第一節(jié)
碳、硅及無機(jī)非金屬材料


　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1.了解碳、硅元素單質(zhì)及其重要化合物的制備方法，掌握其主要性質(zhì)及其應(yīng)用。
2．了解碳、硅元素單質(zhì)及其重要化合物對(duì)環(huán)境的影響。

考點(diǎn)(一)　碳及其化合物 【精講精練快沖關(guān)】
[知能學(xué)通]
1．碳單質(zhì)
(1)碳單質(zhì)的存在形式有金剛石、石墨、無定形碳、足球烯，它們互為同素異形體。
(2)結(jié)構(gòu)
金剛石：正四面體形空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；石墨：平面正六邊形層狀結(jié)構(gòu)。
(3)物理性質(zhì)：金剛石熔點(diǎn)高、硬度大；石墨熔點(diǎn)高、質(zhì)軟，有滑膩感，電的良導(dǎo)體。
(4)主要化學(xué)性質(zhì)——還原性
①與O2反應(yīng)
O2足量：C＋O2CO2；O2不足：2C＋O22CO。
②與氧化物反應(yīng)
CuO：2CuO＋C2Cu＋CO2↑(冶煉金屬)；
SiO2：SiO2＋2CSi＋2CO↑(制取粗硅)；
H2O：C＋H2O(g)CO＋H2(制取水煤氣)。
③與強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)
濃H2SO4：C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；
濃HNO3：C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。
(5)用途：金剛石用于制造切割刀具；石墨用于制造電極、鉛筆芯。
2．一氧化碳(CO)
(1)物理性質(zhì)：無色氣體，有毒，難溶于水。
(2)化學(xué)性質(zhì)——還原性
①燃燒：2CO＋O22CO2，淡藍(lán)色火焰；
②還原CuO：CuO＋COCu＋CO2(冶煉金屬)。
3．二氧化碳(CO2)
(1)一種無色、無味的氣體，能溶于水，固態(tài)CO2俗稱干冰。
(2)與H2O、Na2O、Ca(OH)2(足量、澄清)、Mg反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為CO2＋H2OH2CO3、Na2O＋CO2===Na2CO3、CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O、2Mg＋CO22MgO＋C。
(3)CO2在自然界中的循環(huán)
CO2的主要來源
大量含碳燃料的燃燒
自然界消耗
CO2的主要反應(yīng)
①溶于江水、海水中：CO2＋H2OH2CO3；
②光合作用將CO2轉(zhuǎn)化為O2；
③巖石的風(fēng)化：CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2
4.碳酸(H2CO3)
弱酸性、不穩(wěn)定性。碳酸(H2CO3)只能存在于水中。H2CO3在水中與CO2共存，因此常把CO2＋H2O當(dāng)碳酸用。
5．碳酸的酸式鹽和正鹽的比較
(1)在水中的溶解性
①含K＋、Na＋、NH的正鹽易溶于水，其余一般不溶于水；酸式鹽均能溶于水。
②一般來說，在相同溫度下，難溶性正鹽溶解度小于其酸式鹽溶解度，如溶解度：Ca(HCO3)2>CaCO3；可溶性正鹽溶解度大于其酸式鹽溶解度，如溶解度：Na2CO3>NaHCO3。
(2)熱穩(wěn)定性
一般來說，熱穩(wěn)定性順序?yàn)檎}>酸式鹽>碳酸，如穩(wěn)定性：Na2CO3>NaHCO3>H2CO3；可溶性正鹽>難溶性正鹽，如CaCO3高溫分解，而K2CO3不易分解。
(3)水溶液酸堿性強(qiáng)弱
物質(zhì)的量濃度相同時(shí)，正鹽溶液的pH大于其酸式鹽溶液，如pH：Na2CO3溶液>NaHCO3溶液。

[題點(diǎn)練通]

碳及其化合物的性質(zhì)
1.(2019·合肥瑤海區(qū)模擬)碳和碳的化合物間的部分轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是(　　)
A．由碳酸轉(zhuǎn)化成 X 一定要在加熱條件下進(jìn)行
B．由碳轉(zhuǎn)化為 X 一定發(fā)生的是化合反應(yīng)
C．物質(zhì) X 一定是二氧化碳
D．若使一氧化碳轉(zhuǎn)化成 X，只能通過一氧化碳在空氣(或氧氣)中燃燒獲得
解析：選C　由轉(zhuǎn)化關(guān)系圖可知，X是二氧化碳，碳酸在常溫下就容易分解生成二氧化碳，故A錯(cuò)誤，C正確；在高溫的條件下，碳能與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，該反應(yīng)屬于置換反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；一氧化碳還可以通過還原氧化鐵或還原氧化銅等方法轉(zhuǎn)化成二氧化碳，故D錯(cuò)誤。
2．將足量CO2通入KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物質(zhì)的量(n)和通入CO2體積(V)的關(guān)系正確的是(　　)

解析：選D　依次發(fā)生的反應(yīng)為Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，2KOH＋CO2===K2CO3＋H2O，K2CO3＋CO2＋H2O===2KHCO3，CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2。
3．確定混合氣體(CO、CO2)中含有CO氣體的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法如圖所示。

請(qǐng)回答下列問題：
(1)填寫下列指定裝置的作用。
A：_______________________。B：__________________________________________。
E：_______________________。F：____________________________________________。
(2)寫出C中的化學(xué)方程式：_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)確定混合氣體中含有CO氣體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：____________________________________
________________________________________________________________________。
(4)寫出除去下列氣體中混有的雜質(zhì)(括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì))可采取的方法。
①CO(CO2)： ___________________________________________________________。
②CO2(CO)： ___________________________________________________________。
答案：(1)A：除去混合氣體中的CO2氣體　B：檢驗(yàn)混合氣體中CO2是否除盡　E：除去尾氣中的CO2氣體　F：除去尾氣中的CO氣體，防止污染環(huán)境
(2)CO＋CuOCu＋CO2
(3)B中無明顯現(xiàn)象，C中的物質(zhì)由黑色變成紅色，D中的澄清石灰水變渾濁
(4)①通過盛有濃NaOH溶液的洗氣瓶，再通過盛有濃硫酸的洗氣瓶　②通過盛放灼熱CuO的硬質(zhì)玻璃管


CO2通入稀的堿溶液中反應(yīng)產(chǎn)物的判斷(以KOH為例)
可能發(fā)生的反應(yīng)：CO2＋2KOH===K2CO3＋H2O?、?br /> CO2＋KOH===KHCO3　②
當(dāng)≥時(shí)，只發(fā)生反應(yīng)①，產(chǎn)物為K2CO3、H2O；
當(dāng)≤時(shí)，只發(fā)生反應(yīng)②，產(chǎn)物為KHCO3；
當(dāng)

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