復(fù)件 2011碳族元素

1．物理性質(zhì)及用途碳硅形態(tài)游離態(tài)、化合態(tài)化合態(tài)物性金剛石:熔點高,硬度大石墨：熔點高,硬度小灰黑色固體，有金屬光澤，硬而脆形態(tài)游離態(tài)、化合態(tài)化合態(tài)用途金剛石用作切割刀具，石墨用作電極、鉛筆芯半導(dǎo)體材料和合金材料碳、硅一2．化學(xué)性質(zhì)碳、硅在參加的化學(xué)反應(yīng)中，一般表現(xiàn)還原性．(1)碳①與O2反應(yīng)氧足量:氧不足：C＋O2CO22C＋O22COSi＋2Cl2SiCl4Si＋O2SiO2(2)硅①與非金屬反應(yīng)硅和O2：硅和Cl2：硅和F2：②與氫氟酸：Si＋2F2==SiF4Si＋4HF==SiF4↑＋2H2↑③與強氧化性酸反應(yīng)與濃H2SO4：與濃HNO3：C+2H2SO4(濃)

CO2↑+2SO2↑+2H2OC+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2

↑

+2H2O②與氧化物反應(yīng)與SiO2：與H2O:2C＋SiO22CO↑＋SiC＋H2O(g)CO＋H23.碳、硅元素單質(zhì)的特性(1)碳還原出比它更強的硅：SiO2＋2CSi＋2CO↑

(2)硅為非金屬，卻可以和強堿反應(yīng)，放出氫氣：Si＋2NaOH＋H2O

===Na2SiO3＋2H2↑.(3)一般情況下，較活潑金屬＋酸→鹽＋氫氣，然而Si是非金屬，卻能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)：Si＋4HF==SiF4↑＋2H2↑.[例1]下列關(guān)于硅的說法中，不正確的是A．硅是非金屬元素，晶體硅是灰黑色有金屬光澤的固體B．硅的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間,是良好的半導(dǎo)體C．硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)反應(yīng)D．加熱到一定溫度時，硅能與氯氣、氧氣等非金屬反應(yīng)1．一氧化碳CO是無色無味的有毒氣體，不溶于水，可用作氣體燃料和冶金工業(yè)的還原劑．(1)燃燒：(2)還原CuO：2CO＋O22CO2CO＋CuOCu＋CO2碳、硅的氧化物二二氧化碳二氧化硅類別均為酸性氧化物結(jié)構(gòu)由二氧化碳分子構(gòu)成由氧原子與硅原子構(gòu)成

立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)物性熔點和沸點低、可溶于水堅硬難熔的固體,不溶于水2．二氧化碳和二氧化硅二氧化碳二氧化硅化學(xué)性質(zhì)與堿(如NaOH)與CaO與HF與Na2CO3用途制飲料、制碳酸鹽光導(dǎo)纖維、光學(xué)儀器、電子部件Na2CO3+H2ONa2SiO3＋H2OCaSiO3CaCO34HF+SiO2=SiF4↑+2H2ONa2CO3＋CO2＋H2O

=

2NaHCO3Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑CO2+2NaOH=SiO2＋2NaOH

==CaO+CO2=CaO+SiO2小結(jié)：CO2與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)物的判斷1.反應(yīng)原理CO2不足：CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2OCO2過量：CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2OCO2＋Na2CO3＋H2O=2NaHCO3即CO2＋NaOH==NaHCO32.產(chǎn)物判斷n(CO2)/n(NaOH)低溫蒸干所得物質(zhì)<1/2NaOH、Na2CO3＝1/2Na2CO31/2～1Na2CO3、NaHCO3≥1NaHCO33.數(shù)軸表示：[例3]用1L1.0mol/LNaOH溶液吸收0.8molCO2，所得溶液中CO32-與HCO3-的物質(zhì)的量濃度之比約是A．1∶3

B．1∶2C．2∶3D．3∶2H2SiO3H2O＋SiO2硅酸,硅酸鹽,碳酸鹽三1．硅酸(1)物理性質(zhì)：白色固體，不溶于水．(2)化學(xué)性質(zhì)①弱酸性硅酸是一種很弱的酸,酸性比碳酸弱。與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

②不穩(wěn)定性(受熱易分解)2NaOH+H2SiO3=Na2SiO3+2H2O(3)制備及用途可溶性硅酸鹽溶液與其他酸溶液反應(yīng)可制得硅酸．Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓硅膠可用作干燥劑、催化劑的載體．2．硅酸鹽(1)硅酸鹽硅酸鹽是由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱。硅酸鹽是一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的物質(zhì),一般都不溶于水?；瘜W(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,通常用二氧化硅和金屬氧化物的形式表示其組成。(2)硅酸鈉硅酸鈉可溶于水,其水溶液俗稱水玻璃,是無色黏稠液體,常用于制備硅膠和木材防火劑防腐劑玻璃膠等．3．無機非金屬材料(1)硅酸鹽材料水泥玻璃陶瓷原料石灰石、黏土純堿、石灰石、石英黏土設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃窯陶瓷窯(2)特殊功能的含硅物質(zhì)①碳化硅具有金剛石結(jié)構(gòu)，可用作磨料．②含硅元素4%的硅鋼具有導(dǎo)磁性．③硅橡膠具有良好的彈性的性質(zhì)．④分子篩(具有均勻微孔結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽)主要用作吸附劑和催化劑．小結(jié)：硅酸鹽組成的表示方法1．表示形式硅酸鹽種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式來表示其組成，如：硅酸鈉(Na2SiO3)：Na2O·SiO22．書寫方法

(1)根據(jù)組成元素寫成氧化物的形式；(2)根據(jù)原子守恒及原子個數(shù)比例配置系數(shù)；(3)按活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水的順序書寫．注意：氧化物之間以“·”隔開，系數(shù)出現(xiàn)分?jǐn)?shù)的要化為整數(shù)．如：正長石(KAlSi3O8)：K2O·Al2O3·6SiO2.小結(jié)：常見含硅材料的應(yīng)用(1)硅單質(zhì):硅太陽能電池,計算機芯片,半導(dǎo)體晶體管．(2)二氧化硅:石英鐘表,水晶鏡片,瑪瑙飾物,光導(dǎo)纖維．(3)硅酸鹽材料：水泥、玻璃、陶瓷等.4.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(3)碳酸的酸式鹽與正鹽的比較①在水中的溶液性a.含K+、Na+、NH4+的正鹽易溶于水,其余正鹽難溶于水,酸式鹽均易溶于水.b.難溶性碳酸鹽溶解性小于碳酸氫鹽;可溶性碳酸鹽溶解性大于碳酸氫鹽.②熱穩(wěn)定性a.一般地,熱穩(wěn)定性順序為:正鹽>酸式鹽>碳酸b.可溶性正鹽>難溶性正鹽②HCO3－:向待檢溶液中加入CaCl2或

BaCl2溶液反應(yīng),若無明顯現(xiàn)象,再加入酸(硝酸或鹽酸),生成無色無味、能使澄清石灰水變渾濁的CO2氣體。則