碳族元素知识点总结

《碳族元素知识点总结》由会员分享，可在线阅读，更多相关《碳族元素知识点总结（7页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、族元素1. 复习重点1. 碳族元素原子结构的特点、碳族元素化合价为正四价和正二价；2. 碳族元素的性质及其递变规律；3. 碳和硅的性质、用途。碳1. C在常温下碳很稳定，只在高温下能发生反响，通常表现为复原性。 燃烧反响 与某些氧化物的反响：C + CO2至也2CO ; C+ 2CuOCO2f+2Cu;C + H2O些竺CO + H2O CO、H2的混合气体叫水煤气；2C+SiO Si+2COf 与氧化性酸反响：C+ 2H2SO4 浓I CO2 T+ 2SO2f+ 2H2O;C + 4HNO3 浓CO2 u4NO2f+ 2H2O2. CO不溶于水，有毒CO和血红蛋白结合，使血红蛋白无法和。2结

2、合，而使细胞缺氧引起中毒，但由于CO无色无味因此具有更大的危险性。0W燃性朋原性：CO+CuOL CO2 + Cu, CO+H2OgCO2+H2O3. CO2直线型O = C = O非极性分子，无色能溶于水，密度大于空气，可倾倒，易液化。固态CO2俗称干冰，能升华，常用于人工降雨。实验室制法：CaCO3+ 2HCl = CaCl2+ CO2f+ H2O。 酸性氧化物一一酸酎CaOH2 + CO2 = CaCO3 $+ H2O用于检验 CO2郭化性：CO2 + C 2CO; 2Mg + CO22MgO + C4. 碳酸盐解性：CaHCO32CaCO3； Na2CO3NaHCO3。 热稳定性：Na

3、2CO3CaCO3；碱金属正盐 碱金属酸式盐：Na2CO3NaHCO 3。k. 相互转化：碳酸正盐“WA虹碳酸酸式盐除杂用硅1. 晶体硅的物理性质灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。它的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬 度也很大。它的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。2、硅的化学性质1. 在常温下，硅的化学性质不活泼。常温下除了能与氟气、氢氟酸、强碱反响外，不能与其他物质反响Si + 2F2 = SiF4Si + 4HF = SiF4f + 2HfSi + 2NaOH + H 2O = Na2SiO3 + 2H2f2. 在加热条件下，能与某些非金属反响。在加热时，研细的硅能在

4、氧气中燃烧，生成二氧化硅并放出大量热。Si + O2 = SiO2三.工业制法制备：在电炉里用碳复原二氧化硅先制得粗硅：SiO2+ 2C一塑t Si + 2COf,将制得的粗硅，再与C12反响后，蒸储出SiCl4,然后用H2复原SiCl4可得到纯硅。有关的反响为：局温Wj温Si 十 2C12事 SiCl4、 SiCl4+2H2 Si+4HCl。二氧化硅1. 物理性质SiO2为原子晶体，是一种坚硬难熔的固体，硬度、熔点都很高。而CO2通常状况下是气体，固体熔点很低。其差异在于晶体类型不同。CO2是分子晶体，故熔点很低。2. 化学性质。1. SiO2是酸性氧化物，是硅酸的酸酎，它不溶于水，也不与水

5、反响。SiO2与CO2化学性质的比拟物质二氧化硅二氧化碳与水反响不反响CO2 + H2O = H 2CO3与酸反响SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O不反响与碱反响SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O生成正盐和酸式盐与碱性氧化物反响SiO2 + CaO = = = CaSiO3CO2 + Na2。= Na2CO3|与碳反响SiO2= + 2C = = = Si + 2COCO2 + C = 2COSiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O盛装碱液的试剂瓶不能用玻璃塞，而只能用橡皮塞。生成的硅酸钠具有粘性，要将瓶塞和瓶颈粘在一起而不能翻开。二氧化硅是

6、一种特殊的酸性氧化物。酸性氧化物大都能直接跟水化合生成酸，但二氧 化硅却不能直接跟水化合，它的对应水化物硅酸只能用相应的可溶性硅酸盐跟盐酸作用制得：首先让SiO2和NaOH 或Na2CO3在熔化条件下反响生成相应的硅酸钠：SiO2+ 2NaOH丝t Na2SiO3+ H2O, .熔化. . SiO2+ Na2CO3 Na2SiO3+ CO2，然后用酸与硅酸钠作用制得硅酸：Na2SiO3+2HClH2SiO3+2NaCl。2. 弱的氧化性SiO2= + 3C = SiC + 2CO3. 特性SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O这就是工业上用氢氟酸雕刻玻璃的反响原理。硅酸、硅酸盐_、硅

7、酸硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱。将CO2通入Na2SiO3的溶液中，会析出原硅酸沉淀。CO2 + Na2SiO3+2H 2。= Na2CO3 + H4S6 $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，而只能用相应的可溶性的硅酸盐跟酸作用来制硅酸。2HC1 + Na 2SiO3 + H?O= 2NaCl + H 4SQ4 $原硅酸是一种白色胶状沉淀物。原硅酸几乎不溶于水，是一种弱酸，很不稳定。这种白色胶状物在空气里枯燥，失去一局部水后，变成白色粉末即硅酸。二、硅酸盐硅酸、原硅酸和由它们缩水结合而成的各种酸所对应的盐，统称硅酸盐。硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，通常可用二氧化

8、硅和金属氧化物的形式来表示其组 成。具体表达形式为：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物 二氧化硅水。如硅酸钠 Na2SiO3Na2O SiO2镁橄榄石 Mg2SiO42MgO SiO2钙沸石 Ca(A1 2Si3Oi0)3H2OCaO Al 2O3 3SiO2 3H2O正长石 KAlSi 3O8K2O AI 2O3 6SiO2可溶性硅酸盐中最常见的是硅酸钠，它的水溶液俗名水玻璃。水玻璃又叫做泡化碱， 它是一种无色粘稠的液体，是一种矿物胶，它既不能燃烧又不受腐蚀，在建筑工业上可作粘合剂。可用作耐火材料。硅及其化合物的特性1. 硅的复原性比碳强，得在高温下碳能将硅从SiO2中复原出来。2. 非金属单质

9、与强碱溶液反响一般不产生氢气，但硅要产生氢气。3. 非金属单质一般不与非氧化性酸反响，而硅却能与氢氟酸反响，且能产生氢气。4. 非金属单质一般不具有金属光泽，而石墨和硅却具有，且都能导电，硅是常用的半 导体材料。5. 非金属氧化物一般是分子晶体，熔沸点较低，但二氧化硅却是原子晶体， 熔点很高。6. 酸性氧化物一般不与酸发生复分解反响，而二氧化硅却能与氢氟酸反响，生成四氟 化硅和水。7. 无机酸一般易溶于水，而硅酸和原硅酸却难溶于水。8. 在水溶液中，碳酸的酸性比硅酸的强，二氧化碳与硅酸钠溶液反响生成碳酸钠和硅 酸沉淀。在高温下碳酸钠与二氧化硅反响生成硅酸钠和二氧化碳，其原因是在高温条件下， 生

10、成的二氧化碳离开反响体系而使反响进行到底。硅胶硅胶是很好的枯燥剂、吸附剂以及催化剂载体硅酸盐产品水泥玻璃陶瓷主要设备水泥回转窑玻璃熔炉原料石灰石和粘土纯碱、石灰石、石英粘土反响原理复杂的物理、化学变化Na2CO3+SiO 2= Na2SiO3+CO2 CaCO3+SiO2= CaSiO3+CO2复杂的物理化学变化生产过程磨一烧一磨原料强热为熔体冷却玻璃混合成型枯燥凝结冷却陶瓷主要成分3CaOSiO22CaOSiO23CaO Al 2O3Na2SiO3、CaSi3、Si2反响条件局温周温局温种类不问标号普通玻璃、特种玻璃LGT、 P电旧应、左l/Np特性水硬性无固定熔沸点，在一定温度范围软 化，

11、可制成各种形状抗氧化、抗酸碱腐蚀、 耐局温、绝缘体从玻璃的制取原理中能否证明硅酸的酸性比碳酸强呢？不能。二氧化硅能与碳酸钙和碳酸钠反响生成二氧化碳，是由于该反响的反响物都是固体，在高温下发生反响时，生成的二氧化碳气体脱离反响体系使反响得以进行，但不能说明硅酸的酸性比碳酸强。酸性强弱的本质是酸电离出氢离子的难易程度。我们所学过的复分解反响的规律仅适用于溶液里的反响。它与Na2SiO3+CO2+H2O= Na2CO3+H2SiO3并不矛盾。碳及其化合物的知识网络2.难点聚焦碳和硅的化学性质兀素符号CSiGeSnPb原子序数614325082原子半径变化趋势_旦笠虬金属性与非金属性递变非金属性减弱金

12、属性增强7最局止价+4最高止价氧化物化学式CO2SiO2GeO2SnO2PbO2最局止价氧化物对应的水化物 的化学式及酸碱性强弱H2CO3H2SiO3或 H4SiO4Ge(OH) 4Sn(OH)4Pb(OH) 4酸性减弱碱性增强 ,氢化物的化学式及稳定性强弱CH4SiH4注意：碳族元素的氢化物的写法是碳族元素在前，氢元素在后。总结：1。相似性 最外层上均有4个电子，易形成共价键。 最高正价均为+4价，最高价氧化物通式为 RO2,对应水化物通式为 H2RO3或R(OH)4, 特殊的原硅酸为H4SiO4。 气态氢化物可表示成 RH4o2. 递变性随着原子序数的递增， 元素的原子半径逐渐增大，得电子

13、能力逐渐减弱， 失电子能力逐渐增强，元素由非金属性向金属性递变的趋势明显。3. 主要化合价碳族元素的化合价主要有 +4和+2,碳、硅、错、锡的+4价化合物是稳定的，而铅的 +2 价化合物是稳定的。 根据此性质可判断：锡的 +2价化合物应具有强的复原性，铅的 +4 价的化合物应具有较强的氧化性。4. 单质的物理性质碳族元素单质的密度是从碳到铅逐渐增大，熔点、沸点逐渐降低。化学性质碳硅还原性与单质反 应点燃C + O2 =CO2点燃2C+O22COC +2SgCS2Si + O2SiO2Si + 2F2 = SiF4Si + 2H2SiH4 不稳定与氧化物反响高温C+2CuOCO2+2Cu3C+F

14、e2O3 3CO +2Fe电炉2C+SQ2CO +Si2C+SiO2 =2CO +SiCSi + 2FeO 里 SiO2 +2Fe与酸反响AC+4HNO3浓一O2+4NO2+2H2。C+2H2SO浓 O2+2SO2 坦。不与HNO3、H2SO4等反响，但有：Si + 4HF=SiF4 +2H 2与水或碱溶液反响C + H2Og严CO + H2Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 +2H2与CaO反响3C +CaO CaCCO专题三 二氧化碳和二氧化硅的结构、性质比拟(见表7 7)工程CO2SiO2类别酸性氧化物酸性氧化物晶体类型分子晶体原子晶体熔点和沸点低高，硬度大化学性质CO

15、2+H2OH2CO3不溶于水，与水也不反响CO2 +2NaOH = Na2CO3 +H2OSiO2 +2NaOH = Na2SiO3 + H2OSiO2 +4HF =SiF4 +2H2O联系Na2SiO3 +CO2 +2H2O = H4SiO4 L+Na2CO3H4SiO4 iO2 +2H2O3硅及其化合物的特性高温1. Si的复原性大于 C,但C却能在高温下复原出Si： SiO2+2CSi + 2CO2.非金属单质跟碱液作用一般无H2放出，但Si却放出H2：Si 2NaOH H 2O = Na2SiO3 2H 2 Si 4HF=SiF 2H23. 非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但 Si能

16、与HF作用：4. 非金属单质一般为非导体，但Si为半导体。5. SiO2是的酸酎，但它不溶于水，不能直接将它与水作用制备H2SiO3。6. 非金属氧化物的熔沸点一般较低，但SiO2的却很高。7. 酸性氧化物一般不与酸作用，但 SiO2能跟HF作用：SQ +4HF = SiF4 +2也8. 无机酸一般易溶于水，却难溶于水。9. 因H2CO3的酸性大于 H2SiO3,所以在 Na2SiO3溶液中通入 CO2能发生以下反响：Na2SiO3 +CO2 + H 2O = H 2SiO3 I +Na2CO3 ,但在高温下高温Na2CO3 +SiO2Na2SiO3 +CO2 也能发生。10. Na2SiO3

17、的水溶液称水玻璃，但它与玻璃的成分大不相同，硅酸钠水溶液即水玻璃 俗称泡花碱，但它却是盐的溶液，并不是碱溶液。4硅与碱溶液的反响特点硅与强碱溶液反响的实质是什么？究竟哪种物质是氧化剂？根据化学方程式：Si 2NaOHH 2O = Na2SiO3 2H 2碳族元素知识点总结进行分析，似乎 NaOH和H2O都是氧化剂，其实不然。上述反响实际分两步进行Si+4H2OH4SQ +2也 H4SiO4 +2NaOH = Na2SiO3 +3H2O其中反响为氧化复原反响， 反响为非氧化复原反响。 合并两式得总反响方程式。 其中NaOH既不是氧化剂，也不是复原剂，只是反响物、起氧化作用的只是 H2O。所以H2O 是式的氧化剂，也是总反响的氧化剂。为表示反响的实质或要求标出电子转移方向和数 目时，可写成：Si 2NaOH 4H 2O = Na2SiO3 2H23H2O11. 碳及其化合物的知识网络硅及其化合物的知识网络