1、 1 北京部分初级职称考试无机非金属材料复习题 【考纲解读】 1.了解碳和硅元素的单质及其化合物物的性质和应用，掌握碳族元素在元素周期表中的位置及其性质的关系。 2.了解碳的氧化物对大气的污染及其防治 3.了解硅元素单质及其化合物与无机非金属材料的关系 4.碳与硅单质及化合物知识的综合应用 【高考预测】 1.碳族元素的递变规律，碳、二氧化碳、一氧化碳、碳酸盐的性质及制法 2.晶体硅及金刚石，二氧化碳与二氧化硅在晶体类型、熔沸点高低上的判断，硅和硅酸盐的化学性质及重要用途 3.利用碳和硅单质及其化合物 的性质及其转化关系进行综合实验和实验探究、物质推断和相互计算；二氧化碳分别与二氧化硅、二氧化硫
2、的性质比较及综合拓展。 4。碳、硅的结构及其在周期表中位置在元素推断题中常考。 一、碳单质及其性质 1碳的同素异形体 碳的同素异形体有金刚石（原子晶体）、石墨（过渡型晶体）、 C60（分子晶体）、无定形炭（如木炭、活性炭等）。不同的同素异形体，具有不同的物理性质。 同素异形体的比较 同素异形体 金刚石 石墨 C60 2 晶体结构 正四面体，空间网状的原子晶体 平面层状正六边形结构，层间以范德华力相结合 笼状结构，型似 足球，分子间以范德华力结合成分子晶体 主要性质 熔点和沸点较高，硬度大，难溶于溶剂，不能导电 熔点很高，质软有滑腻感，是电的良导体 易与金属掺杂形成超导体 主要用途 钻具、装饰品
3、 润滑剂、电极、铅笔芯、耐火材料 高温润滑剂、耐热防火材料 误区警示 同素异形体与同位素这两个概念容易混淆，区分的关键是要分清物质类别：同素异形体指的是单质，而同位素是原子。 例 1：（ 2013江苏化学 6）甲、乙、丙、丁四种物质中，甲、乙、丙均含有相同的某种元素，它们之间具有如下转化关系： 甲 丁 乙 丙丁甲。下列有关物质的推断不正确的是 A.若甲为焦炭，则丁可能是 O2B.若甲为 SO2，则丁可能是氨水 C.若甲为 Fe，则丁可能是盐酸 D.若甲为 NaOH溶液，则丁可能是 CO2 【参考答案】 B 3 二、一氧化碳和二氧化碳的比较 CO CO2 氧化物类型 不成盐氧化物 酸性氧化物 物
4、理性质 无色、无味、有毒气体，比空气轻、难溶于水 无色、无味气体，比空气重，常温下 1体积 H2O 溶解 1体积CO2 化学类型 酸碱性 不反应 与盐 Ca(ClO)2、 Na2SiO3、NaAlO2、 C6H5ONa 可燃性 2CO + O2 22CO2 不能燃烧，一般情况下不助燃 氧化还原性 有 还 原 性 3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2 CO + H2O (g) CO2 + H2 无还原性，有弱氧化性 CO2 + C 2CO CO2 + 2Mg 22MgO + C 实 验室制法 CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2 工 业制法 C + H2O(g
5、) CO + H2 CaCO CaO + CO2 检 验方法 点燃后在火焰上方罩上干燥的烧杯，无水雾出现，罩沾有澄清的石灰水的烧杯，出现浑浊 使澄清的石灰水变浑浊 主 要用 燃料、还原剂、化 灭火剂、致冷剂、人工降雨、制纯碱、4 途 工原料 尿素等作用 【规律方法】除杂方法： CO 中混有 CO2 ，通过盛有澄清石灰水的洗气瓶。 CO2 中混有 CO，通过硬质玻璃管中灼热的 CuO. CO2 中混有 SO2、 HCl，通过盛有饱和碳酸钠溶液的洗气瓶 三、二氧化碳实验室制法： 在实验室里，常用稀盐酸跟大理石（或石灰石）反应来 制得二氧化碳，这个反应在常温时就能进行，因而不需要酒精灯等加热装置。反
6、应物大理石是固体，可装在锥形瓶或平底烧瓶里；盐酸是液体，可由长颈漏斗加入。如下表所示： 药品 碳酸钙和稀盐酸 反应原理 CaCO3 + 2HCl =CaCl2 + H2O + CO2 实验装置 发生装置：与制 H2的发生装置相同 收集装置：一般只能用向上排空气法收集 检验 用澄清石灰水 验满 用燃着的木条伸到瓶口，若木条熄灭，则收集已满 【特别提醒】 实验室制取 CO2不能用稀硫酸代替稀盐酸，因为 CaCO3与 H2SO4反应生成 的 CaSO4是 一种微溶于水的物质，它覆盖在 CaCO3表面，阻止了反应的进一步进行。 也不要用 Na2CO3 和稀盐酸反应，因为它们的反应速度太快，不利于控制反
7、应的进行。 不可用浓盐酸，浓盐酸易挥发出 HCl 气体，使 CO2不纯。 5 实验室制得的 CO2 往往含有少量的 HCl 气体，如果把这种 CO2 气体通入石灰水中，将看不到变浑浊的现象，因为 HCl 溶于水，使 CO2 与石灰水反应产生的 CaCO3溶解而生成可溶性的 CaCl2， 例 2：（ 2013上海化学 21）一定条件下，将 0.1LCO、 0.2LCO2、 0.1LNO、 0.2LNO2和 0.2LNH3混合，然后通过分别盛有足量蒸馏水、饱和碳酸氢钠溶液和氢氧化钠溶液的三个洗气瓶（洗气瓶排列顺序不确定）。假设气体通过每个洗气瓶都能充分反应则尾气（已干燥） A.可能是单一气体 B.
8、不可能含有一氧化碳 C.可能存在原气体中的两种气体 D.成分和洗气瓶的排列顺序无关 【答案】 AC 四、碳酸盐及碳酸氢盐的性质分析 1. 碳酸盐及碳酸氢盐的性质 溶解性：碱金属及 NH4+的碳酸盐易溶于水，其余的碳酸盐难溶于水；碳酸氢盐都易溶于水。 与酸反应放出 CO2。 受热易分解： 难溶的 碳酸盐受热易分解（如 CaCO3），可溶的碳酸盐受热不易分解（如 Na2CO3）。碳酸氢盐受热都易分解为碳酸盐： Ca(HCO3)2 =CaCO3 + CO2 + H2O 相互转化： 6 2.碳酸钠与 .碳酸氢钠性质比较 比较项目 碳酸钠 碳酸氢钠 俗名 苏打 小苏打 物理性质 色态 白色固体 白色固体
9、 溶解性（在水中） 易溶 较易溶 化学性质 与盐酸反应 Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2 +2H2O NaHCO3+HCl=NaCl+CO2 + H2O 与氢氧化钠反应 不反应 NaHCO3+NaOH=Na2CO3+ H2O 与氯化钙反应 Na2CO3+CaCl2=CaCO3+2 NaCl 不反应 稳定性 稳定 受热易分解 转化 Na2 CO3 NaHCO3 用途 玻璃、造纸、发酵粉、治胃病 特别提醒 ：一般的，在相同温度下酸式盐的溶解度比相应正盐的大，但是碳酸钠与碳酸氢钠例外：溶解度碳酸钠碳酸氢钠。 例 3：（ 2013广东理综 10）下列叙述和均正确并且有因果关系的是 7 答案：
10、 五、硅及其化合物的性质、用途 1单质硅的性质、用途 硅常温下性质稳定 ，高温时性质活泼，主要表现为还原性。 硅 物理性质 灰黑色固体，有金属光泽，硬而脆，熔沸点高，是良好的半导体材料 还原性 与单质反应 Si + O2 SiO2 Si + 2F2 SiF4 与酸反应 Si + 4HF SiF4 + 2H2 与碱溶液反应 Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3 +2H2 用途 制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可制成太阳能电池，制变压器铁芯，制耐酸设备。 2二氧化硅的性质、用途 二氧化硅 存在 岩石、硅石、石英等 8 物理性质 纯净的二氧化硅是无色晶体，质硬而难溶于水。 化学性质
11、 与水 不能与水反应 与酸 除 HF外不反应 与 NaOH 溶液 SiO2+2NaOH Na2SiO3 +2H2 O 与 CaO SiO2 +CaO CaSiO3 与 Na2CO3 固体 SiO2+Na2CO3 CO2 + Na2SiO3 用途 用于光纤通信、光学仪器、钟表、电子部件 例 4：（ 2013江苏化学 4）下列有关物质性质的应用正确的是 A.液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂 B.二氧化硅不与强酸反应，可用石英 器皿盛放氢氟酸 C.生石灰能与水反应，可用来干燥氯气 D.氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝 【参考答案】 A 【特别提醒】 1 Si的还原性大于 C，但 C却能在高
12、温下还原出 Si： 2C SiO2 2非金属单质跟碱液作用一般无 H2 放出，但 Si 却放出 H2： Si 2Na2OH H2O 3非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但 Si 能与 HF作用： Si+4HF 9 4非金属单质一般为非导体，但 Si为 。 5 SiO2是 H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接将它与水作用制备 H2SiO3。 6非金属氧化物的熔沸点一般较低，但 SiO2的熔沸点却 。 7酸性氧化物一般不与酸作用，但 SiO2能跟 HF作用： SiO2 4HF 8无机酸一般易溶于水， H2SiO3却难溶于水。 9因碳酸的酸性强于硅酸，所以在 Na2SiO3 溶液中通入 CO2
13、 能发生下列反应：Na2SiO3 +CO2+H2O ，但在高温下 2Na2CO3+SiO2 也能发生。 10 Na2SiO3的水溶液称水玻璃，但它与玻璃的成分大不相同，硅酸钠水溶液（即水玻璃）俗称 ，但它却是 的溶液，并不是 溶 液。 11要特别注意硅和二氧化硅的用途。例如 :硅是良好的半导体材料，用来制造计算机的芯片，二氧化硅是制取光导纤维的主要原料。 六、硅及二氧化硅的结构 1硅与二氧化硅都是原子晶体，其结构模型可由金刚石的结构类推，如果将金刚石结构中的碳原子全部用硅原子替换，则为硅晶体。在硅晶体中，每两个硅原子之间加一个氧原子，即为二氧化硅晶体（如图所示）。 10 2它们的基本结构单元均
14、为正四面体，向空间发展为立体网状结构。 3在它们的结构中含有很强的作用共价键，因此它们均属于高熔沸点、高硬度的物质 。 【误区警示】要注意金刚石、硅、二氧化硅中原子个数与共价键数的关系。在金刚石和硅晶体中原子个数与共价键数的比值为 1： 2而不是 1： 4；在二氧化硅中硅原子个数与共价键数的比值为 1： 4，氧原子个数与共价键数的比值为 1： 2。 七、无机非金属材料 1传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的比较 传统硅酸盐材料 新型无机非金属材料 重要材料 水泥、玻璃、陶瓷等 高温结构陶瓷、光导纤维等 优点 抗腐蚀、耐高温 抗腐蚀、耐高温 缺点 质脆经不起热冲击 特性 耐高温、强度高、具有电学特性、具有光学特性、具有生物功能。 2玻璃小结： 普通玻璃熔化后急剧冷却得钢化玻璃；熔化后加入氧化铅得光学玻璃；熔化后加
