1、碳族元素知识归纳二. 教学目标：1. 通过对比归纳 C 和 Si； 和 等主要单质和化合物的性质。2OSi2. 归纳酸式盐的有关反应。3. 连续反应的讨论题。三. 知识体系：1. 碳族元素（1）概述 结构：最外层都是 4 个电子 位置：A 族（2）性质 相似性：化合价 ，易形成共价化合物，难形成简单离子,2 递变性：从 ，非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强PbC2. Si（1）物理性质：熔沸点高，硬度大，半导体（2）化学性质： 常温：只与 、强碱溶液反应HF、2 加热：与 等反应ClO、（3）制备： OSiSi22高 温3. 2i（1）物理性质：硬度大，熔沸点高（2）化学性质： 酸性氧化物，具有
2、酸性氧化物的通性 不与水反应（不溶于水） 不与酸反应（HF 除外） 高温下与 等反应生成相应的硅酸盐32,CONa 与强碱反应： OHSiaSi 2324. 硅酸盐工业及新型无机非金属材料四. 专题总结：专题一 常见试剂的保存（见下表）类别 常见药品 有关特性 保存方法（1）Na 、K 易跟 、水反应2O煤油中（2） 、漂白粉2ONa易跟 、水反应C密封（3） 溶液、石灰水、水玻H璃易跟 反应，粘2合玻璃密封，要用橡胶塞，不用玻璃塞（4） Ca23210易风化失去结晶水 密封空气中易变质（5）浓硫酸 易吸水、强氧化性 密封，不用橡胶塞见光易变质氯水、 、3HNO3Ag见光易分解、有强氧 化性
3、棕色瓶中，冷暗处， 不用橡胶塞（1）镁、硫 遇火易燃 远离火种，单独存放易燃 （2）汽油、酒精、苯 易燃有机溶剂 远离火种，不用橡胶塞易爆 、4KMn3Cl受热易分解、强氧化 性 远离易燃物，防受热 冲击（1）液溴 易挥发的强氧化剂 棕色瓶中，玻璃塞， 水封强腐蚀性 （2）氢氟酸 腐蚀玻璃 塑料瓶中专题二 碳与硅单质的性质比较1. 金刚石和晶体硅都是原子晶体，都不溶于水和任何有机溶剂，它们的熔、沸点、硬度均高，但前者比后者更高。2. 碳、硅在常温下稳定，高温时活泼性增强，主要表现还原性。碳、硅的化学性质（见下表） 。碳和硅的性质比较化学性质 碳 硅还原性与单质反应22CO点 燃点 燃 2)(S
4、g高 温 22SiOi4F（不稳定）2iHi高 温与氧化物反应CuOCu22高 温 FeFe33高 温 SiSi2电 炉 COC高 温 FeSiOFeSi22高 温与酸反应OHNHN222344)( 浓 SS2浓 不与 、 等反应，3N42SH但有： 24iFSi与水或碱溶液反应22)(COg高 温 322Oaai与CaO反应COa23高 温专题三 二氧化碳和二氧化硅的结构、性质比较（见下表）项目 2 2SiO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OHC232C不溶于水，与水也不反应OHNa2 OHSiNaSi 2322 化学性质 iF4联系3242
5、32 CaiCSiONaHiiH4专题四 酸式盐性质的一般规律1. 酸式盐的性质（1）在水中的溶解性：一般来说，在相同温度下，酸式盐的溶解度比正盐大，如难溶于水， 易溶于水。但也有例外，如 的溶解度比3CaO23)(HCOa 3NaHCO小。2N（2）与酸或碱反应：强酸的酸式盐只跟碱反应，不跟酸反应；弱酸的酸式盐既能跟碱反应又能跟酸反应。如：将少量 溶液滴入 溶液中：4aHSO2)(HBaOS242C233HSOH2223等4342PP（3）对热的稳定性：一般来说，热稳定性大小顺序为：正盐酸式盐多元酸盐（盐的阳离子相同，成盐的酸相同） 。如： 223232COHNaaHCO不分解 2322.
6、酸式盐的生成（1）多元弱酸与少量碱反应： OHNaSSH22PPO443 22（2）弱酸的正盐与该种弱酸反应 23223 )(HCOaCaNSHS2 244343 )()( PPO（3）有酸式盐参加的复分解反应：34423 2)( NaHCOBSONaHCBa（4）硫酸与某些盐反应： lSl 442)(微 热浓 243 )(2)( PaSPa专题五 硅及其化合物的特性1. Si 的还原性大于 C，但 C 却能在高温下还原出 Si： COSiSi22高 温2. 非金属单质跟碱液作用一般无 放出，但 Si 却放出 ：2HH322SiONaaOHSi3. 非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但 Si
7、能与 HF 作用：24iFi4. 非金属单质一般为非导体，但 Si 为半导体。5. 是 的酸酐，但它不溶于水，不能直接将它与水作用制备 。2SiO3iH 32SiOH6. 非金属氧化物的熔沸点一般较低，但 的却很高。2SiO7. 酸性氧化物一般不与酸作用，但 能跟 HF 作用： iFSi 2428. 无机酸一般易溶于水， 却难溶于水。32iH9. 因 的酸性大于 ，所以在 溶液中通入 能发生下列反应：32COHS32iONa2C，但在高温下32CiSiNa也能发生。2232SNa高 温10. 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iO璃）俗称泡花碱，但它却是盐的溶液，
8、并不是碱溶液。（三）硅与碱溶液的反应特点硅与强碱溶液反应的实质是什么？究竟哪种物质是氧化剂？根据化学方程式： 2322HSiONaHaOSi进行分析，似乎 和 都是氧化剂，其实不然。上述反应实际分两步进行2424HSiOHSiNa3其中反应 为氧化还原反应，反应 为非氧化还原反应。合并两式得总反应方程式。其中 既不是氧化剂，也不是还原剂，只是反应物、起氧化作用的只是 。a OH2所以 是式的氧化剂，也是总反应的氧化剂。为表示反应的实质（或要求标出电子转OH2移方向和数目时） ，可写成：专题七 干态下物质间的反应规律高沸点物质制低沸点物质常温溶液里由强制弱的反应规律不适用于高温非水体系的反应，如
9、：（不表示硅酸的酸性比碳酸强）232232 COSiNaSiOCNa高 温（不表示碳的还原性比硅强）i高 温高温时，非水体系的反应有利于有气体产生的反应，即高沸点物质制低沸点物质。因为反应生成的气体从反应体系中排出，使得反应能正向进行到底。再如： HClSONaSHNaCl 2)(2442浓 33O微 热浓（钠的沸点比钾高）KalKla隔 绝 空 气专题八 连续反应的讨论所谓连续反应指当某反应物过量时会与其中的生成物反应。解答此类题一般是先写出有关的化学方程式，然后画出数轴并根据化学方程式在数轴上确定区间和区间内的成分，进一步通过讨论得到结果。【典型例题】例 1 已知高温下能发生如下反应： 。
10、现有石英砂和炭粉的混合物共 ，SiCi高 温 mola在电炉中隔绝空气充分反应，反应完全后，冷却得到残留固体。若石英砂与混合物的物质的量之比为 ，试讨论 x 的取值范围、残留固体)10(x的成分和物质的量，并将结果填入下表。 （注：残留固体物质的量用 a、x 表示）残留固体x 值化学式 物质的量 /mol精析：当 C 不足时发生下列反应OSiSi22高 温碳过量时，发生下列反应ii高 温当碳过量时合并上述反应得；COSiSiO232高 温用数轴法表示上述过程首选按、两个反应恰好完全反应分析确定 x 的不同取值范围，然后确定固体残留物不同的比例界线，最后分别讨论。当 时，按式计算， 与 C 恰好
11、完全反应，最后固体为 Si，物质的量可按31x2SiO或 C 的物质的量计算。2SiO当 时，按式计算，二者恰好完全反应，最后固体为 ，物质的量可按4x SiC或 C 的物质的量计算。2i当 时，碳过量，按式计算，以不足量的 为依据求 的量，最后固10x 2iOi体为 和过量的 C。Si当 时，按式计算， 过量，以 C 为依据求 Si 的量，最后固体为 Si 和32SiO过量的 。2iO当 时，先按式计算，后按式计算。按式以 （不足量）求 Si 的14x 2SiO量，剩余 C 的量；按式以不足量 C 求 的量。最后固体为 Si 和 。Si C答案：残留固体x 值化学式 物质的量/mol31，S
12、i2SiO2)1(,)3(xax31xSi 3a4Si， SiC)1(),4(xxx01C， i ax),(例 2 下列说法正确的是（ ）A. 将 NaF 浓溶液和浓盐酸混合均匀，要用玻璃棒进行搅拌B. 做化学实验时，化学试剂硝酸要盛在棕色玻璃瓶中C. 将少量 加热熔化，可将 盛在玻璃试管中加热ONa2ONa2D. 若玻璃瓶口与玻璃塞被 粘住了，可用温水浸泡后再轻轻旋动瓶塞启开3Si精析：NaF 和 的混合溶液中有 HF，它易腐蚀玻璃棒。 光照后易分解，棕HCl 3HNO色玻璃透光性很弱，能蔽光。在高温下， 能与玻璃中的 反应：ONa22Si。干结的 可慢慢溶于温水中。322SiONaia高
13、温3Si答案：B、D例 3 在半导体工业中，有一道工序叫烧氢。烧氢的工艺流程如下图所示。工作时，是将石英管 D 出口处氢气点燃。半导体硅片、焊片和金属零件从石英管口送入加热区，在氢气还原气氛中加热使焊片熔化，将单晶硅与金属零件焊接在一起。焊接后再将零件接至冷却区，冷却后取出。烧氢工艺中的氢气纯度要求极高，工业氢气虽含量达 99.9%，但仍含有极微量的水蒸气和氧气，所以点燃氢气前应检验氢气的纯度。试回答下列问题。（1）装置 B 的作用是 ；B 中发生反应的化学方程式是 。（2）装置 C 中的物质是 ；C 的作用是 。（3）点燃氢气前将 E（带导管胶塞）接在 D 管出口处，目的是 。（4）装置 A
14、 是安全瓶，可以防止氢气燃烧回火，引起爆炸，其中填充大量纯铜屑的作用是 。答案：（1）除去氧气 CuOu22 OHCu22（2）无水 （或碱石灰） 吸收水蒸气Cal（3）检验氢气纯度（4）大量的铜屑可以吸收热量，降低温度例 4 经测定， 为二元弱酸，其酸性比碳酸弱，它不稳定，易分解生成 和 。2OH OH2若向 中通入干燥的 气体， 与 并不反应。用化学方程式表示2Na2C2ONaC和潮湿的 气体反应的过程： 、 、 和潮湿的 气2 2Na2S体反应总的化学方程式为 。解析：由较强的酸可制得较弱的酸，不难写出 与潮湿 的反应：2a2O；再根据题示信息可写出反应：23222 OHCNaCONa。
15、 与 反应总的方程式为：HS。422S点评： 与 、 的反应可用 与 、 的反应进行类比。ONaC232iONa2CH有的学生根据 与 反应类比 与 反应：22S，忽视了 与 在性质上的差异，即 具322Sa2 2SO有还原性；也有些学生灵机一动： ， “亡羊补牢”也能获取正432ONa确结论。例 5 将 通入石灰乳中得到漂粉精，漂粉精的主要成分是2Cl。现测得该漂粉精的“有效氯” （过量 和漂粉精作用生OnHa234)( HCl成 的质量与漂粉精质量之比）为 35.6%，则该漂粉精的组成中 n 值为 。2l解析：同学们熟知的漂粉精是 和 的混合物，故解题时应把不熟悉的2)(Cla2l化学式尽
16、可能改写成熟悉的，易于辨认化学式 OH234)( 改 写OnHlClOaH2223)(3)( 或 ，然后依题意写出主要与计算有关的OnHCallOHCa2223)()( 化学方程式： ，所以，ll 24%6.351823177)(2 nml漂 粉 精 8n点评：华罗庚先生说过：“把一个比较复杂的问题退成最简单最原始的问题，把这最简单最原始问题想通了，想透了，然后再来一个飞跃上升。 ”这是一个非常精辟的思维方法，用这种方法去思考问题极有意义。例 6 实验室中可以用如图所示的装置（铁架台、胶管均略去）来制纯净的 气体，并2CO测定其相对分子质量（用含少量 的大理石和盐酸制备 气体） ，实验步骤如下
17、：FeS2（1）将橡皮塞 B 塞在 A 烧瓶上，并用皮筋套在烧瓶的瓶颈处以标记橡皮塞所塞入瓶颈的深度，准确称量其质量为 。gW1（2）连接制取和净化气体的装置，其连接顺序是： 接 ， 接 ， 接 ， 接 。（3）将导管 G 插入烧瓶 A 中，用向 （填“上” 或“下” ）排气法收集 并2CO检验 是否已经充满，检验 已充满的方法是 ，用橡皮塞塞好烧瓶瓶口称量，2CO2CO其质量为 。gW（4）将烧瓶瓶塞取下向烧瓶中注水至标记线，再将水倒入量筒测得水的体积为 。VmL（5）记录当时室温为 和压强为 。 （R 取 ） 。CtpPa1314.8olKLPa回答下列问题： 求 相对分子质量的计算式是 。2O 若不将气体净化，则所求 相对分子质量的数值将 （填“偏高”或2O
