高考化学一轮复习专题4.1碳、硅及其无机非金属材料（讲）（含解析）

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1、专题4.1　碳、硅及其无机非金属材料1.了解C、Si元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。2.了解C、Si元素单质及其重要化合物对环境的影响。知识点一碳及其重要化合物1．碳单质(1)结构、存在形态、物理性质和用途存在形态游离态和化合态结构金刚石：空间网状结构；石墨：层状结构同素异形体金刚石、石墨、C60、C70物理性质金刚石：熔点高、硬度大；石墨：硬度小、电的良导体、有滑腻感用途金刚石用作切割刀具，石墨用作电极、铅笔芯、高温润滑剂(2)主要化学性质——还原性可燃性2C＋O2(不足)2CO、C＋O2(足量)CO2与氧化物反应CuO：2C

2、uO＋C2Cu＋CO2↑(冶炼金属)SiO2：SiO2＋2CSi＋2CO↑(制取粗硅)H2O：C＋H2O(g)CO＋H2(制取水煤气)与强氧化性酸反应浓H2SO4：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O浓HNO3：C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O2．一氧化碳(CO)(1)物理性质无色气体，有毒，难溶于水。(2)化学性质——还原性①燃烧：2CO＋O22CO2，淡蓝色火焰；②还原CuO：CuO＋COCu＋CO2(冶炼金属)。3．二氧化碳(CO2)(1)物理性质：CO2是一种无色、无味的气体，能溶于水，固态CO2俗称干冰。(2)

3、化学性质：与H2O、Na2O、Ca(OH)2(足量、澄清)、Mg反应的方程式分别为CO2＋H2OH2CO3、Na2O＋CO2===Na2CO3、CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O2Mg＋CO22MgO＋C。(3)CO2在自然界中的循环①CO2的主要来源：大量含碳燃料的燃烧。②自然界消耗CO2的主要反应：a．溶于江水、海水中：CO2＋H2OH2CO3；b．光合作用将CO2转化为O2；c．岩石的风化：CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2。(4)CO、CO2气体的除杂方法CO中混有CO2通过盛有NaOH溶液的洗气瓶，然后干燥气体

4、CO2中混有CO通过盛有灼热CuO的硬质试管CO2中混有少量SO2或HCl通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，然后干燥气体①澄清石灰水只用于检验CO2，不能用于除去混合气体中的CO2，应用NaOH溶液除去；②CO2、SO2通入CaCl2或BaCl2溶液均无沉淀产生4．碳酸(H2CO3)弱酸、不稳定。碳酸(H2CO3)只能在水中存在。H2CO3在水中与CO2共存，因此常把CO2＋H2O当碳酸用。5．碳酸的酸式盐和正盐的比较(1)在水中的溶解性①含K＋、Na＋、NH的正盐易溶于水，其余一般不溶于水；酸式盐均能溶于水。②一般来说，在相同温度下，难溶性正盐溶解

5、度小于其酸式盐溶解度，如溶解度：Ca(HCO3)2>CaCO3；可溶性正盐溶解度大于其酸式盐溶解度，如溶解度：Na2CO3>NaHCO3。(2)热稳定性一般来说，热稳定性顺序为正盐>酸式盐>碳酸，如稳定性：Na2CO3>NaHCO3>H2CO3。可溶性正盐>难溶性正盐，如CaCO3高温分解，而K2CO3不易分解。(3)水溶液酸碱性物质的量浓度相同时，正盐溶液的pH大于其酸式盐溶液，如pH：Na2CO3溶液>NaHCO3溶液。(4)与酸的反应①CaCO3与盐酸反应的离子方程式：CaCO3＋2H＋===H2O＋CO2↑＋Ca2＋。②Ca(HCO3)2与盐酸反

6、应的离子方程式：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑。(5)与碱的反应①Na2CO3与Ca(OH)2反应的离子方程式：CO＋Ca2＋===CaCO3↓。②NaHCO3与足量Ca(OH)2反应的离子方程式：HCO＋Ca2＋＋OH－===CaCO3↓＋H2O。Ca(OH)2与足量NaHCO3反应的离子方程式：Ca2＋＋2OH－＋2HCO===CaCO3↓＋CO＋2H2O。【典例1】（湖南雅礼中学2019届模拟）用四种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是(　　)选项操作及现象溶液A通入CO2，溶液变浑浊饱和Na2CO3溶液B通入CO2，溶

7、液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失Na2SiO3溶液C通入CO2，溶液变浑浊，再加入品红溶液，红色褪去Ca(ClO)2溶液D通入CO2，溶液变浑浊，继续通CO2至过量，浑浊消失，再加入足量NaOH溶液，又变浑浊澄清石灰水【答案】B【解析】A项，由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3，Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，因而会析出NaHCO3晶体，正确；B项，CO2＋Na2SiO3＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓，CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3，H2SiO3与CO2不反应，浑浊不会消失，错误；C项，CO2＋C

8、a(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，溶液变浑浊后加入品红溶液，