第四章 非金属及其化合物
第一讲 碳、硅及无机非金属材料
考点1 碳、硅单质及其重要化合物的性质
一、碳、硅的单质
1．存在：自然界中碳元素既有游离态，又有化合态，而硅元素因有亲氧性，所以仅有化合态。碳单质主要有金刚石、石墨、C60等同素异形体，硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类。
2．碳、硅单质的结构、物理性质与用途的比较 结构 物理性质 碳 金刚石：空间网状结构；石墨：层状结构 硅 晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构 金刚石熔点高、硬度大；石墨熔点高、质软，晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、硬度大、有滑腻感 金刚石用作切割刀具；石墨用作电极、铅笔芯 熔点高 晶体硅用作半导体材料、硅芯片和硅太阳能电池 用途 3.碳、硅单质的化学性质 碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。
??
CuO：2CuO＋C=====2Cu＋CO↑（冶炼金属）???碳?与氧化物反应SiO：SiO＋2C=====Si＋2CO↑（制取粗硅） ???HO：C＋HO（g）=====CO＋H（制取水煤气）?
?浓HSO：C＋2HSO（浓）=====CO↑＋2SO↑＋2HO?与强氧化性酸反应??
??浓HNO：C＋4HNO（浓）=====CO↑＋4NO↑＋2HO?
△
2点燃
?O（足量）：C＋O=====CO222?
与O2反应?点燃
O?2（不足）：2C＋O2=====2CO?
高温
22高温
222
△
2424222△
33222
二、碳、硅的氧化物 1．CO的性质
(1)物理性质：无色无味的气体，难溶于水。能使人中毒的原因是其与人体中血红蛋白相结合，因缺氧而中毒。
(2)化学性质
①可燃性：2CO＋O2=====2CO2。
1
点燃
②还原性：CO还原Fe2O3的反应为Fe2O3＋3CO=====2Fe＋3CO2。 2．二氧化碳与二氧化硅的比较 (1)物理性质
①熔、沸点：CO2的熔、沸点比SiO2的熔、沸点低。 ②溶解性：CO2可溶于水，SiO2不溶于水。 (2)化学性质
物质 与水反应 二氧化碳 CO2＋H2OH2CO3 二氧化硅 不反应 氢氟酸用于刻蚀玻璃： 与酸反应 不反应 SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 与碱反应 (如NaOH) 与盐反应 CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3 (如Na2CO3) 与碱性氧 与Na2O反应：CO2＋Na2O===Na2CO3 化物反应 与碳反应 (3)主要用途 CO2：化工原料、灭火剂。干冰用作制冷剂，人工降雨。
SiO2：制光学仪器、石英玻璃。水晶可制作饰品，常用来制造通讯材料光导纤维。
考点2 硅酸盐及无机非金属材料
一、硅酸和硅酸钠 1．硅酸(H2SiO3)
硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱，不能使紫色石蕊试液变红色。 (1)硅酸不稳定，受热易分解：H2SiO3=====SiO2＋H2O。
(2)硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。
2
△
高温
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O 或CO2＋NaOH===NaHCO3 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛碱液的试剂瓶不能用玻璃塞) SiO2＋Na2CO3=====Na2SiO3＋CO2↑ 高温与CaO反应：SiO2＋CaO=====CaSiO3
高温C＋CO2=====2CO 高温2C＋SiO2=====Si＋2CO↑ 高温(3)硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能力强，常用作干燥剂。 2．硅酸钠(Na2SiO3)
(1)白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃(或泡花碱)，有黏性，水溶液显碱性。 (2)它能与酸性较硅酸强的酸反应，Na2SiO3溶液与下列两种物质反应的化学方程式分别为 与盐酸反应：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。
与CO2(少量)反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3。 (3)用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。 二、硅酸盐和无机非金属材料 1．硅酸盐
(1)由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。 (2)硅酸盐组成的表示
通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成，如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，钾长石(KAlSi3O8)可表示为K2O·Al2O3·6SiO2。
2．无机非金属材料
(1)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。 ①常见硅酸盐材料比较
生产原料 主要设备 水泥 石灰石、黏土 水泥回转窑 高温玻璃 纯碱、石灰石、石英砂 玻璃窑 陶瓷 黏土 陶瓷窑 高温②玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2=====Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2=====CaSiO3＋CO2↑。
(2)新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。
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第二讲 富集在海水中的元素——卤素
考点1 氯单质及其重要化合物的性质及应用
一、氯气 1．物理性质
(1)色、味、态：黄绿色有刺激性气味的气体。 (2)水溶性：能溶于水。 (3)毒性：有毒。
2．化学性质(未特别注明的填化学方程式) (1)与金属反应
(2)与非金属反应
(3)与水反应：H2O＋Cl2(4)与碱液反应
HCl＋HClO。
(5)与还原性物质反应
二、氯的重要化合物
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1．次氯酸
(1)不稳定性：2HClO=====2HCl＋O2↑。
氯水须现用现配，保存在棕色试剂瓶中，置于冷暗处。 (2)强氧化性
①能将有色物质氧化为无色物质，有漂白性。 ②可用于杀菌、消毒。 (3)弱酸性
NaClO溶液中通入CO2，化学方程式为NaClO＋CO2＋H2O===NaHCO3＋HClO。 2．漂白粉
光（或加热）
考点2 氯气的实验室制法
1．实验室制取、收集干燥纯净氯气的装置
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高中化学第四章 非金属及其化合物知识点总结
