、與生物體接觸使用的生物陶 瓷。后者用于固定酶、別離細(xì)菌和病毒以及作為生物化學(xué)反響的催化劑，是使用時不直接與 生物體接觸的生物陶瓷。知識拓展常見非全屬單質(zhì)的制取方法1 .電解法電解水溶液：如：2NaCl+2H2O> 2NaOH+Chf + H2f電解熔融物：如：2KHF： > Fzt+H2T + 2KF2 .分解法：如：2KC。* > 2KC1+302TCH4 蒲湍 >C+2H22H2O2s 12H2O+O2T3 .置換法：如：Cl2+2NaBr=2NaCl+Br22H2S+O2 (缺乏)>2H2O+2S4 .氧化法：如：MnO2+4HCl(濃MnCL+C12T+2

35、H2。4NaBr+3H2sO4+MnCh=2Na2sO4+MnSO4+2Bn+3H2O2H2S+SO2=3S+2H2O5 .還原法：C+H20Zn+2HCl=ZnCl2+H2t2C+ SiO2Si+2cOf思維點(diǎn)撥6 .硅及其化合物的特殊性(1)硅的還原性比碳強(qiáng)，而碳在高溫下能從二氧化硅中還原出硅。(2)非金屬單質(zhì)與強(qiáng)堿溶液反響一般不生成氫氣，而硅與氫氧化鈉等強(qiáng)堿溶液反響產(chǎn)生氫氣。(3)非金屬單質(zhì)一般不與非氧化性酸反響，而硅不但與氫氟酸反響，而且有氫氣生成。(4)酸性氧化物一般不與酸發(fā)生復(fù)分解反響，而二氧化硅卻能與氫氟酸反響，生成四氟化硅和 水。(5)無機(jī)酸一般易溶于水，而硅酸和原硅酸卻難溶于

36、水。(6)在水溶液中，碳酸的酸性比硅酸強(qiáng)，二氧化碳與硅酸鈉反響生成碳酸鈉和硅酸沉淀。在 高溫下碳酸鈉與二氧化硅反響生成硅酸鈉和二氧化碳，其原因是在高溫條件下，生成的二氧 化碳離開反響體系而使反響進(jìn)行到底。7 .硅酸鹽組成的表示硅酸鹽是構(gòu)成地殼巖石的主要成分，種類多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通常可用二氧化硅和金屬氧化 物的形式來表示其組成。氧化物的排列順序?yàn)椋簤A性氧化物、兩性氧化物、酸性氧化物、水。堿性氧化物又以金 屬性強(qiáng)弱依次排列。原那么：各元素的原子個數(shù)比不變，價(jià)態(tài)不變。例如:高嶺土： Al2 （Si2O5） （OH） 4： Al2O3-2SiO2-2H2O正長石:K2A曲016： &O AbO3

37、6SiO2典型例題例I：以下關(guān)于硅的說法不正確的選項(xiàng)是 （）A.硅是非金屬元素，但它的單質(zhì)是灰黑色有金屬光澤的固體D.硅的導(dǎo)電性能介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料C.硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)起反響D.當(dāng)加熱到一定溫度時，硅能與氧氣、氫氣等非金屬反響解析：常溫下，硅可與氟氣、氫氟酸、強(qiáng)堿溶液反響，加熱和高溫條件下，硅能與氧氣、氧 氣起反響。選C。答案：C隨堂練習(xí)：（08湖南）宇航員在升空、返回或遇到緊急情況時，必須穿上10kg重的艙內(nèi)航天 服，神六宇航員所穿艙內(nèi)航天服是我國科學(xué)家近年來研制的新型“連續(xù)纖維增韌”航空材料做 成，其主要成分是由碳化硅陶瓷和碳纖維復(fù)合而成。以下說

38、法中不正確的選項(xiàng)是（）A.它耐高溫，抗氧化B.它比鋼鐵輕、柔韌C.它沒有固定熔點(diǎn)D.它是一種新型無機(jī)非金屬材料答案：C 例2： （1）課本上表達(dá)：“碳、硅、楮、錫的+4價(jià)化合物是穩(wěn)定的。而鉛的+2價(jià)化合物 是穩(wěn)定的據(jù)此判斷：錫的+2價(jià)化合物（如SnCb）應(yīng)具有較強(qiáng)的（填“氧化”或“還原"。下同） 性，鉛的+4價(jià)化合物應(yīng)具有較強(qiáng)的 性。PbO?與濃鹽酸可發(fā)生氧化還原反響生成Cb，該反響的化學(xué)方程式為 o我國古代煉丹中經(jīng)常使用到紅丹，俗稱鉛丹。在一定條件下鉛丹（用X表示）與硝酸能 發(fā)生如下反響：X+4HNO3=PbO2+2Pb（NO3）2+2H2Oo鉛丹的化學(xué)式是,此鉛 丹中鉛的化合價(jià)是

39、。由此反響可推測PbO是（填“酸”或“堿"，下同）性 氧化物，PbOZ是 性氧化物。種酸鈉在酸性條件下跟碘化鉀溶液反響生成亞神酸鈉（Na3AsO3）、碘單質(zhì)和水的離子反 應(yīng)方程式是 上述反響中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目是。解析：+4價(jià)穩(wěn)定，說明+2要變成+4價(jià)，化合價(jià)升高，有還原性。同樣，+2價(jià)穩(wěn)定，說明+4 價(jià)的有強(qiáng)氧化性。PbO?與濃鹽酸的反響類似于MnO?。鉛丹的化學(xué)式由方程式依據(jù)質(zhì)量守恒 求得。Pb：Qi中Pb的化合價(jià)有兩種，+2價(jià)和+4價(jià)?？梢钥闯?4價(jià)的PbO?沒有發(fā)生變化，是 酸性氧化物，而+2價(jià)的PbO變成了Pb（N0,）2,說明是堿性氧化物。（3）根據(jù)提示寫乳化還原 反響方程式。

40、答案：（1）還原、氧化 PbO2+4HCl PbCl2+C12t+2H2O Pb3O4 +2,+4堿、酸 AsO 產(chǎn) +21+2H+ =AsO33- + LI + H2O2隨堂練習(xí)：以下關(guān)于碳族元素及其化合物的性質(zhì)描述不正確的選項(xiàng)是（）A.除Pb外，+4價(jià)化合物是穩(wěn)定的RO和RCh（除CO2外）均不跟水反響RH,的穩(wěn)定性隨著相對分子質(zhì)量的增大而增大B. RH,的沸點(diǎn)從碳到鉛逐漸升高解析：此題考查碳族元素的單質(zhì)及化合物重要的相似性及變化規(guī)律。IVA元素里除了 Pb+2 價(jià)穩(wěn)定外，其余均+4價(jià)穩(wěn)定，A正確。除CO2外其氧化物均難溶于水，B正確。RH«的穩(wěn) 定性與相對分子質(zhì)量無規(guī)律性變化，

41、RH4的穩(wěn)定性與R元素的非金屬性相聯(lián)系，R的非金屬 性越強(qiáng)，RH的穩(wěn)定性越強(qiáng)。故C錯誤。選D選項(xiàng)的未考慮到鉛無氨化物。此題旨在考查學(xué) 生對碳族元素性質(zhì)的相似性和遞變性的掌握?？疾閷W(xué)生思考問題的全面性，既要考慮到相似 點(diǎn)，又要注意特殊性。答案：C、D例3： （1）氨化鉀、氟化氫的制備反響式為： K2cCh+C+2NH3=2KCN+3H2。： AH=+276kJ / molCO+NH3=HCN + H2O； AH=+46kJ/mol銀離子為負(fù)一價(jià)（CN-）,其中碳氮元素的化合價(jià)分別為。以上兩個反響是否 均為氧化還原反響？（2）制備純潔無水HCN （沸點(diǎn)299K）的另一種方法是：混合磨細(xì)的KCN和K

42、HS粉末適度 加熱試寫出這個反響式。為什么要磨細(xì)和用粉末？為什么要強(qiáng)調(diào)適度加熱？解析：據(jù)共價(jià)鍵理論，一般當(dāng)碳同非金屬性比它強(qiáng)的元素結(jié)合時，碳顯正價(jià)，氮為負(fù)價(jià)，為 -3價(jià)，所以（CN-）中碳為+2價(jià)，氮為-3價(jià)。故為氧化還原反響，為非氧化還原反響。 第二種方法制備HCN是固體與固體之間的反響，故磨細(xì)和用粉末的目的是增大外表積，加 快反響速率，據(jù)題意知，第二種方法制備HCN如溫度太低，反響速率較小，溫度太高，那么酸式鹽易分解發(fā)生副反響：2KHS->K2S + H2STo該反響的化學(xué)方程式為KCN +KHS-HCNt + K2S0隨堂練習(xí)：金屬M(fèi)可以在不同條件下發(fā)生以下五個反響：M+A-IM + B-HM+C-H+F M+D-H+AM+EI+G其中（1） A、B、C、D、E在通常情況下都是氣體，并且C是CO 2。（2）上述反響的產(chǎn)物，在不同條件下，還可和有關(guān)反響物發(fā)生以下反響：F+B-C A + GE,（3） I是一種離子