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时间:2019-05-23
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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
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