碳族元素.碳及其化合物

碳族元素.碳及其化合物

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。 2. 难点聚焦

碳和硅的化学性质

项目 CO 2

SiO 2

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

CO2+H 2O H 2CO 3

不溶于水，与水也不反应

CO 2 +2NaOH =Na 2CO<^H 2O

SiO 2+2NaOH =Na 2SiO 3+H 2O

化学性 质 还 原 性 与单质反

应

点燃

C +O 2—CO 2 2C +O 2 点燃 2CO

A

Si +O2—SiO 2

Si + 2F 2 =SiF 4

高温

C +2S(g)=CS 2

Si+2H 2高温SiH 4 （不稳定）

与氧化物 反应

C +2CuO —CO 2

+2Cu

3C + Fe 2O 3 高温 3CO +2Fe

电炉

2C +SiO 2——2CO +Si 2C + SiO 2 高温 2CO +SiC

Si +2FeO 高温 SiO 2 + 2Fe

与酸反应

△

C+4H NO 3(浓)=CO 2 +4NO 2

+ 2H 2O

A

C + 2H 2SO 4(浓)= O 2

+ 2SO 2 +2H 2O

不与HNO 3、H 2SO 4等反应,

Si +4HF=SiF 4

+ 2H 2

与水或碱 溶液反应 C + H 2O(g)高温CO + H 2 Si+2NaOH + H 2^ Na 2SiO^2H 2

与CaO 反应

3C +CaO ^^aC 2 +CO

Si + 2NaOH +4H 2。= ^SiO s + 2H 2 + 3H 2O

3硅及其化合物的特性

高温

1. Si 的还原性大于C ,但C 却能在高温下还原出

Si : SiO 2+2C=Si + 2CO

7.酸性氧化物一般不与酸作用，但

SiO 2能跟HF 作用：SiO 2+4HF =SiF 4 +2H 2

8. 无机酸一般易溶于水， 却难溶于水。

9. 因H 2CO 3的酸性大于 H 2SiO 3,所以在 Na 2SiO 3溶液中通入 CO 2能发生下列反应:

Na z SiO s +CO 2 + H 2O = H 2SiO3 +Na 2CO 3，但在高温下

咼温

Na 2CO 3 +SiO 2^—Na 2SiO 3 +CO 2 也能发生。

10. Na 2SiO 3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：

Si+2NaOH + H 2O = Na 2SiO 3 + 2H 2

A

H 2 O H 4 SiO 4 中 2 H 2

其中反应①为氧化还原反应， 反应②为非氧化还原反应。 其中NaOH 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 出0。所以H 2O 是①式的氧化剂，也是总反应的氧化剂。为表示反应的实质（或要求标出电子转移方向和数 目时），可写成：

2.非金属单质跟碱液作用一般 无H 2放出，但 Si 却放出 H 2 :

Si+2NaOH +H 2O=Na 2SiO3+2H 2

Si +4 HF =SiF 4

+2H 2

Si 能与HF 作用:

3. 非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但

4. 非金属单质一般为非导体，但

5. S iO 2是的酸酐，但它不溶于水，不能直接将它与水作用制备

6. 非金属氧化物的熔沸点一般较低，但 SiO 2的却很高。

Si 为半导体。

H 2SiO 3。

进行分析, 似乎 NaOH 和H 2O 都是氧化剂，其实不然。

上述反应实际分两步进行

H 4SiO 4 + 2NaOH = Na 2SiO^3H 2O

合并①②两式得总反应方程式。

CH4

H2O C2H2

11.碳及其化合物的知识网络

不完全燃烧02（不

足）

CaO

CO

不

足

①02

炽

热的碳

Mg （点

燃）

①O2

（点）

②CuO

有机物

Ca（OH）2

H3 • H2O

NH4HCO3

CO2、H2O

Ca（HC CaC2 CO 2

C CaCO3

硅及其化合物的知识网络

3. 例题精讲

分析：对选项A :在碳族元素所形成的单质中，只有金刚石为无色晶体，故

对选项B :在碳族元素形成的单质中，金刚石、晶体硅为原子晶体，金刚石的熔点比晶 体硅高。本族单质的熔点与卤族元素单质熔点递变趋势不同， 卤族单质熔点从F27 12依次升

高，碳族元素单质由 3 Pb 熔点呈降低趋势，故 B 项是错误的。

H 2

O 2 （点

燃）

① O 2Q ） ②

FeO （

高温适量）

① CaOQ ） ② CaCO 3（△）

SiH 4

S i

SiO 2

CaSiO s

Cl 2 （高温）

H 2 （高

温）

SiCl 4

Si F 2

SiF 4

C （

咼 温

C （高温）足

量

2

a C

H 2SiO 3

CO 2,H 2O

Na 2SiO 3

NaOH

[例1] 下列关于碳族元素的说法正确的是

[]

A. 单质都是无色晶体

B. 单质中硅单质熔点最高

C. 碳族元素形成的化合物种类最多

D. 在化合物中最稳定的化合价都是 +4价

A 是错的。