碳硅及其化合物资料.ppt

1、碳、硅及其化合物（碳族）,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,碳族元素性质比较,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,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、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,碳族元素特点：,1、形成化合物最多的一族,2、易形成共价化合物一族,3、半导体比较集中的一族,4、无机非金属材料比较集中的一族,一、碳 1、单质,石墨：,C60：,金刚石：,2、碳的化合物,H2CO3：,OCO,CO2：,(直线型),(直线型，电子式),CH4：,(正四面体，电子式),CO：,碳及其氧化物的化学性质,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(

3、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=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, 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：

4、 （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 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?

5、对,碳酸根离子检验,原理：CO32-+Ca2+ = CaCO3 CaCO3为白色固体，不溶于水但溶于盐酸或硝酸，且生成无色、无味的气味。 CaCO3+2H+ =Ca 2+CO2+ H2O,方法： 向待检溶液中加入过量的CaCl2溶液，若生成白色沉淀，再加入稀盐酸或稀硝酸，若白色 沉淀又溶解，且生成无色、无味气体，则待检溶液中有CO32-。,碳酸氢根离子检验,原理：HCO3-的盐易溶于水，易与H+反应； HCO3-+H+ = CO2+ H2O CO2为无色无味气味。,方法：向待检溶液中加入足量的Ca2+或Ba2+的可溶性盐溶液。若无明显现象，再向溶液中加入足量的酸（如盐酸、硝酸、醋酸等）溶液，若

6、溶液中逸出无色、无味的气体，则待检溶液中有HCO3-。,注意：Ca2+或Ba2+的溶液不可用Ca（OH）2溶液或Ba（OH）2溶液，原因是OH-将HCO3-转化为CO32-；加酸后要通过气体的气味排除HSO3-的干扰。,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,碳酸正盐与酸式盐的相互转化,练习： .(1)通常用NaHCO3除

7、去混在CO2中的少量HCl气体，其反应的离子方程式为_。 (2)不用NaOH溶液的原因(用离子方程式表示) _。不用饱和Na2CO3溶液的原因(用离子方程式表示)_。 .向NaOH溶液中通入CO2气体制备Na2CO3，由于通入CO2的量难以控制，常混有NaOH或NaHCO3，请利用所学知识设计方案制得纯净的Na2CO3溶液：_。,HHCO3=CO2H2O,CO22OH=CO32H2O,CO32CO2H2O=2HCO3,将NaOH溶液分成两等份，向其中一份中通入过量CO2，然后再将另一份NaOH溶液加入第一份中，即得纯净的Na2CO3溶液,碳元素及其化合物的转化,重点、难点剖析,现象：Mg条继续

8、燃烧 放热 有黑色和白色固体物质生成,如：,碳酸盐的性质规律,CaCO3,C,（1）溶解性规律：如果碳酸正盐的溶解度较大，则酸式盐的溶解度小（如Na2CO3 NaHCO3);如果碳酸正盐的溶解度小，则对应的酸式盐的溶解度较大（如CaCO3 Ca(HCO3)2）,（2）稳定性规律：难溶性的碳酸盐及碳酸的酸式盐（包括铵盐）受热易分解；可溶性的碳酸盐较稳定，受热难分解。,1）写出OA段曲线和AB段曲线所表示的反应方程式。,2）A点参加反应的CO2 和Ca(OH)2的物质的量之比为,3）加热B处溶液，现象是,CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + H2O,CO2 + CaCO3 + H2O =

9、 Ca(HCO3)2,1:1,产生白色浑浊,二、硅单质及其化合物,二氧化硅晶体：,晶体硅：,H2SiO3：,SiH4：,(正四面体),H4SiO4：,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。,1、硅,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,（

10、1）常温下能发生的反应,（2）高温下能发生的反应,物理性质,硬度大、熔点高、难溶于水,2、二氧化硅,化学性质,有晶体和无定形两大类。晶体二氧化硅叫石英(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？,(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？,(4)与Na2CO3等反应： SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2 SiO2 + CaCO3

11、= CaSiO3 + CO2,高温,高温,3、硅酸（H2SiO3）,H2SiO3是SiO2的对应水化物（ SiO2 是H2SiO3的酸酐），是一种不溶性酸，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：,Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3,SiO32- + 2H+ = H2SiO3,写出硅酸钠溶液与盐酸反应的离子方程式,SiO32- + H2O + CO2= CO32- + H2SiO3,Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3,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,用H2CO3可制得H2

12、SiO3 ，可证明H2SiO3 的酸性比H2CO3 。,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,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。粘性很強，是一种重要的矿物胶。,（2）、结构复杂，绝大多数硅酸盐不溶于水，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。是构成地壳岩石和矿物的主要成分,4、硅酸盐,氧化物化学式法： 金属氧化物二氧化硅水,盐化学式法： 如：Na2SiO3、CaSiO3、K2SiO3 等,（3）、硅酸盐组

13、成的表示方法：,如：高岭石（黏土）：Al2(Si2O5)(OH)4,5、硅酸盐工业,（以含硅物质为原料的材料制造）,硅酸根离子检验,原理： SiO32-+2H+ = H2 SiO3 H2SiO3 是白色固体，不溶于水和酸（H+）。,方法： 向待检溶液中加入过量的稀硝酸，若生成白色沉淀，则待检溶液中有SiO32-。,注意： 若用盐酸代替硝酸，则有Ag+等干扰；若用稀硫酸代替硝酸，则有Ba2+等干扰。,硅元素及其化合物的转化,1、SiO2是酸性氧化物；,2、SiO2具有弱的氧化性；,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

14、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,3、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 E、Si的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应 F、SiO2晶体中不存在单个SiO2分子,B F,4、下列物质中不能用化合的方法制得的是 （ ） SiO2 H2SiO3 Na2O2 FeCl2 FeCl3 CaSiO3

15、 A B C D和,C,5、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,6、 三硅酸镁被用来治疗胃酸过多的胃溃疡，因为该物质不溶于水，服用后能中和胃酸，作用持久。把三硅酸镁Mg2Si3O8nH2O改写成氧化物的形式为 _,它中和胃酸的化学方程式是 _,2MgO 3SiO2nH2O,Mg2Si3O8nH2O +4H+=2Mg2+ + 3SiO2+ (n+2)H2O,7、 工业上用生石灰与碳在2700oC高温作用下制电石和CO，现从理论上分析以Mg和石灰石为原料，按下图制取乙炔,试填写: (1)C的分子式是 ; (