2022年高中化学第一册必修碳族元素无机非金属材料.doc

2022年高中化学第一册必修碳族元素无机非金属材料★知识要点Ø 碳族元素 1、碳族元素位于元素周期表的______族，包括_____、____、_____、____、_____五种元素2、结构：①相似性：最外层均为____个电子，位于周期表里容易失去电子的主族元素和容易得到电子的主族元素的中间位置，容易生成共价化合物常见的化合价有_____和_____②递变性：从上到下，核电荷数、电子层数及原子半径逐渐___________,因此金属性逐渐_____ 非金属性逐渐____________3、单质的性质：课本144页表7-1列出了碳族元素的一些重要性质说明：①金刚石、石墨、碳-60的关系是______________,三者化学性质基本相同而物理性质不一样的原因是___________________________________________②金刚石与硅具有相似的结构因此二者熔沸点高硬度大，但金刚石的熔沸点比硅更高，原因是_____________________③从上到下的非金属性减弱，金属性增强碳是明显的非金属；硅虽然外貌像金属，但在化学反应中更多地显非金属性，通常被认为是非金属；锗的金属性比非金属性强；锡和铅都是金属。

④碳族元素的化合价主要有+4价和+2价碳、硅、锗、锡的+4价化合物是稳定的，而铅的+2价化合物是稳定的Ø 碳及重要化合物Ø 硅及其重要的化合物 一、硅1、元素含量：仅次于____，居第____位2、存在：自然界中以_______态形式（硅酸盐、二氧化硅等）存在3．物理性质：硅晶体的结构与金刚石晶体的结构相似，都是原子晶体，这决定了硅的硬度较大，熔点和沸点较高，硅的导电性能介于金属和绝缘体之间4．化学性质①常温下较稳定（但是可以与氟气、氢氟酸、强碱反应，请写出相关方程式）②在加热条件下，硅能跟一些非金属起反应例如与氧气：Si＋O2 -粗硅的提纯：5、用途：①作半导体材料（集成电路、晶体管、硅整流器、太阳能电池等）②作合金（高温含硅4％的钢有导磁性，可以用来制造变压器的铁芯；含硅15％左右的钢有耐酸性，可以用来制造耐酸设备）6、工业制法：SiO2＋2C ====Si + 2CO↑二、二氧化硅1．物理性质：二氧化硅（SiO2）是一种坚硬难熔的固体，熔点高，硬度大天然的二氧化硅分为晶体和无定形两大类石英的主要成分就是二氧化硅自然界透明的六方柱状石英晶体，就是我们常说的水晶含有有色物质的石英晶体成为玛瑙。

硅藻土含有无定形二氧化硅，它是死去的硅藻 [1]及其它微小生物的遗体经沉积胶结而成的多孔、质轻、松软的固体物质2．化学性质：由于二氧化硅的Si—O键能很大，因而它的化学性质十分稳定，①不与水及酸反应（除氢氟酸外，写出SiO2与氢氟酸反应的方程式_____________________）②二氧化硅能跟碱性氧化物③可以与强碱反应生成盐和水 SiO2＋CaO CaSiO3 SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O 注：盛放碱溶液的试剂瓶常用玻璃瓶和橡皮塞，而不用玻璃塞，就是为了防止玻璃受碱溶液腐蚀生成Na2SiO3，而使瓶口和塞子粘结在一起 3．用途 ①制造光导纤维②石英玻璃等③水晶、玛瑙制品等④石英砂常用制玻璃原料三、硅酸 硅酸盐 1．硅酸(H2SiO3 )：难溶于水，酸性比碳酸还弱,虽然二氧化硅是酸性氧化物，但不能用二氧化硅跟水直接作用制得硅酸，只能用可溶性的硅酸盐跟酸作用来制硅酸(如用Na2SiO3与盐酸反应) 举例：2、硅酸钠（Na2SiO3）：固体俗称泡花碱，水溶液俗称水玻璃，无色粘稠液体，可作黏合剂，耐火材料，防腐剂等可与酸反应Na2SiO3＋CO2＋H2O=== H2SiO3↓+2H2O3．硅酸盐 : 它是构成地壳岩石的最主要成分。

一般的硅酸盐均难溶于水（Na2SiO3可溶）硅酸盐种类多，结构复杂，一般用氧化物的形式表示硅酸盐的组成例如： 硅酸钠 Na2SiO3（Na2O•SiO2） 镁橄榄石 Mg2SiO4（2MgO•SiO2） 高岭石 Al2（Si2O5）（OH）4（Al2O3•2SiO2•2H2O） Ø 无机非金属材料1、水泥①原料：石灰石、黏土、石膏等②生产过程（略）③主要成分有：硅酸三钙3CaO•SiO2 硅酸二钙 2CaO•SiO2 铝酸三钙 3CaO•Al2O32、玻璃①原料：纯碱（Na2CO3）、石灰石（CaCO3）和石英（SiO2）②生产过程（略）Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑ CaCO3+SiO2 CaSiO3＋CO2↑③普通玻璃主要成分有：Na2SiO3、CaSiO3和SiO23、陶瓷（黏土为原料）4、新型无机非金属材料：通性：①高温结构陶瓷（氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷等）②光纤★知识网络。