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非金属及其化合物
考点一 碳、硅单质及氧化物的性质
1．碳、硅的结构、存在与用途 (1)碳、硅的原子结构与存在
元素 原子结构示意图 单质的结构 元素在自然界中的存在形式 (2)碳、硅的物理性质和用途 物质 外观 硬度 导电性 用途 2．碳和硅的化学性质——还原性
石墨 黑色鳞片状固体 很小 导体 金刚石 无色晶体 自然界中硬度最大 不能导电 晶体硅 有金属光泽的灰黑色固体 硬度大 半导体 制作信息技术材料，它是半导体晶体管、硅芯片及太阳能电池等的主要成分 金刚石：空间网状结构 石墨：层状结构 既有游离态又有化合态 晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构 只有化合态 碳 硅 用作电极、铅笔芯 制作首饰等
写出①～⑥的化学方程式： ①2C＋O2=====2CO； ②CO2＋C=====2CO； ③CuO＋C=====Cu＋CO↑；
④C＋H2O(g)=====CO＋H2(制水煤气)； ⑤Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；
⑥Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
高温△高温点燃
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3．二氧化碳与二氧化硅的比较 物质 结构 物理性质 与水反应 与酸反应 SiO2 空间立体网状，无单个分子 硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水 不反应 SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O 盛碱液的试剂瓶用橡皮塞 CO2 直线形，存在单个分子 熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水 CO2＋H2OH2CO3 不反应 CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O 或CO2＋NaOH===NaHCO3 Ca(ClO)2＋CO2＋与盐反应 SiO2＋Na2CO3=====Na2SiO3＋CO2↑、 SiO2＋CaCO3=====CaSiO3＋CO2↑ 与碱性氧化物反应 与碳反应 用途 [注意] ①CO2与水反应生成H2CO3，但SiO2不溶于水，不能用SiO2与水反应制备硅酸。
②虽然SiO2既能与酸(HF)反应，又能与碱(NaOH)反应，但SiO2不是两性氧化物。 4．CO2的实验室制法
(1)反应原理：CaCO3＋2H===Ca2＋CO2↑＋H2O。
＋
＋
与碱反应 化学性质 高温H2O===CaCO3↓＋2HClO CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3 高温SiO2＋CaO=====CaSiO3 SiO2＋2C=====Si＋2CO↑ 制光学仪器、石英玻璃、光导纤维 高温高温CO2＋Na2O===Na2CO3 CO2＋C=====2CO 化工原料、灭火剂、制冷剂、人工降雨 高温(2)发生装置：启普发生器。 5.硅的工业制法及提纯
石英砂――→粗硅――→SiCl4――→高纯硅 高温加热高温涉及的化学方程式：
①SiO2＋2C=====Si＋2CO↑； ②Si＋2Cl2=====SiCl4； ③SiCl4＋2H2=====Si＋4HCl。 6．硅及其氧化物的特性
△△高温①焦炭
②氯气
③氢气
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物质 一般规律 硅的还原性比碳强 特性 SiO2＋2C=====Si＋2CO↑ Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑ Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑ 硅为半导体 SiO2不溶于水，不与水反应 SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 高温Si 非金属单质与强碱反应一般不生成氢气 非金属单质一般不与非氧化性酸反应 一般非金属单质为绝缘体 酸性氧化物一般与水反应生成相应的酸 酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应 SiO2 “较强酸制较弱酸”是复分解反应的一般规律，碳酸酸性大于硅酸Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3 [题点全练]
题点(一) 碳、硅及其氧化物的性质及应用
1．(1)下列物质能与单质硅起化学反应的是________。
①浓HNO3 ②水 ③浓H2SO4 ④氢氟酸 ⑤NaOH溶液 ⑥氟气 ⑦氯气 (2)下列事实能说明非金属性：C>Si的是________。
①硬度：金刚石>晶体硅 ②熔沸点：SiO2>CO2 ③酸性：H2CO3>H2SiO3 ④稳定性：CH4>SiH4 ⑤CO2通入Na2SiO3溶液中产生白色沉淀 ⑥高温下，SiO2与Na2CO3反应 ⑦相同条件下，碱性：Na2SiO3(aq)>Na2CO3(aq)
答案：(1)④⑤⑥⑦ (2)③④⑤⑦
2．(2018·信阳模拟)为检验二氧化碳气体中是否混有一氧化碳，某课外兴趣小组的同学设计了如下图所示的实验装置：根据装置回答问题：
Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑ 高温
(1)A装置的作用是____________。
(2)实验后怎样处理尾气________，发生反应的化学方程式为______________________。 (3)若实验时观察到__________________________________________________，则证明原气体中一定含有一氧化碳。
解析：(1)除去混合气体的CO2时，可先将混合气体通入盛有浓NaOH溶液的洗气瓶中，故A装臵的作用是吸收CO2，以排除对下面实验的干扰。
(2)CO有毒，故将CO点燃生成CO2才能排放到空气中。
(3)CO还原CuO的实验现象是黑色粉末变成红色，故利用这一现象来证明原气体中一