Si及其化合物的相关性质.doc

专题四 Si及其化合物的相关性质一、 碳族元素成员： 位于 族1、 碳族元素的主要特征（1）C是非金属，Si貌似金属，但大多数情况下显示非金属性，Ge的金属性比非金属性强，Sn、Pb都是金属。（2）金刚石、石墨、C60互为，金刚石的硬度最大。（3）元素是形成化合物种类最多的元素。（4）硅在地壳中的含量仅次于_，是良好的_材料。二、碳及其化合物1、单质（1）同素异形体金刚石：空间网状结构的晶体。硬度大，不导电。石墨：平面层状正六边形结构，层间以范德华力结合。质软，电的良导体。C60：形似足球，俗称“足球烯”，是分子晶体。无定形碳：木炭、活性炭（有吸附性）等，实际是石墨的微小晶体和少量杂质组成。（2）化学性质 在常温下碳很稳定，只在高温下能发生反应，通常表现为还原性。 燃烧反应：_; 与某些氧化物的反应（与水蒸气反应）：_2、一氧化碳不溶于水，有毒(CO和血红蛋白结合，使血红蛋白无法和O2结合，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。 可燃性：_; 还原性（与氧化铁反应）：_3、二氧化碳实验室制法：_;检验二氧化碳气体：_【例1】下列叙述中，不正确的是A碳族元素容易生成共价化合物B碳族元素的原子最外电子层上都是4个电子，所以碳族元素都是+4价的化合物最稳定C碳族元素从上到下由非金属性向金属性递变D碳族元素的原子半径从上到下依次增大三、硅在地壳中含量仅次于氧居第 位。在自然界中以 存在，是构成矿物和岩石的主要成分。（1）物理性质：灰黑色有金属光泽的固体，熔沸点高，硬度大，良好的半导体材料。 （2）化学性质：硅的化学性质不活泼，常温下，与氟气反应：与氢氟酸反应：与氢氧化钠反应： （3）制备：在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅：_，将制得的粗硅，再与C12反应后，蒸馏出SiCl4，然后用H2还原SiCl4可得到纯硅。有关的反应为：Si十2C12SiCl4、 SiCl4+2H2Si+4HCl。 （4）硅在高新技术中的应用：高纯硅可作半导体材料，晶体硅还可做光电转换材料及制作DNA芯片为代表的生物工程芯片。四、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。其差别在于晶体类型不同。CO2是分子晶体，故熔点很低。（2）化学性质：二氧化硅的化学性质不活泼，不与水反应，也不与酸（氢氟酸除外）反应，但能与碱性氧化物或强碱反应生成盐。（与CaO、NaOH、HF反应） 与氢氧化钠反应： 与氧化钙反应：（3）二氧化硅是一种特殊的酸性氧化物。a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；b酸性氧化物一般不跟酸作用，但二氧化硅却能跟氢氟酸起反应：_ 故氢氟酸不能盛放在玻璃瓶中（4）用途：制备光导纤维；石英，水晶，玛瑙的主要成分；玻璃原料等【例2】下列物质属于原子晶体的化合物是A金刚石 B晶体硅 C二氧化硅 D干冰【例3】光纤是一种很好的通讯材料，制造光导纤维的主要原料是ACaCO3 BCaO CSiO2 DNa2CO3五、硅酸（1）制备：首先让SiO2和NaOH（或Na2CO3）在熔化条件下反应生成相应的硅酸钠：_(或与Na2CO3)_，然后用酸与硅酸钠作用制得硅酸：_.（2）结构、物理性质：是_沉淀，失水变成硅酸。（3）酸性：硅酸酸性比碳酸还弱 【思考】设计一个实验比较硅酸和碳酸的酸性强弱？ 【例4】下列物质中，不能通过化合反应制取的是AH2SiO3 BFe(OH)3 CFe(NO3)2 DCaSiO3六、硅酸盐（1）硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分（2）云母、滑石、石棉、高岭石等，它们都属于天然的硅酸盐。（3）硅酸钠可溶于水，水溶液俗称_，又称泡花碱，是一种无色粘稠的液体。用途：制硅酸；粘合剂；耐火材料；粘合剂七、水泥、玻璃、陶瓷 水泥 主要以_和_为原料 加入石膏的作用：调节水泥的硬化速度玻璃 主要以_、 _和 _为原料陶瓷 主要以_为原料【例5】钢化玻璃的重要用途之一是制造汽车车窗。合成钢化玻璃的主要原料是A纯碱、石灰石、石英 B纯碱、石灰石、石英、硼酸盐C碳酸钾、石灰石、石英 D水玻璃、石灰石、石英、氧化铅【例6】制取下列物质时，不需用石灰石作原料的是（）A硅酸 B水泥 C玻璃 D生石灰八、硅及其化合物的“反常”Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si： 非金属单质跟碱液作用一般无H2放出，但Si却放出H2： 非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si能与HF作用：非金属单质大多为非导体，但Si为半导体。SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接将它与水作用制备H2SiO3。酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能跟HF作用：无机酸一般易溶于水，但H2SiO3难溶于水。因H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以在Na2SiO3溶液中通人CO2能发生下列反应：Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3+Na2CO3，但在高温下SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2也能发生。Na2SiO3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)称泡花碱，但它却是盐的溶液，并不是碱溶液。【过关练习】1（双项）最近科学家研制出一种新的分子，它具有空心的类似足球状结构，分子式为C60。下列说法正确的是AC60是一种新型化合物 BC60和石墨是碳的同素异形体CC60中含有离子键 DC60的相对分子质量为7202下列四种物质中，不能与水发生反应，但能与碱发生反应的是()ACl2 BCO2 CNO DSiO23. 下列推断正确的是ASiO2 是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应BNa2O、Na2O2组成元素相同，与 CO2反应产物也相同CCO、NO、 NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在D新制氯水显酸性，向其中滴加少量紫色石蕊试液，充分振荡后溶液呈红色4下列有关Na2CO3溶液、Na2SiO3溶液的共同点的描述中不正确的是()A水溶液均显碱性B滴入盐酸均有气泡产生C均能与CO2反应D均不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶保存5X是核外电子数最少的元素，Y是地壳中含量最丰富的元素，Z在地壳中的含量仅次于Y，W可以形成自然界最硬的原子晶体。下列叙述错误的是AWX4是沼气的主要成分B固态X2Y是分子晶体CZW是原子晶体DZY2的水溶液俗称“水玻璃”6下列离子方程式书写不正确的是 ( )ASiO2与烧碱溶液作用：SiO22OH=SiOH2OB向烧碱溶液中通入足量CO2：CO2OH=HCOC晶体硅与烧碱溶液作用：Si2OHH2O=SiO2H2DCaCO3溶于稀硝酸中：CO2H=CO2H2O7有一种粗铝含金属铁和单质硅两种杂质。取等质量的样品分别投入足量的稀HCl（aq）和足量的稀NaOH（aq）中，放出等量的H2，则该粗铝中铁和硅的关系正确的是物质的量之比为2:1 物质的量之比为3:1 质量之比为2:1 质量之比为4:1A B C D只有8工业制造金刚砂(SiC)的化学方程式如下：SiO23CSiC2CO.在这个氧化还原反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比是 ()A35 B12 C21 D119材料科学是近年来化学研究的热点之一。某新型无机非金属材料K由两种非金属元素组成，它是一种超硬物质，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特性，它是以中学化学中的常见物质为原料来生产的，下图虚线框外为其生产过程；虚线框内的其他转化是为探究C的组成而设，G、H均为难溶于水的白色固体；图中C、M、K均含A元素，C物质遇水强烈水解，能生成一种白色胶状物质F和E的酸雾，其余物质均为中学化学常见物质。请回答下列问题：FNaOH溶液过量CO2HIFEG硝酸银溶液稀硝酸G水单质A单质B化合物C化合物M：A(NH2) 4K过量NH3隔绝空气 高温指出K可能所属的晶体类型_；写