碳、硅及其化合物(高考复习使用稿)

试分析下列说法是否正确，说明理由。
1、SiO2高温时与Na2CO3反应产生CO2，将CO2通入Na2SiO3 溶液中可产生H2SiO3，说明H2SiO3酸性有时比H2CO3强，有 时比H2CO3弱？ 强酸制弱酸适用于常温下水溶液里的复分解反应，不适用于 高温非水体系的反应。 2、SiO2既能与NaOH反应又能与HF反应。
例4 某碳酸盐矿石，主要成分为BaCO3 ,另外有少量
CaCO3 ，现需要获得BaCO3，并尽可能降低钙含量。为 此，查得有关溶解度数据如下表：
------------Ca（OH）2 Ba（OH）2
0 0C
0.173g 1.64g
50 0C
0.130g 13.1g
80 0 C
0.094g 101.5g
也会对人体造成危害。如果长期吸入含有二氧化硅的粉尘， 就会患硅肺病（或矽肺病）。长期在二氧化硅粉尘含量较高 的地方，如采矿、翻砂、喷砂、制陶瓷等场所的工作人员易 患此病。
Pb-----铅为蓝色的软金属，铅是能作用于全身各系统和器官
的毒物，尤其是神经系统、消化系统、造血和心血管系统等。 污染和毒害最厉害的是四乙基铅，所以推广无铅汽油是防止 铅污染最有效的方法。另据调查发现，小学生使用铅笔也有 铅中毒的现象，因此要正确使用铅笔。铅在体内无任何生理 功能，理想的血铅水平应为零。任何水平的铅负荷，都会对 健康造成损害。
例8 我国古代炼丹中经常使用红丹，俗称铅丹在一 定条件下铅丹（用X表示）与硝酸发生如下反应： X + 4HNO3 === PbO2 + 2Pb(NO3)2 + 2H2O Pb3O4 (1)铅丹的化学式是_________________， +2和+4价 此铅丹中铅的化合价是_______________。 碱性 （2）由此反应可推测PbO是___________氧化物, 酸性 PbO2是____________氧化物. 例9 海战中为了进行掩蔽，常喷放SiCl4 和液氨， 形成很浓的烟幕。写出有关的化学方程式： SiCl4+ 4H2O== H4SiO4↓+ 4HCl↑ ___________________________________________. HCl + NH3== NH4Cl ________________________________________.
原料只有该矿石、焦炭和水，没有其它化工原料。请在方框 中写出每步产物的化学式，并填上反应条件或所需物质或方法。 煅 烧 加 热 过 滤 Ba(OH)2 过 滤
矿石
BaO CaO
H2O
Ba(OH)2 Ca(OH)2
CO2
BaCO3
例5
化合物A、B、C、D、E、F是中学常见的物质，这些化合 物之间存在如下关系，其 中A和B的反应是一种重要化工生产中 的主要反应。
（3）正长石
KAlSi3O8
K2O · 2O3 · Al 6SiO2
例：硅酸盐可以改写成氧化物的形式（注意金属氧化 物在前，非金属氧化物在后，低价在前，高价在后， H2O一般写在最后）
（1）许多含氧酸及其盐类类似地改写为氧化物形式， 请改写下列物质：
HNO3: N2O5• H2O KAl(SO4)2•12H2O ; HCOOH: CO • H2O ; K2O•Al2O3•4SO3•24H2O ;
例11 (1)化学行业合成了一种晶体——氮化 C 3N 4 碳。试推断它的化学式______.
Mg2Si3O8●nH2O +4H+===2Mg2+ + 3SiO2+ (n+2)H2O
(2)写出CaSiO3和氢氟酸反应的化学方程式 CaSiO3+ 6HF === CaF2 + SiF4↑+ 3H2O ______________________________________ _
物中有共同产物F,但前者有三种产物,预测A 应为一种不稳定的弱酸盐;后者有二种产物, 估计C应为一种较稳定的弱酸盐,且A与B在 高温下的反应为重要化工生产的重要反应.联 想硅酸盐工业.可得 (1)Na (2)制玻璃(硅酸盐工业),C为Na2SiO3 ∵A 可溶于水， ∴A为Na2CO3,溶液显碱性. (3)能,酸性 H2CO3＞H2SiO3
H－Si－H H
H2SiO3： H－O－Si －O－H
碳与硅单质
碳及其重要化合物之间的转化关系
C2H4
SiC
CO
HCOOH
C2H2
CaC2
C
H2C2O4
CH4
CS2
CO2
CaCO3
H2CO3
Ca(HCO3) 2
硅及其重要化合物之间的转化关系
SiF4 CaSiO3
Si
SiO2
Na2SiO3
SiCl4
SiH4
H2SiO3
碳元素及其化合物的转化
重点、难点剖析
如： 2+2C SiO
高温
Si+2CO
2Mg + CO2
点燃
2MgO + C
现象：①Mg条继续燃烧 ②放热 ③有黑色和白色固体物质生成
3.碳酸盐的性质规律
（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。
高 三 总 复 习
碳、硅及其化合物（碳族）
一、本讲教学主要内容 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 二、重点、难点剖析及典型例析 (一)碳和硅及其重要化合物间的相互转化
碳及其化合物 金刚石： 石墨：
C60：
碳及其化合物(续)
CH4：
H H－C－ H
H
(正四面体，属非极性分子， 电子式要求)
4.了解硅酸盐的特点
是构成地壳岩石和矿物的主要成分 绝大多数硅酸盐难溶于水 1、硅酸钠：易溶于水，其水溶液俗名水玻璃，粘
性很強，是一种重要的矿物胶。
2、粘土的主要成分是硅酸盐
种类繁多，结构复杂，常用氧化物的形式表示组成 （1）硅酸钠 （2）高岭石 Na2SiO3: Al2(Si2O5)(OH)4 Na2O · 2 SiO Al2O3 · 2SiO2 · 2O 2H
------------Ca（OH）2 Ba（OH）2
0 0C
0.173g 1.64g
50 0C
0.130g 13.1g
80 0 C
0.094g 101.5g
原料只有该矿石、焦炭和水，没有其它化工原料。 请在方框中写出每步产物的化学式，并填上反应条件或 所需物质或方法。
煅 烧 加 热 过 滤 Ba(OH)2 过 滤
据此判断： Na (1)A、C、F中含有相同的元素是________ (2)该工业称为 制玻璃(硅酸盐工业) .化合物C的化学式为 Na2CO3 ,化合物A可溶于水,水溶液显____性. 碱 (3)C的水溶液和D能否反应?其理由是___
能,酸性 H2CO3＞H2SiO3
解析 由题意可推得A、C与盐酸作用,生成
例2:现有Na2CO3溶液2mol/L500mL、HCl溶液2mol/L750mL. 若①向HCl溶液中逐滴加Na2CO3溶液 ， ②向Na2CO3溶液中逐 滴加HCl溶液，分别产生CO2多少？
例3：某混合气体中可能含有HCl、H2、CO、CO2、 NH3和水蒸气中的两种或多种。当混合气体依次通过 ①澄清石灰水(无混浊现象)；②氢氧化钡溶液(有浑浊 现象)；③浓H2SO4(无现象)；④灼热的氧化铜(变红)；
例7 .某溶液A可能含有等物质的量浓度的SiO32－、
CO32－、SO32－、S2－、AlO2－、Cl－、 PO43－中的几 种，现进行以下实验： ①取10mL A溶液，往其中通入足量CO2，得到 白色沉淀B，B可完全溶于稀HCl溶液 ， ②另取10mL A溶液，往其中加入稀盐酸，生成 气体C．将C通入Pb(NO3)2溶液中， 有黑色沉淀D生 成． (1)溶液中肯定存在的上述中离子是 ， (2)溶液中肯定不存在上述中离子是 ， 其理由 是 ．
沉淀质量 A B CO2体积
O
1）写出OA段曲线和AB段曲线所表示的反应方程式。
CO2 + Ca(OH)2 == CaCO3 ↓ + H2O CO2 + CaCO3 + H2O == Ca(HCO3)2
2）A点参加反应的CO2 和Ca(OH)2的物质的量之比为 1:1 产生白色浑浊
3）加热B处溶液，现象是
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；
SiO2+2C == Si+2CO
高温
1.注意硅的化学性质和精硅的制取
①常温下硅不活泼(但自然界无游离硅存在，常以硅酸盐形式存 在),不与强酸、强氧化性酸反应.
2.注重CO2和SiO2性质比较
SiO2+H2O=H2SiO3 ╳
例10 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Mg2Si3O8●nH2O改写 成氧化物的形式为_____________________, 2MgO ● 3SiO2●nH2O 它中和胃酸的化学方程式是 ______________________________________
SiO2与HF的反应是SiO2的特殊性质，并非所有的酸都能反应。
3、NaOH溶液、Na2SiO3溶液和氢氟酸均不应装在玻璃瓶中。
NaOH与SiO2常温下的反应十分缓慢，所以NaOH溶液、 Na2SiO3溶液可以保存在玻璃瓶中，但不能用磨口的玻璃塞
3.碳族元素与人类健康
SiO2-----在日常生活、生产和科研有着重要的用途，但Leabharlann Baidu时
⑤无水CuSO4(变蓝)。对该混合气体成分判断正确的
是（ C ） A.一定没有CO2，肯定有H2
B.一定有CO、 CO2和H2O
C.一定有HCl、H2和CO2 D.可能有CO2、NH3和水蒸气
由此可见,先后滴入的次序不同,所得气体量不同. 故可用相互滴入法来鉴别Na2CO3和HCl两种无色溶液. 想一想:如维持两种溶液浓度不变,Na2CO3溶液和HCl 溶液均为1L,结果又如何呢？
例12 在没有现成CO2气体发生器的情况下，请你选
CaCO3
考虑：NaHCO3在溶于水或处于熔融状态（常压）时，都存在 的离子是（ C ）（已知碳酸氢钠的熔点高于其分解温度） ①Na+
A. ①③
②H+
B. ②③
③HCO3C. ①④
④CO32D. ①②④
4.碳酸正盐与酸式盐的相互转化
例1 在一定量饱和石灰水中通入 CO2，产生的白色 沉淀与通入的CO2的体积的关系如图。
（2）已知在一定条件下，Fe在Cl2中燃烧可以生成
Fe3Cl8,它可以改写成FeCl2• 2FeCl3。类似地碘与Fe 在一定条件下可得到Fe3I8，则它可以看作是 3FeI2 • I2 。
5.硅酸盐工业
（以含硅物质为原料的材料制造）
例 某碳酸盐矿石，主要成分为BaCO3 ,另外有少量 CaCO3 ，现需要获得BaCO3，并尽可能降低钙含量。 为此，查得有关溶解度数据如下表：
例6 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 MgO ; Ca(OH)2+C2H2 ; (2)G与E反应的化学方程式 CaC2+2H2O 高温 (3)B与D反应的化学方程式 CaO+3C CaC2+CO ; 该反应中氧化剂与还原剂的质量比是_____________ 2:1
CO： (直线型，属极性分子，电子式不要求)
CO2： O＝C＝O (直线型，属非极性分子，电子式要求) O H2CO3： H－O－C －O－H
硅及其化合物
晶体硅：
二氧化硅晶体：
硅及其化合物(续)
SiH4：
H (正四面体，属非极性分子， 电子式要求) H4SiO4： O H O H－O－Si －O－H O H
矿石
BaO
CaO
H2O
Ba(OH)2 Ca(OH)2
CO2
BaCO3
例2 下列试剂的保存正确的是（ A ）
例3 已知，氮化硅是一种高温陶瓷，它硬度
大，熔点高，性质稳定，工业上用高纯硅和 氮气在高温下反应制得。
1）氮气的电子式为 2）氮化硅属于 学式为 。 。 （共价或离子）化合物，其化
3）氮化硅抗腐蚀性强，除氢氟酸外，它不与其它无机酸 反应。它与氢氟酸反应的产物为 。 4）四氯化硅和氮气在氢气氛保护下，加强热可得到高纯 度氮化硅。该反应的化学方程式为 。