第10讲 碳硅及其化合物

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1、专题二碳和硅硅及其化合物岩石、沙子、土壤玻璃、陶瓷和水泥石英、水晶、玛瑙半导体材料光导纤维硅胶干燥剂一、基本反应　　　4．碳、硅及其碳、硅的化合物　　(1)碳、硅及其碳、硅化合物的知识体系　　(2)碳、硅及其碳、硅化合物的重要知识　　①金刚石和晶体硅是原子晶体，其熔点金刚石＞晶体硅；金刚石、石墨、C60是碳的同素异形体。　　②Si在地壳中的含量排在第二位，自然界中没有游离态的硅，硅以SiO2、硅酸盐等形式存在，是构成矿物和岩石的主要成分。　　③Si化学性质不活泼，常温下能与F2、HF、NaOH反应，与Cl2、O2、H2SO4、HNO3等不反应。

2、　　④有关Si、SiO2、H2SiO3和硅酸盐的重要反应：　　Si＋O2SiO2；　　SiO2＋2CSi＋2CO↑；SiO2＋CaOCaSiO3；　　SiO2＋2NaOHNa2SiO3＋H2O；SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑；　　SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑；Na2SiO3＋CO2＋2H2O＝Na2CO3＋H4SiO4↓；　　H4SiO4H2SiO3＋H2O；H2SiO3SiO2＋H2O。　　⑤石英的主要成分也是SiO2，透明的石英晶体主要成分就是水晶，玛瑙是含杂质的石英晶体，SiO2是原子晶体。SiO2是光导纤维

3、的主要原料，石英玻璃可制成耐高温的化学仪器和光学仪器。　　⑥黏土主要成分是硅酸盐，水泥、玻璃、陶瓷都属硅酸盐类物质。土壤、有色玻璃具有胶体的某些性质。　　⑦硅酸盐工业：玻璃、水泥、陶瓷　　⑧高温结构陶瓷有氧化铝(人造刚玉)、氮化硅、碳化硼等，都具有原子晶体的结构。　　三、典型例题解析　　【例1】下列说法正确的是A．二氧化硅溶于水显酸性，所以二氧化硅属于酸性氧化物B．二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸C．二氧化碳通入水玻璃可能得到原硅酸D．因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸强　　【知识点】二氧化硅　　【能力层次】理

4、解　　【答案】C　　【解析】在解此题时应注意二氧化硅与二氧化碳虽都属于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，但它们在性质上却存在着一些显著的不同。二氧化碳可以溶于水形成碳酸，二氧化硅不溶于水也不和水反应；二氧化硅虽是酸性氧化物但根据其特性可以和氢氟酸反应；水玻璃是硅酸钠的水溶液，二氧化碳通入水玻璃生成原硅酸属于强酸制弱酸；高温时二氧化硅与碳酸钠发生反应是因为有二氧化碳气体放出，而不能说明硅酸的酸性比碳酸强。（一）知识网络（1）碳及其化合物相互转化（2）硅及其化合物相互转化SiF4（二）重要物质的反应1、碳的还原性C+SiO2C+H2SO4(浓)C+

5、HNO3(浓)C+H2O(g)2、一氧化碳的还原性CO+O2CO+Fe2O33、二氧化碳的性质（1）酸性氧化物的性质CO2+Ca(OH)2(过量)CO2(过量)+Ca(OH)2（2）氧化性（两个反应）CO2+C4、正盐与酸式盐相互转化：（1）Na2CO3NaHCO3CaCO3Ca(HCO3)2）（2）NaHCO3（或Ca(HCO3)2）Na2CO3（或CaCO3）NaHCO3加热：Ca(HCO3)2加热：NaHCO3+NaOHNaHCO3+Ca(OH)2（少量）NaHCO3+Ca(OH)2（足量）Ca(HCO3)2+NaOH（少量）Ca(HCO

6、3)2+NaOH（足量）5、二氧化硅（1）与氢氟酸的反应HF+SiO2（2）与氢氧化钠溶液的反应NaOH+SiO2（3）与碳、碳酸钠、碳酸钙高温反应C+SiO2(制得粗硅)Na2CO3+SiO2SiO2+CaCO3二、基础实验1、物质保存（1）氢氟酸保存在，氢氧化钠溶液如何保存，原因是。（2）硅酸钠溶液如何保存，原因是。2、实验现象（描述现象，并用方程式解释）（1）生石灰变熟石灰（2）澄清石灰水通入二氧化碳至过量（3）硅酸钠溶液滴入盐酸的现象（4）硅酸钠溶液滴入酚酞试液3、生活实际（1）玻璃生产的方程式：Na2CO3+SiO2=(高温)Na2S

7、iO3+CO2、CaCO3+SiO2=(高温)CaSiO3+CO2（2）水泥的主要成分：硅酸三钙3CaO·SiO2、硅酸二钙2CaO·SiO2和铝酸三钙3CaO·Al2O3等普通陶瓷的主要成份：硅酸盐玻璃、陶瓷、水泥是（混合物、纯净物）（3）晶体硅的主要用途二氧化硅的主要用途。（4）二氧化硅是（酸、碱）性氧化物，溶于水，（能、不能）用来直接制备硅酸4、元素周期律和物质结构（1）气态氢化物中显价，化学式为。气态氢化物热稳定性：（CH4SiH4GeH4SnH4PbH4）熔点变化规律：（CH4SiH4GeH4SnH4PbH4）（2）在最高价氧化物中显

8、价，化学式为，最高价氧化物对应的水化物化学式为、或。酸性：H2CO3H2SiO3H4GeO4碱性：Ge(OH)2Sn(OH)2Pb(OH)2（3）熔点