碳族元素知識小結

1、碳族元素知識歸納二. 教學目標： 1. 通過對比歸納C和Si；和等主要單質和化合物的性質。 2. 歸納酸式鹽的有關反應。 3. 連續(xù)反應的討論題。三. 知識體系： 1. 碳族元素（1）概述 結構：最外層都是4個電子 位置：A族（2）性質 相似性：化合價，易形成共價化合物，難形成簡單離子 遞變性：從，非金屬性逐漸減弱，金屬性逐漸增強 2. Si（1）物理性質：熔沸點高，硬度大，半導體（2）化學性質： 常溫：只與、強堿溶液反應 加熱：與等反應（3）制備： 3. （1）物理性質：硬度大，熔沸點高（2）化學性質： 酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性 不與水反應（不溶于水） 不與酸反應（HF除外） 高溫下

2、與等反應生成相應的硅酸鹽 與強堿反應： 4. 硅酸鹽工業(yè)與新型無機非金屬材料四. 專題總結：專題一 常見試劑的保存（見下表）類別常見藥品有關特性保存方法空氣中易變質（1）Na、K易跟、水反應煤油中（2）、漂白粉易跟、水反應密封（3）溶液、石灰水、水玻璃易跟反應，粘合玻璃密封，要用橡膠塞，不用玻璃塞（4）易風化失去結晶水密封（5）濃硫酸易吸水、強氧化性密封，不用橡膠塞見光易變質氯水、見光易分解、有強氧化性棕色瓶中，冷暗處，不用橡膠塞易燃（1）鎂、硫遇火易燃遠離火種，單獨存放（2）汽油、酒精、苯易燃有機溶劑遠離火種，不用橡膠塞易爆、受熱易分解、強氧化性遠離易燃物，防受熱沖擊強腐蝕性（1）液溴易揮發(fā)

3、的強氧化劑棕色瓶中，玻璃塞，水封（2）氫氟酸腐蝕玻璃塑料瓶中專題二 碳與硅單質的性質比較1. 金剛石和晶體硅都是原子晶體，都不溶于水和任何有機溶劑，它們的熔、沸點、硬度均高，但前者比后者更高。 2. 碳、硅在常溫下穩(wěn)定，高溫時活潑性增強，主要表現(xiàn)還原性。碳、硅的化學性質（見下表）。碳和硅的性質比較化學性質碳硅還原性與單質反應（不穩(wěn)定）與氧化物反應與酸反應不與、等反應，但有：與水或堿溶液反應與反應專題三 二氧化碳和二氧化硅的結構、性質比較（見下表）項目類別酸性氧化物酸性氧化物晶體類型分子晶體原子晶體熔點和沸點低高，硬度大化學性質不溶于水，與水也不反應聯(lián)系專題四 酸式鹽性質的一般規(guī)律 1. 酸式鹽

4、的性質（1）在水中的溶解性：一般來說，在一樣溫度下，酸式鹽的溶解度比正鹽大，如難溶于水，易溶于水。但也有例外，如的溶解度比小。（2）與酸或堿反應：強酸的酸式鹽只跟堿反應，不跟酸反應；弱酸的酸式鹽既能跟堿反應又能跟酸反應。如：將少量溶液滴入溶液中：等（3）對熱的穩(wěn)定性：一般來說，熱穩(wěn)定性大小順序為：正鹽酸式鹽多元酸鹽（鹽的陽離子一樣，成鹽的酸一樣）。如：不分解 2. 酸式鹽的生成（1）多元弱酸與少量堿反應：（2）弱酸的正鹽與該種弱酸反應（3）有酸式鹽參加的復分解反應：（4）硫酸與某些鹽反應：專題五 硅與其化合物的特性1. Si的還原性大于C，但C卻能在高溫下還原出Si：2. 非金屬單質跟堿液作用

5、一般無放出，但Si卻放出：3. 非金屬單質一般不跟非氧化性酸作用，但Si能與HF作用：4. 非金屬單質一般為非導體，但Si為半導體。5. 是的酸酐，但它不溶于水，不能直接將它與水作用制備。6. 非金屬氧化物的熔沸點一般較低，但的卻很高。7. 酸性氧化物一般不與酸作用，但能跟HF作用：8. 無機酸一般易溶于水，卻難溶于水。9. 因的酸性大于，所以在溶液入能發(fā)生下列反應：，但在高溫下也能發(fā)生。10. 的水溶液稱水玻璃，但它與玻璃的成分大不一樣，硅酸鈉水溶液（即水玻璃）俗稱泡花堿，但它卻是鹽的溶液，并不是堿溶液。（三）硅與堿溶液的反應特點硅與強堿溶液反應的實質是什么？究竟哪種物質是氧化劑？根據(jù)化學方

6、程式：進行分析，似乎和都是氧化劑，其實不然。上述反應實際分兩步進行其中反應 為氧化還原反應，反應 為非氧化還原反應。合并兩式得總反應方程式。其中既不是氧化劑，也不是還原劑，只是反應物、起氧化作用的只是。所以是式的氧化劑，也是總反應的氧化劑。為表示反應的實質（或要求標出電子轉移方向和數(shù)目時），可寫成：專題七 干態(tài)下物質間的反應規(guī)律高沸點物質制低沸點物質常溫溶液里由強制弱的反應規(guī)律不適用于高溫非水體系的反應，如：（不表示硅酸的酸性比碳酸強）（不表示碳的還原性比硅強）高溫時，非水體系的反應有利于有氣體產(chǎn)生的反應，即高沸點物質制低沸點物質。因為反應生成的氣體從反應體系中排出，使得反應能正向進行到底。再

7、如：（鈉的沸點比鉀高）專題八 連續(xù)反應的討論所謂連續(xù)反應指當某反應物過量時會與其中的生成物反應。解答此類題一般是先寫出有關的化學方程式，然后畫出數(shù)軸并根據(jù)化學方程式在數(shù)軸上確定區(qū)間和區(qū)間的成分，進一步通過討論得到結果。典型例題例1 已知高溫下能發(fā)生如下反應：?，F(xiàn)有石英砂和炭粉的混合物共，在電爐中隔絕空氣充分反應，反應完全后，冷卻得到殘留固體。若石英砂與混合物的物質的量之比為，試討論x的取值圍、殘留固體的成分和物質的量，并將結果填入下表。（注：殘留固體物質的量用a、x表示）x值殘留固體化學式物質的量/mol精析：當C不足時發(fā)生下列反應碳過量時，發(fā)生下列反應當碳過量時合并上述反應得；用數(shù)軸法表示上

8、述過程首選按、兩個反應恰好完全反應分析確定x的不同取值圍，然后確定固體殘留物不同的比例界線，最后分別討論。當時，按式計算，與C恰好完全反應，最后固體為Si，物質的量可按或C的物質的量計算。當時，按式計算，二者恰好完全反應，最后固體為，物質的量可按或C的物質的量計算。當時，碳過量，按式計算，以不足量的為依據(jù)求的量，最后固體為和過量的C。當時，按式計算，過量，以C為依據(jù)求Si的量，最后固體為Si和過量的。當時，先按式計算，后按式計算。按式以（不足量）求Si的量，剩余C的量；按式以不足量C求的量。最后固體為Si和。答案：x值殘留固體化學式物質的量/mol，SiSiSi，C，例2 下列說確的是（ ）A

9、. 將NaF濃溶液和濃鹽酸混合均勻，要用玻璃棒進行攪拌B. 做化學實驗時，化學試劑硝酸要盛在棕色玻璃瓶中C. 將少量加熱熔化，可將盛在玻璃試管中加熱D. 若玻璃瓶口與玻璃塞被粘住了，可用溫水浸泡后再輕輕旋動瓶塞啟開精析：NaF和的混合溶液中有HF，它易腐蝕玻璃棒。光照后易分解，棕色玻璃透光性很弱，能蔽光。在高溫下，能與玻璃中的反應：。干結的可慢慢溶于溫水中。答案：B、D例3 在半導體工業(yè)中，有一道工序叫燒氫。燒氫的工藝流程如下圖所示。工作時，是將石英管D出口處氫氣點燃。半導體硅片、焊片和金屬零件從石英管口送入加熱區(qū)，在氫氣還原氣氛中加熱使焊片熔化，將單晶硅與金屬零件焊接在一起。焊接后再將零件接

10、至冷卻區(qū)，冷卻后取出。燒氫工藝中的氫氣純度要求極高，工業(yè)氫氣雖含量達99.9%，但仍含有極微量的水蒸氣和氧氣，所以點燃氫氣前應檢驗氫氣的純度。試回答下列問題。（1）裝置B的作用是；B中發(fā)生反應的化學方程式是。（2）裝置C中的物質是；C的作用是。（3）點燃氫氣前將E（帶導管膠塞）接在D管出口處，目的是。（4）裝置A是安全瓶，可以防止氫氣燃燒回火，引起爆炸，其中填充大量純銅屑的作用是。答案：（1）除去氧氣 （2）無水（或堿石灰） 吸收水蒸氣（3）檢驗氫氣純度（4）大量的銅屑可以吸收熱量，降低溫度例4 經(jīng)測定，為二元弱酸，其酸性比碳酸弱，它不穩(wěn)定，易分解生成和。若向入干燥的氣體，與并不反應。用化學方

11、程式表示和潮濕的氣體反應的過程：、和潮濕的氣體反應總的化學方程式為。解析：由較強的酸可制得較弱的酸，不難寫出與潮濕的反應：；再根據(jù)題示信息可寫出反應：。與反應總的方程式為：。點評：與、的反應可用與、的反應進行類比。有的學生根據(jù)與反應類比與反應：，忽視了與在性質上的差異，即具有還原性；也有些學生靈機一動：，“亡羊補牢”也能獲取正確結論。例5 將通入石灰乳中得到漂粉精，漂粉精的主要成分是?，F(xiàn)測得該漂粉精的“有效氯”（過量和漂粉精作用生成的質量與漂粉精質量之比）為35.6%，則該漂粉精的組成中n值為。解析：同學們熟知的漂粉精是和的混合物，故解題時應把不熟悉的化學式盡可能改寫成熟悉的，易于辨認化學式或

12、，然后依題意寫出主要與計算有關的化學方程式：，所以，點評：華羅庚先生說過：“把一個比較復雜的問題退成最簡單最原始的問題，把這最簡單最原始問題想通了，想透了，然后再來一個飛躍上升?！边@是一個非常精辟的思維方法，用這種方法去思考問題極有意義。例6 實驗室中可以用如圖所示的裝置（鐵架臺、膠管均略去）來制純凈的氣體，并測定其相對分子質量（用含少量的石和鹽酸制備氣體），實驗步驟如下：（1）將橡皮塞B塞在A燒瓶上，并用皮筋套在燒瓶的瓶頸處以標記橡皮塞所塞入瓶頸的深度，準確稱量其質量為。（2）連接制取和凈化氣體的裝置，其連接順序是：接，接，接，接。（3）將導管G插入燒瓶A中，用向（填“上”或“下”）排氣法收

13、集并檢驗是否已經(jīng)充滿，檢驗已充滿的方法是，用橡皮塞塞好燒瓶瓶口稱量，其質量為。（4）將燒瓶瓶塞取下向燒瓶中注水至標記線，再將水倒入量筒測得水的體積為。（5）記錄當時室溫為和壓強為。（R取）。回答下列問題： 求相對分子質量的計算式是。 若不將氣體凈化，則所求相對分子質量的數(shù)值將（填“偏高”或“偏低”），原因是。（市調(diào)查題）評析：（2）g接c，d接a，b接f，e接h（此時制得的氣體中含有等雜質氣體，除雜質順序為、）。（3）上；點燃的木條放在瓶口熄滅。（5）（根據(jù)氣態(tài)方程），此時V以L為單位，故為，是加燒瓶的質量，是空氣加燒瓶的質量，故計算后要加上空氣的平均相對分子質量（29.0）。 偏低，因為雜質

14、氣體的相對分子質量都比小。模擬試題 （答題時間：45分鐘）一. 選擇題（每小題只有一個選項符合題意）1. 常溫下，不跟單質硅起反應的物質是（ ）A. 氫氟酸B. 氟氣C. 濃硝酸D. 苛性鈉溶液2. 在空氣中久置而不變質的是（ ）。（省測試題） A. 小打 B. 亞硫酸鈉C. 水玻璃D. 漂白粉3. 在普通玻璃的原料中，要得到藍色玻璃，應加入（ ） A. B. C. D. 膽礬4. 能將三種白色粉末鑒別開來的試劑是（ ）（省聯(lián)考題） A. 苛性鈉溶液B. 水C. 氫氟酸D. 稀鹽酸5. 除去二氧化硅中所含的下列雜質，不可選用硫酸作試劑的是（ ） A. 氧化鈣B. 氧化鋁C. 氧化鐵D. 碳酸鈣

15、6. 下列各物質與其用途對應不正確的是（ ） A. 硅變壓器的鐵芯B. 二氧化硅吸附劑C. 石英光導纖維D. 硅酸鈉粘合劑7. 下列對制取水泥和玻璃的共同特點的敘述中，錯誤的是（ ）。（市綜合測試題） A. 生產(chǎn)所用設備一樣B. 反應都在高溫的條件下進行C. 原料中均有石灰石D. 都發(fā)生復雜的物理、化學變化8. 在一定條件下，下列物質中不能與反應的是（ ）。 A. 純堿B. 苛性鈉C. 氫氟酸D. 硝酸鈉9. 高溫下用碳還原某金屬氧化物，在標準狀況下，得到、和金屬M，則M的相對原子質量為（ ） A. 40B. 73C. 118D. 20710. 關于碳酸氫鈣的以下敘述中，正確的是（ ）。（高考

16、科研題） A. 用加熱濃縮結晶的方法，可以從溶液中得到固態(tài)碳酸氫鈣B. 碳酸氫鈣在開始分解，有氣態(tài)二氧化碳釋出C. 碳酸氫鈣能跟鹽酸反應，不能跟石灰水反應D. 碳酸氫鈣溶液可以由碳酸鈣在碳酸中溶解而形成二. 選擇題（每小題有一個或兩個選項符合題意。）11. 下列關于碳族元素的敘述中，正確的是（ ）。（市檢測題） A. 最外層上有2個電子B. 主要化合價均為C. 穩(wěn)定化合價均為D. 不易形成陰陽離子12. 將24g石英和80g石灰石在高溫下充分反應，反應后放出的氣體在標準狀況時的體積是（ ）。（自治區(qū)測試題） A. 8.96LB. 17.92LC. 4.48LD. 11.2L13. 人造骨是一種

17、具有生物功能的新型無機非金屬材料。它類似于人骨和天然牙的性質和結構。人造骨可以依靠從人體液中補充某些離子形成新骨?？稍诠趋澜雍辖缑娈a(chǎn)生分解、吸收、析出等反應，實現(xiàn)骨骼牢固結合。人造骨植入人體需要吸收人體中某些離子形成新骨，這些離子是（ ） A. B. C. D. 14. 某無色混合氣體可能含有（水蒸氣）、中的一種或幾種，依次進行如下處理（假設每次處理均反應完全）； 通過堿石灰，氣體體積變小； 通過赤熱的氧化銅時，固體變?yōu)榧t色； 通過白色硫酸銅粉末時，粉末變?yōu)樗{色； 通過澄清石灰水時，溶液變時渾濁。由此可以確定混合氣體中（ ）。（全國高考題） A. 一定含有，可能含有B. 一定含有，可能含有C.

18、 一定含有，可能含有D. 一定含有，可能含有15. 將一定量的碳與8g氧氣置于一密閉容器中，使之在高溫下反應，當恢復至原溫度時，容器壓強比原來增大0.4倍。則參加反應的碳的質量為（ ）。 A. 2.4gB. 3gC. 4.2gD. 6g三. 實驗題；16. 在沒有現(xiàn)成的氣體發(fā)生器的情況下，請你選用下圖中的部分儀器，組裝成一個簡易并且能隨用、隨關、隨停的氣體發(fā)生裝置。（1）應選用的儀器是（填入儀器的編號）（2）若用上述裝置制取氣體，而實驗室只有稀、濃、水、塊狀純堿、塊狀石灰石，比較合理的方案應選用的藥品是。四. 推斷題：17. 在下圖所示物質的轉化關系中，A是一種固體單質，E是一種白色沉淀。據(jù)圖填寫： （1）B的化學式是，目前B已被用作的主要原料。（2）B和a溶液反應的離子方程式是。（3）A和a溶液反應的化學方程式是。（4）C和過量鹽酸反應的離子方程式是。18. 正長石的組成可表示為，則，用氧化物的形式表示，其組成為。（市檢測題）19. 現(xiàn)有一主要成分是碳酸鋇、碳酸鈣的礦石，要求分離出碳酸鋇，盡可能除去。