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专题四 非金属及其化合物 考点一：碳、硅 碳、硅、二氧化碳、二氧化硅 物理性质 物质 石墨 金刚石 晶体硅 二氧化碳 二氧化硅 晶体类型 混合型 原子晶体 原子晶体 分子晶体 原子晶体 熔点 3652℃ 3550℃ 1420℃ -56.6℃ 1723℃ 导电性 导体 不能导电 半导体 不能导电 不能导电 用途 用作电极、铅笔芯 制作首饰 信息技术材料，半导体晶体管、硅芯片、光电池板 制饮料、碳酸盐 光导纤维、 光学仪器 单质的化学性质 单质 碳 硅 与单质 ↑ 与氧化物 不反应 与酸 与氧化性酸反应 不与HNO3、H2SO4等反应， 只与HF反应： Si+4HF=SiF4↑+2H2↑ 水作氧化剂 Si+2NaOH+H2O=NaSiO3+2H2↑ 氧化物的化学性质 氧化物 二氧化碳 二氧化硅 与酸 不反应 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 与碱 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O CO2+NaOH=NaHCO3 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O （盛放碱液的试剂瓶不能用玻璃塞） 与盐 Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3 与碱性氧化物 CO2+Na2O=Na2CO3 与单质 硅酸 硅酸不溶于水，酸性比碳酸酸性弱，不能使紫色石蕊溶液变红 硅酸不稳定，受热易分解： 硅酸能与碱溶液：H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O 硅酸在水中易聚集成胶体。硅胶吸附水分子能力强，常用作干燥剂 硅酸盐 硅酸盐只有硅酸钠、硅酸钾可溶，不存在硅酸铵，因为 硅酸钠： 易溶于水，其水溶液称水玻璃，有黏性，可作黏合剂 与酸性比硅酸强的酸反应：如盐酸、CO2水溶液等 硅及其氧化物的“亲氟性” Si+2F2=SiF4 非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但Si+4HF=SiF4↑+2H2↑ 酸性氧化物一般不与酸反应，但SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O，所以氢氟酸不能保存在玻璃瓶中，常保存在塑料瓶中 金刚砂（SiC）、氮化硅（Si3N4）属原子晶体，性质很稳定，但SiC+4HF=SiF4↑+CH4↑， Si3N4+16HF=4NH4F+3SiF4↑ 无机非金属材料 陶瓷 普通玻璃 水泥 主要成分 硅酸盐 Na2SiO3、CaSiO3、2SiO2 硅酸盐 原料 黏土 石灰石、纯碱、石英 石灰石、黏土 主要化学反应 Na2CO3+ SiO2Na2SiO3+ CO2↑ CaCO3+ SiO2CaSiO3+ CO2↑ 主要设备 陶瓷窑 玻璃窑 水泥回转窑 碳、硅及其化合物特殊性质总结： 一般情况下，非金属单质元素熔、沸点低，硬度小，但晶体硅、金刚石熔、沸点高，硬度大，其中金刚石是自然界中最坚硬的物质 一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体 Si的还原性比C强，但C在高温条件下可将Si从SiO2中还原出来 非金属单质与碱反应一般既做氧化剂又做还原剂，并且无氢气放出，但Si与强碱溶液反应只做还原剂 无机酸一般易溶于水，但H2SiO3不溶于水 H2CO3的酸性强于H2SiO3，所以可发生反应 但在高温条件下，可发生碳酸钠与二氧化硅的反应 课后练习： 二氧化硅又称硅石，是制备硅及其化合物的重要原料，下列说法正确的是（ ） SiO2既能与HF反应，又能与NaOH反应，属于两性氧化物 SiO2和Si都是光导纤维材料 在硅胶中加入CoCl2可显示硅胶吸水是否失效 硅石转化为硅的所有反应都是非氧化还原反应 下列有关物质性质的应用正确的是（ ） 液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂 二氧化硅不与强酸反应，可用石英器皿盛放氢氟酸 生石灰能与水反应，可用来干燥氯气 氯化铝是一种电解质，可用于电解制铝 下列关于硅单质及其化合物说法正确的是（ ） eq \o\ac(○,1)硅是非金属元素，但硅单质能导电 eq \o\ac(○,2)水泥、玻璃、沙子都是硅酸盐制品 eq \o\ac(○,3)高纯度的硅单质广泛应用于制作光导纤维 eq \o\ac(○,4)陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料 A. eq \o\ac(○,1) eq \o\ac(○,2) B. eq \o\ac(○,2) eq \o\ac(○,3) C. eq \o\ac(○,1) eq \o\ac(○,4) D. eq \o\ac(○,3