碳族元素知识点总结

碳族元素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。

碳1.C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。

①燃烧反应②与某些氧化物的反应：C ＋CO 22CO ；C ＋2CuO CO 2↑＋2Cu ；C ＋H 2O CO ＋H 2O （CO 、H 2的混合气体叫水煤气）； 2C+SiO 2Si+2CO↑③与氧化性酸反应：C ＋2H 2SO 4（浓）CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O ； C ＋4HNO 3（浓）CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O2.CO不溶于水，有毒(CO 和血红蛋白结合，使血红蛋白无法和O 2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。

①可燃性①还原性：CO+CuO −→−∆CO 2＋Cu ，CO+H 2O(g)CO 2+H 2O3.CO 2直线型（O ＝C ＝O ）非极性分子，无色能溶于水，密度大于空气，可倾倒，易液化。

固态CO 2俗称干冰，能升华，常用于人工降雨。

实验室制法：CaCO 3＋2HCl ＝CaCl 2＋CO 2↑＋H 2O 。

①酸性氧化物一—酸酐Ca(OH)2＋CO 2＝CaCO 3↓＋H 2O(用于检验CO 2)①氧化性：CO 2＋C −−→−高温2CO ；2Mg ＋CO 2−−→−点燃2MgO ＋C4.碳酸盐①溶解性：Ca(HCO 3)2>CaCO 3；Na 2CO 3>NaHCO 3。

①热稳定性：Na 2CO 3>CaCO 3；碱金属正盐>碱金属酸式盐: Na 2CO 3>NaHCO 3。

③相互转化：碳酸正盐碳酸酸式盐(除杂用)硅1.晶体硅的物理性质灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。

它的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度也很大。

它的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。

2、硅的化学性质1．在常温下，硅的化学性质不活泼。

常温下除了能与氟气、氢氟酸、强碱反应外，不能与其他物质反应.Si + 2F 2 ＝ SiF 4Si + 4HF ＝ SiF 4↑ + 2H 2↑Si + 2NaOH + H 2O ＝ Na 2SiO 3 + 2H 2↑2．在加热条件下，能与某些非金属反应。

在加热时，研细的硅能在氧气中燃烧，生成二氧化硅并放出大量热。

Si + O 2 ＝ SiO 2 三．工业制法制备：在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅：SiO 2＋2C −−→−高温Si ＋2CO↑，将制得的粗硅，再与C12反应后，蒸馏出SiCl 4，然后用H 2还原SiCl 4可得到纯硅。

有关的反应为：Si 十2C12−−→−高温SiCl 4、 SiCl 4+2H 2−−→−高温Si+4HCl 。

二氧化硅1.物理性质SiO 2为原子晶体，是一种坚硬难熔的固体，硬度、熔点都很高。

而CO 2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。

CO 2是分子晶体，故熔点很低。

2.化学性质。

(1)．SiO 2是酸性氧化物，是硅酸的酸酐，它不溶于水，也不与水反应。

与碳反应SiO 2= + 2C ＝＝＝ Si + 2COCO 2 + C ＝ 2COSiO 2 + 2NaOH ＝ Na 2SiO 3 + H 2O 盛装碱液的试剂瓶不能用玻璃塞，而只能用橡皮塞。

生成的硅酸钠具有粘性，要将瓶塞和瓶颈粘在一起而不能打开。

二氧化硅是一种特殊的酸性氧化物。

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：首先让SiO 2和NaOH （或Na 2CO 3）在熔化条件下反应生成相应的硅酸钠：SiO 2＋2NaOH−−→−熔化Na 2SiO 3＋H 2O ，SiO 2＋Na 2CO 3−−→−熔化Na 2SiO 3＋CO 2↑，然后用酸与硅酸钠作用制得硅酸：Na 2SiO 3+2HCl →H 2SiO 3+2NaCl 。

2．弱的氧化性SiO2= + 3C ＝＝SiC + 2CO3．特性SiO2 + 4HF ＝SiF4 + 2H2O这就是工业上用氢氟酸雕刻玻璃的反应原理。

硅酸、硅酸盐一、硅酸硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱。

将CO2通入Na2SiO3的溶液中，会析出原硅酸沉淀。

CO2 + Na2SiO3+2H2O＝Na2CO3 + H4SiO4↓虽然二氧化硅是酸性氧化物，但不能用二氧化硅跟水直接作用制得硅酸，而只能用相应的可溶性的硅酸盐跟酸作用来制硅酸。

2HCl + Na2SiO3 + H2O＝2NaCl + H4SiO4↓原硅酸是一种白色胶状沉淀物。

原硅酸几乎不溶于水，是一种弱酸，很不稳定。

这种白色胶状物在空气里干燥，失去一部分水后，变成白色粉末即硅酸。

二、硅酸盐硅酸、原硅酸和由它们缩水结合而成的各种酸所对应的盐，统称硅酸盐。

硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成。

具体表达形式为：活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·二氧化硅·水。

如硅酸钠Na2SiO3Na2O·SiO2镁橄榄石Mg2SiO42MgO·SiO2钙沸石Ca(Al2Si3O10)3H2O CaO ·Al2O3 ·3SiO2 ·3H2O正长石KAlSi3O8 K2O·Al2O3·6SiO2可溶性硅酸盐中最常见的是硅酸钠，它的水溶液俗名水玻璃。

水玻璃又叫做泡化碱，它是一种无色粘稠的液体，是一种矿物胶，它既不能燃烧又不受腐蚀，在建筑工业上可作粘合剂。

可用作耐火材料。

硅及其化合物的特性1．硅的还原性比碳强，得在高温下碳能将硅从SiO2中还原出来。

2．非金属单质与强碱溶液反应一般不产生氢气，但硅要产生氢气。

3．非金属单质一般不与非氧化性酸反应，而硅却能与氢氟酸反应，且能产生氢气。

4．非金属单质一般不具有金属光泽，而石墨和硅却具有，且都能导电，硅是常用的半导体材料。

5．非金属氧化物一般是分子晶体，熔沸点较低，但二氧化硅却是原子晶体，熔点很高。

6．酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应，而二氧化硅却能与氢氟酸反应，生成四氟化硅和水。

7．无机酸一般易溶于水，而硅酸和原硅酸却难溶于水。

8．在水溶液中，碳酸的酸性比硅酸的强，二氧化碳与硅酸钠溶液反应生成碳酸钠和硅酸沉淀。

在高温下碳酸钠与二氧化硅反应生成硅酸钠和二氧化碳，其原因是在高温条件下，生成的二氧化碳离开反应体系而使反应进行到底。

硅胶不能。

二氧化硅能与碳酸钙和碳酸钠反应生成二氧化碳，是由于该反应的反应物都是固体，在高温下发生反应时，生成的二氧化碳气体脱离反应体系使反应得以进行，但不能说明硅酸的酸性比碳酸强。

酸性强弱的本质是酸电离出氢离子的难易程度。

我们所学过的复分解反应的规律仅适用于溶液里的反应。

它与Na2SiO3+CO2+H2O＝Na2CO3+H2SiO3并不矛盾。

碳及其化合物的知识网络2．难点聚焦注意：碳族元素的氢化物的写法是碳族元素在前，氢元素在后。

总结：1。

相似性①最外层上均有4个电子，易形成共价键。

②最高正价均为+4价，最高价氧化物通式为RO2，对应水化物通式为H2RO3或R(OH)4，特殊的原硅酸为H4SiO4。

③气态氢化物可表示成RH4。

2．递变性随着原子序数的递增，元素的原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强，元素由非金属性向金属性递变的趋势明显。

3．主要化合价碳族元素的化合价主要有+4和+2，碳、硅、锗、锡的+4价化合物是稳定的，而铅的+2价化合物是稳定的。

根据此性质可判断：锡的+2价化合物应具有强的还原性，铅的+4价的化合物应具有较强的氧化性。

4．单质的物理性质碳族元素单质的密度是从碳到铅逐渐增大，熔点、沸点逐渐降低。

专题三二氧化碳和二氧化硅的结构、性质比较（见表7—7）3 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 ：↑++CO Si C SiO 222高温2. 非金属单质跟碱液作用一般无2H 放出，但Si 却放出H 2：↑+=++232222H SiO Na O H NaOH Si ↑+↑=+2424H SiF HF Si3. 非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si 能与HF 作用：4. 非金属单质一般为非导体，但Si 为半导体。

5. SiO 2是的酸酐，但它不溶于水，不能直接将它与水作用制备H 2SiO 3。

6. 非金属氧化物的熔沸点一般较低，但SiO 2的却很高。

7. 酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO 2能跟HF 作用：↑+↑=+24224H SiF HF SiO 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：32322232CO Na SiO H O H CO SiO Na +↓=++，但在高温下↑++232232CO SiO Na SiO CO Na 高温也能发生。

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：↑+=++232222H SiO Na O H NaOH Si进行分析，似乎NaOH 和O H 2都是氧化剂，其实不然。

上述反应实际分两步进行↑+∆+244224H SiO H OH Si ①O H SiO Na NaOH SiO H 2324432+=+ ②其中反应①为氧化还原反应，反应②为非氧化还原反应。

合并①②两式得总反应方程式。

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H 2O 。

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： 223222423Si NaOH H O Na SiO H H O ++=+↑+11．碳及其化合物的知识网络硅及其化合物的知识网络C a (H C O 3)2 CO 2 CaCO 3 C 2CO 有机物NH 4HCO 3 CH 4 H 2CO 3 Na 2CO 3 NaHCO 3 不完全燃烧 O 2(不足)O 2 (不足)①O 2②CuO 炽热的碳 NH 3·H 2O O 2 (点燃)△H 2O CaO Mg (点燃) NaOHH 2ONaOH H ＋C a (O H )2 ①高温②H +Ca 2＋CO 2 、H 2O △ C a (O H )2 CO 2 (水) ①OH ― ②加热 2SiO 3 CO 2,H 2O NaOHH 2SiO 32 CaSiO 3H 4SiO 4Cl 2 (高温①CaO(△) ②CaCO 3 (△) Ca 2＋-H 2O。