高三一轮复习-碳、硅与其化合物

1、高三一轮总复习,第四章非金属及其化合物,第一讲 碳、硅及其重要的化合物,一、本讲教学主要内容 1总结碳、硅两种元素的知识网络 2比较碳、硅的两种单质和氧化物,二、重点、难点剖析及典型例析 1、碳和硅及其重要化合物间的相互转化,一、碳族元素,1、名称；符号；位置,一、碳族元素,2.元素性质比较,C,Si,Ge,Sn,Pb,相似性 递变性,1、最外层都有4个电子，化合价主要有+4和+2，易形成共价化合物。,2、气态氢化物的通式：RH4,3、最高价氧化物通式:RO2,对应的水化物通式为H2RO3或R(OH)4,原子结构,单质物性,单质化性,核电荷数增大电子层增多,原子半径增大,熔沸点降低特殊:熔点.PbSn,单质密度增大,非金属性减弱、金属性增强,最高价氧化物对应水化物的酸性减弱,氢化物的稳定性减弱,3、特殊性,、碳族元素在化合物中多以价稳定，而在化合物中则以价稳定。 、锡的2价化合物应具有较强的 ，铅的4价化合物应具有较强的。,4,铅,2,还原性,氧化性,一、碳族元素,碳族元素特点：,1、形成化合物最多的一族,2、单质晶体类型最多的一族,分子晶体、原子晶体、金属晶体，过渡晶体,3、易形成共

2、价化合物一族,4、半导体比较集中的一族,5、无机非金属材料比较集中的一族,3、已知：还原性 Sn2+Fe2+，氧化性PbO2Cl2，试写出下列化学方程式： 氯气与锡共热：_ 氯气与铅共热：_ PbO2浓盐酸共热_ 能说明Sn2+还原性比Fe2+还原性强的离子方程式是_. 把棕色的PbO2投入亚硫酸溶液中充分反应，可观察到把棕色的PbO2逐渐变成白色固体物质,Sn+2Cl2=SnCl4,Pb+Cl2= PbCl2,PbO2+4HCl(浓)= = PbCl2+Cl2+2H2O,PbO2+H2SO3=PbSO4+H2O,Sn2+2Fe3+=Sn4+2Fe2+,金刚石 石墨 C60,同素异形体,二.碳,1.碳的单质,10928,金刚石是一种具有空间网状结构的原子晶体，为正四面体立体网状结构，金刚石的熔点（3550）和沸点（4827）都很高,硬度很大。,金刚石,金刚石与石墨晶体结构对比,120,共价键,范德华力,石墨是层状结构，在每一层内，碳原子排成六边形，每个碳原子与其它3个碳原子以共价键结合，形成平面的网状结构；在层与层之间，是以分子间作用力结合的。由于同一层的碳原子以较强共价键结合，使石墨

3、的熔点很高 (比金刚石的还要高） ,沸点与金刚石相同。但由于层与层之间的分子间作用力很弱，容易滑动，使石墨的硬度很小。,石墨,C60分子结构示意图,共价键,非极性,结构：笼状分子，固态时是分子晶体，每个碳原子只跟相邻的三个碳原子形成共价键，60个碳原子构成球形，共32面体，包括12个五边形，20个六边形。,判断：下列对碳的同素异形体：金刚石、石墨、 和C60的说法中，正确的是 A 它们都是共价化合物 B 1mol金刚石和石墨都含有1molCC键 C 在一定条件下与O2反应生成CO2 D 它们的熔点都很高,C,碳及其化合物的化学性质,记忆大搜索： 写出有1、C 2、CO 3、CO2 参与的化学方程式,1、CO2CO2 CCO22CO C2CuO2CuCO2 CH2O(g)=CO+H2 C+2H2SO4(浓)=CO2 +2SO2 +2H2O C+4HNO3(浓)=CO2 +4NO2 +2H2O C+SiO2=Si+CO,点燃,高温,2、2CO+O2=2CO2 3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2,点燃,CO2+H2O=H2CO3 CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O CO2+Na2O

4、=Na2CO3 CO2+C=2CO CO2+2Mg=C+2MgO,酸性氧化物的通性,3、,点燃,氧化性,CO2电子式：,2、CO2的实验室制法,CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+ H2O,原理:,装置:,除杂:,块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气体可用启普发生器制备，当制取气体的量不多时，也可采用简易装置。,用饱和NaHCO3溶液除HCl,用浓硫酸等干燥.,验满:,用燃着的木条,熄灭.或用湿润的蓝色石蕊试纸,使之变红.,检验:,使澄清石灰水变浑浊, 分类 正盐如Na2CO3、MgCO3、CaCO3 酸式盐如NaHCO3、Ca(HCO3)2 碱式盐：铜绿Cu2(OH)2CO3 碱式碳酸镁Mg2(OH)2CO3 溶解性： （1）只有钾、钠、氨盐可溶. （2）NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,3、碳酸盐,（2）与酸反应H+CO32HCO3 H+HCO3CO2+H2O 思考：鉴定CO32-、HCO3- 下列说法是否正确： A、某溶液中加氯化钡有白色沉淀，白色沉淀中加稀盐酸有能使澄清石灰水变浑浊的气体，则一定有碳酸根。 错，可能是SO32-,化学性质 （1）热稳定性 正盐 酸式

5、盐 酸,B、某溶液中加氢氧化钡有白色沉淀，白色沉淀中加稀盐酸有无色无味的能使澄清石灰水变浑浊的气体，则一定有碳酸根。该说法对吗? 错，可能是HCO3- C、某溶液中加氯化钙有白色沉淀，白色沉淀中加稀盐酸有无色无味的能使澄清石灰水变浑浊的气体，则一定有碳酸根。该说法对吗? 对,正盐与酸式盐的转化 Na2CO3-NaHCO3 BaCO3-Ba(HCO3)2 写出相互转化的化学方程式：,Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O BaCO3+CO2+H2O=Ba(HCO3)2 Ba(HCO3)2+2NaOH=BaCO3+Na2CO3+2H2O,练习、将足量CO2通人KOH和Ca（OH）2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量（n）和通入CO2体积（y）的关系正确的是（ ） A B C D,D,只有化合态，无游离态；在地壳中含量居第二位。,两种同素异形体：晶体硅和无定形硅。,三、硅,1、晶体硅的结构、存在和物性,主要物理性质: 灰黑色 、硬而脆、有金属光泽的固体 熔点、沸点高 硬度大,硅单质有晶体和无定形两种，晶体硅的结构跟金刚石相似，都是具有正四面

6、体结构的立体网状结构的晶体。,Si,10928,晶体硅的晶体结构与金刚石相似，也是 由一个硅原子与4个硅原子结合形成 正四面体，许多这样的正四面体向 周围空间延伸形成空间网状 的结构。但由于硅原子半 径比碳原子半径大，所以， 其熔沸点要比金刚石低， 硬度要比金刚石小。,2、晶体结构,3.硅的化学性质：,常温下，化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，硅不跟其他物质（如氧气、氯气、硫酸、硝酸等）起反应。在加热条件下，能跟一些非金属反应。,Si+2F2= SiF4 Si+4HF= SiF4 +2H2 Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2,（1）常温下能发生的反应：,（2）高温下能发生的反应：,1.晶体结构：,10928,Si,O,四.二氧化硅,在二氧化硅晶体中，一个硅原子跟4个氧原子结合，同时每个氧原子跟两个硅原子结合。实际上，二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子按1 ：2的比例所组成的立体网状结构的晶体。它的熔点（1723）沸点（2230）高，硬度大，不导电，难溶于一些常见的溶剂。,2. 物理性质：,物理性质：硬度大、熔点高、难溶于水.,3. 化学性质：,有晶体和无定形两大类。晶体

7、二氧化硅叫石英(水晶或玛瑙)，天然二氧化硅叫硅石。,酸性氧化物：但是不溶于水，也不与水反应,与碱反应：SiO2+2NaOH = Na2SiO3+H2O,注意：盛碱溶液的试剂瓶一般用橡胶塞，不能用玻璃塞。为什么？,四.二氧化硅：,(2)与HF反应：SiO2+4HF=SiF4+2H2O,（用于雕刻玻璃）,注意：一般用塑料试剂瓶盛氢氟酸，不能用玻璃试剂瓶。为什么？,试剂 二氧化硅 氢氧化钠溶液 硝酸银晶体 氢氟酸 浓硫酸 氯水,试剂瓶 细口磨口塞 广口瓶 棕色细口磨口塞 细口橡皮塞 棕色广口瓶 细口塑料瓶,1、实验室有六种试剂，根据它们各自的性质，必须选择适当的试剂瓶盛放，请在对应的各种试剂瓶和所装试剂之间进行连线。,1、关于硅的化学性质的叙述中，正确的是 A常温时不和任何酸反应 B常温时硅与卤素单质均不反应 C单质硅比金刚石熔点低 D单质硅比碳的非金属性强,C,2、玻璃的主要成分之一是二氧化硅，能在玻璃上进行蚀刻，将其制成毛玻璃和雕花玻璃的物质是（ ） A烧碱 B纯碱 C氢氟酸 D盐酸,C,五.硅酸（H2SiO3）,H2SiO3是SiO2的对应水化物（ SiO2 是H2SiO3的酸酐），是

8、一种不溶性酸，是一种白色固体，其酸性比H2CO3还弱。,1.制法可溶性硅酸盐与酸反应：,滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，溶液红色变浅至无色，同时有白色胶状沉淀产生,a、Na2SiO3溶液呈碱性，b、可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的硅酸。,Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3,用H2CO3可制得H2SiO3 ，可证明H2SiO3 的酸性比H2CO3 。,SiO32- + H2O + CO2= CO32- + H2SiO3,Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3,SiO32- + 2H+ = H2SiO3,写出硅酸钠溶液与盐酸反应的离子方程式：,写出硅酸钠溶液通入二氧化碳的化学方程式和离子方程式：,弱,2.酸性太弱：只能与强碱发生中和反应 H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O,3.不稳定（比H2CO3稳定），受热易分解,3、硅酸钠（Na2SiO3），俗名叫泡花碱，白色固体，易溶 于水，其水溶液俗名叫水玻璃。,2、结构复杂，一般不溶于水，化学性质很稳定,1、由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。

9、,六、硅酸盐：,水玻璃是无色粘稠的液体，不能燃烧，不易被腐蚀，热稳定性强。可用作肥皂填料，木材、织物的防腐剂和防火剂，建筑、纸张的黏胶剂。,（2）氧化物化学式法： 金属氧化物二氧化硅水,（1）盐化学式法： 如：Na2SiO3、CaSiO3、K2SiO3 等,4、硅酸盐组成的表示方法：,滑 石：3MgO4SiO2H2O,云 母：K2O3Al2O36SiO22H2O,沸 石：Na2OAl2O33SiO22H2O,石 棉：3MgOCaO4SiO2,高岭石（黏土）：Al2O32SiO22H2O,如：,六、硅酸盐：,4、下列说法正确的是 （ ） ASiO2溶于水显酸性 BCO2通入水玻璃可以得到原硅酸 C由Na2CO3SiO2 = Na2SiO3CO2可知硅酸的酸性比碳酸的酸性强 DSiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸,B,练习:,5、下列物质中不能用化合的方法制得的是 （ ） SiO2 H2SiO3 Na2O2 FeCl2 FeCl3 CaSiO3 A. B. C. D.和,C,6、磷酸钙是陶瓷也是一种新型无机非金属材料，它可用于制造人造骨骼，这是利用这类材料的 （ ） A耐高温的特性 B电学特性 C光学特性 D生物功能,D,

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