2010屆高三化學(xué)碳族元素

1、目的 根據(jù)碳族元素在周期表中的特殊位置及原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，認(rèn)識該族元素非金屬性金屬性的遞變規(guī)律 運(yùn)用分析比較的方法，掌握金剛石和晶體硅的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，從而理解他們性質(zhì)上的共同點(diǎn)和區(qū)別 通過比較，掌握CO和CO2,CO2和SiO2,H2CO3和H2SiO3性質(zhì)上的相似點(diǎn)和不同點(diǎn) 掌握碳酸鹽的檢驗(yàn)方法，了解幾種硅酸鹽的存在，性質(zhì)和用途 掌握工業(yè)生產(chǎn)水泥，普通玻璃的原料及生產(chǎn)普通玻璃的主要反應(yīng)原理第一頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 三十八分。一、碳族元素 碳族元素： 6C 14Si 32Ge50Sn 82Pb IVA 碳 硅 鍺 錫 鉛原子半徑依次增大，吸引電子的能力依次減弱，非金屬性逐漸減弱，金屬性逐漸增強(qiáng)。最外

2、層都有4個(gè)電子，既可以失電子有可以得電子，是最容易形成共價(jià)化合物的族。常見化合價(jià)有-4,0,+2,+4。第二頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 三十八分。二、碳單質(zhì)及其化合物 碳單質(zhì)(有多種同素異形體)結(jié)構(gòu)：第三頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 三十八分。二、碳單質(zhì)及其化合物 性質(zhì)金剛石石墨富勒烯顏色無色透明(晶體)鐵黑色至深鋼灰色(光澤)熔沸點(diǎn)很高很高低溶解度一般不溶解難溶有機(jī)溶劑硬度最大質(zhì)軟小導(dǎo)電性不導(dǎo)電導(dǎo)電不導(dǎo)電第四頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 三十八分。二、碳單質(zhì)及其化合物(1)還原性2C+O2=2COC+O2=CO2C+2S=CS2C+2CuO=2Cu+CO2C+CuO=Cu+CO3C+2Fe2O3=4Fe+3

3、CO2C+H2O=H2+CO3C+CaO=CaC2+CO2C+SiO2=Si+2CO3C+SiO2=SiC+2COC+4HNO3=CO2+4NO2+2H2OC+2H2SO4=CO2+2SO2+2H2O第五頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 三十八分。二、碳單質(zhì)及其化合物(2)氧化性C+2H2=CH4(困難) 氧化物(COCO2)第六頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 三十八分。二、碳單質(zhì)及其化合物(1)性質(zhì)COCO2顏色狀態(tài)氣味無色無味氣體 無色無味氣體溶解度不溶于水1:1毒性劇毒無毒第七頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 三十八分。二、碳單質(zhì)及其化合物COCO2(還原性)CO+CuO=Cu+CO2CO+H2O=H2+CO23C

4、O+Fe2O3=2Fe+3CO2(氧化性)CO2+2Mg=2MgO+C不成鹽氧化物酸性氧化物的通性CO2+H2O=H2CO3CO2+CaO=CaCO3CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O第八頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 三十八分。二、碳單質(zhì)及其化合物(2)制取COCO2原理HCOOHH2O+COCaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2藥品甲酸、濃硫酸大理石、稀鹽酸(稀硝酸)裝置液液加熱啟普發(fā)生器除雜堿石灰飽和小蘇打液、濃硫酸收集排水法向上排空氣法檢驗(yàn)燃燒的木條(澄清石灰水)尾氣點(diǎn)燃排空或者堿吸收第九頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 三十八分。二、碳單質(zhì)及其化合物【討論】工業(yè)上如何制取CO和CO2

5、？煅燒石灰石焦炭通過高溫水蒸氣第十頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 三十八分。二、碳單質(zhì)及其化合物 碳酸和碳酸鹽(1)碳酸是一種二元弱酸，酸性較弱，但能使紫色石蕊試液變紅，具備酸的通性。(2)碳酸鹽酸式鹽：NaHCO3Ca(HCO3)2正鹽： Na2CO3CaCO3第十一頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 三十八分。二、碳單質(zhì)及其化合物【討論】請寫出以下反應(yīng)的離子方程式1、長時(shí)間煮沸小蘇打溶液2、蘇打溶液中慢慢滴入少量稀鹽酸3、小蘇打溶液中加入燒堿4、小蘇打溶液中加入少量(大量)石灰水5、含0.04mol小蘇打的溶液中加入含0.03mol熟石灰的石灰水6、碳酸氫鈣溶液中加入少量(大量)燒堿(石灰水)第十二頁，編輯于

6、星期一：八點(diǎn) 三十八分。二、碳單質(zhì)及其化合物2HCO3-=H2O+CO2+CO32-CO32-+H+=HCO3-HCO3-+OH-=H2O+CO32-2HCO3-+2OH-+Ca2+=CaCO3+2H2O+CO32-HCO3-+OH-+Ca2+=CaCO3+H2O4HCO3-+3Ca2+4OH-=3CaCO3+4H2O+CO32-Ca2+ HCO3-+OH-=CaCO3+H2OCa2+2HCO3-+2OH-=CaCO3+2H2O+CO32-Ca2+ HCO3-+OH-=CaCO3+H2O第十三頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 三十八分。 硅單質(zhì)(1)結(jié)構(gòu)：見金剛石(2)性質(zhì)：灰色(黑色)晶體或無定形化學(xué)

7、性質(zhì)以還原性為主Si+O2=SiO2Si+2F2=SiF4Si+2FeO=2Fe+SiO2Si+4HF=SiF4+2H2Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2三、硅單質(zhì)及其化合物第十四頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 三十八分。三、硅單質(zhì)及其化合物(3)制取SiO2+2C=Si+2CO(電爐)Si+2Cl2=SiCl4(高溫)SiCl4+2H2=Si+4HCl(高溫)(4)用途重要的半導(dǎo)體材料【討論】有哪些元素可以作半導(dǎo)體材料？鎵銦鉈;硅鍺;砷銻鉍;硒碲第十五頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 三十八分。三、硅單質(zhì)及其化合物 氧化物1、結(jié)構(gòu)：2、性質(zhì):白色或無色的固體或晶體，原子晶體，熔沸點(diǎn)很高，硬度較大

8、。第十六頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 三十八分。三、硅單質(zhì)及其化合物(1)酸性氧化物SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+CaO=CaSiO3 SiO2+CaCO3=CaSiO3+CO2SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2(2)氧化性SiO2+3C=SiC+2COSiO2+2C=Si+2CO(3)特性SiO2+4HF=SiF4+2H2O第十七頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 三十八分。三、硅單質(zhì)及其化合物3、水泥工業(yè)原料：石灰石、粘土、石英、石膏流程見下：第十八頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 三十八分。三、硅單質(zhì)及其化合物普通水泥的成分：硅酸三鈣 3CaOSiO2硅酸二鈣 2CaOSiO2氯

9、酸三鈣 3CaOAl2O3第十九頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 三十八分。三、硅單質(zhì)及其化合物玻璃工業(yè)原料：石灰石、純堿、石英原理見前；玻璃成分：Na2SiO3,CaSiO3,SiO2第二十頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 三十八分。三、硅單質(zhì)及其化合物 硅酸與原硅酸結(jié)構(gòu)第二十一頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 三十八分。三、硅單質(zhì)及其化合物性質(zhì)：硅酸和原硅酸都是不溶于水的白色固體原硅酸在干燥的空氣中可失水成硅酸H4SiO4=H2SiO3+H2O而硅酸加熱也可以失水成二氧化硅。H2SiO3=SiO2+H2O用途：硅膠第二十二頁，編輯于星期一：八點(diǎn) 三十八分。三、硅單質(zhì)及其化合物 硅酸鹽硅酸鹽的表示方法第二十三頁，編輯于星期