1、族元素1復習重點1碳族元素原子結構的特點、碳族元素化合價為正四價和正二價；2碳族元素的性質及其遞變規律；3碳和硅的性質、用途。碳1.C在常溫下碳很穩定，只在高溫下能發生反應，通常表現為還原性。燃燒反應與某些氧化物的反應：CCO22CO；C2CuOCO22Cu；CH2OCOH2O（CO、H2的混合氣體叫水煤氣）；2C+SiO2Si+2CO與氧化性酸反應：C2H2SO4（濃）CO22SO22H2O；C4HNO3（濃）CO24NO22H2O2.CO不溶于水，有毒(CO和血紅蛋白結合，使血紅蛋白無法和O2結合，而使細胞缺氧引起中毒)，但由于CO無色無味因此具有更大的危險性。可燃性還原性：CO+CuOC

2、O2Cu，CO+H2O(g)CO2+H2O3.CO2直線型（OCO）非極性分子，無色能溶于水，密度大于空氣，可傾倒，易液化。固態CO2俗稱干冰，能升華，常用于人工降雨。實驗室制法：CaCO32HClCaCl2CO2H2O。酸性氧化物一酸酐Ca(OH)2CO2CaCO3H2O(用于檢驗CO2)氧化性：CO2C2CO；2MgCO22MgOC4.碳酸鹽溶解性：Ca(HCO3)2>CaCO3；Na2CO3>NaHCO3。熱穩定性：Na2CO3>CaCO3；堿金屬正鹽>堿金屬酸式鹽: Na2CO3>NaHCO3。相互轉化：碳酸正鹽碳酸酸式鹽(除雜用) 硅1.晶體硅的物理性質

3、灰黑色、有金屬光澤、硬而脆的固體。它的結構類似于金剛石，熔點和沸點都很高，硬度也很大。它的導電性介于導體和絕緣體之間，是良好的半導體材料。2、硅的化學性質1在常溫下，硅的化學性質不活潑。常溫下除了能與氟氣、氫氟酸、強堿反應外，不能與其他物質反應.Si + 2F2 SiF4Si + 4HF SiF4 + 2H2Si + 2NaOH + H2O Na2SiO3 + 2H22在加熱條件下，能與某些非金屬反應。在加熱時，研細的硅能在氧氣中燃燒，生成二氧化硅并放出大量熱。Si + O2 SiO2三工業制法制備：在電爐里用碳還原二氧化硅先制得粗硅：SiO22CSi2CO，將制得的粗硅，再與C12反應后，蒸

4、餾出SiCl4，然后用H2還原SiCl4可得到純硅。有關的反應為：Si十2C12SiCl4、 SiCl4+2H2Si+4HCl。二氧化硅1.物理性質SiO2為原子晶體，是一種堅硬難熔的固體，硬度、熔點都很高。而CO2通常狀況下是氣體，固體熔點很低。其差別在于晶體類型不同。CO2是分子晶體，故熔點很低。2.化學性質。(1)SiO2是酸性氧化物，是硅酸的酸酐，它不溶于水，也不與水反應。SiO2與CO2化學性質的比較物質二氧化硅二氧化碳與水反應不反應CO2 + H2O H2CO3與酸反應SiO2 + 4HF SiF4 + 2H2O不反應與堿反應SiO2 + 2NaOH Na2SiO3 + H2O生成

5、正鹽和酸式鹽與堿性氧化物反應SiO2 + CaO CaSiO3CO2 + Na2O Na2CO3與碳反應SiO2= + 2C Si + 2COCO2 + C 2COSiO2 + 2NaOH Na2SiO3 + H2O盛裝堿液的試劑瓶不能用玻璃塞，而只能用橡皮塞。生成的硅酸鈉具有粘性，要將瓶塞和瓶頸粘在一起而不能打開。 二氧化硅是一種特殊的酸性氧化物。酸性氧化物大都能直接跟水化合生成酸，但二氧化硅卻不能直接跟水化合，它的對應水化物(硅酸)只能用相應的可溶性硅酸鹽跟鹽酸作用制得：首先讓SiO2和NaOH（或Na2CO3）在熔化條件下反應生成相應的硅酸鈉：SiO22NaOHNa2SiO3H2O，Si

6、O2Na2CO3Na2SiO3CO2­，然后用酸與硅酸鈉作用制得硅酸：Na2SiO3+2HCl H2SiO3+2NaCl。2弱的氧化性SiO2= + 3C SiC + 2CO3特性SiO2 + 4HF SiF4 + 2H2O這就是工業上用氫氟酸雕刻玻璃的反應原理。硅 酸、硅 酸 鹽一、硅酸硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱。將CO2通入Na2SiO3的溶液中，會析出原硅酸沉淀。CO2 + Na2SiO3+2H2O Na2CO3 + H4SiO4雖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，而只能用相應的可溶性的硅酸鹽跟酸作用來制硅酸。2HCl + Na2SiO3 + H2

7、O 2NaCl + H4SiO4原硅酸是一種白色膠狀沉淀物。原硅酸幾乎不溶于水，是一種弱酸，很不穩定。這種白色膠狀物在空氣里干燥，失去一部分水后，變成白色粉末即硅酸。二、硅酸鹽硅酸、原硅酸和由它們縮水結合而成的各種酸所對應的鹽，統稱硅酸鹽。硅酸鹽的種類很多，結構也很復雜，通常可用二氧化硅和金屬氧化物的形式來表示其組成。具體表達形式為：活潑金屬氧化物·較活潑金屬氧化物·二氧化硅·水。如硅酸鈉Na2SiO3 Na2O·SiO2 鎂橄欖石Mg2SiO4 2MgO·SiO2鈣沸石Ca(Al2Si3O10)3H2O CaO ·Al2O3

8、83;3SiO2 ·3H2O正長石KAlSi3O8 K2O·Al2O3·6SiO2可溶性硅酸鹽中最常見的是硅酸鈉，它的水溶液俗名水玻璃。水玻璃又叫做泡化堿，它是一種無色粘稠的液體，是一種礦物膠，它既不能燃燒又不受腐蝕，在建筑工業上可作粘合劑。可用作耐火材料。硅及其化合物的特性1硅的還原性比碳強，得在高溫下碳能將硅從SiO2中還原出來。2非金屬單質與強堿溶液反應一般不產生氫氣，但硅要產生氫氣。3非金屬單質一般不與非氧化性酸反應，而硅卻能與氫氟酸反應，且能產生氫氣。4非金屬單質一般不具有金屬光澤，而石墨和硅卻具有，且都能導電，硅是常用的半導體材料。5非金屬氧化物一般是

9、分子晶體，熔沸點較低，但二氧化硅卻是原子晶體，熔點很高。6酸性氧化物一般不與酸發生復分解反應，而二氧化硅卻能與氫氟酸反應，生成四氟化硅和水。7無機酸一般易溶于水，而硅酸和原硅酸卻難溶于水。8在水溶液中，碳酸的酸性比硅酸的強，二氧化碳與硅酸鈉溶液反應生成碳酸鈉和硅酸沉淀。在高溫下碳酸鈉與二氧化硅反應生成硅酸鈉和二氧化碳，其原因是在高溫條件下，生成的二氧化碳離開反應體系而使反應進行到底。硅膠硅膠是很好的干燥劑、吸附劑以及催化劑載體硅酸鹽產品水泥玻璃陶瓷主要設備水泥回轉窯玻璃熔爐原料石灰石和粘土純堿、石灰石、石英粘土反應原理復雜的物理、化學變化Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2CaCO3+

10、SiO2CaSiO3+CO2復雜的物理化學變化生產過程磨燒磨原料強熱為熔體冷卻玻璃混合成型干燥凝結冷卻陶瓷主要成分3CaO·SiO22CaO·SiO23CaO·Al2O3Na2SiO3、CaSiO3、SiO2反應條件高溫高溫高溫種類不同標號普通玻璃、特種玻璃土器、陶器、瓷器等特性水硬性無固定熔沸點，在一定溫度范圍軟化，可制成各種形狀抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣體從玻璃的制取原理中能否證明硅酸的酸性比碳酸強呢？不能。二氧化硅能與碳酸鈣和碳酸鈉反應生成二氧化碳，是由于該反應的反應物都是固體，在高溫下發生反應時，生成的二氧化碳氣體脫離反應體系使反應得以進行，但不能說

11、明硅酸的酸性比碳酸強。酸性強弱的本質是酸電離出氫離子的難易程度。我們所學過的復分解反應的規律僅適用于溶液里的反應。它與Na2SiO3+CO2+H2ONa2CO3+H2SiO3并不矛盾。碳及其化合物的知識網絡2難點聚焦碳和硅的化學性質元素符號CSiGeSnPb原子序數614325082原子半徑變化趨勢金屬性與非金屬性遞變最高正價+4最高正價氧化物化學式CO2SiO2GeO2SnO2PbO2最高正價氧化物對應的水化物的化學式及酸堿性強弱H2CO3H2SiO3或H4SiO4Ge(OH)4Sn(OH)4Pb(OH)4氫化物的化學式及穩定性強弱CH4SiH4注意：碳族元素的氫化物的寫法是碳族元素在前，氫

12、元素在后。總結：1。相似性最外層上均有4個電子，易形成共價鍵。最高正價均為+4價，最高價氧化物通式為RO2，對應水化物通式為H2RO3或R(OH)4，特殊的原硅酸為H4SiO4。氣態氫化物可表示成RH4。2遞變性隨著原子序數的遞增，元素的原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱，失電子能力逐漸增強，元素由非金屬性向金屬性遞變的趨勢明顯。3主要化合價碳族元素的化合價主要有+4和+2，碳、硅、鍺、錫的+4價化合物是穩定的，而鉛的+2價化合物是穩定的。根據此性質可判斷：錫的+2價化合物應具有強的還原性，鉛的+4價的化合物應具有較強的氧化性。4單質的物理性質碳族元素單質的密度是從碳到鉛逐漸增大，熔點、沸點

13、逐漸降低。化學性質碳硅還原性與單質反應（不穩定）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（見表77）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，與水也不反應聯系 3 硅及其化合物的特性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一般無放出，但Si卻放出H2： 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. SiO2是的酸酐，但它不溶于水，不能直接將它與水作用制備H2SiO3。6. 非

14、金屬氧化物的熔沸點一般較低，但SiO2的卻很高。7. 酸性氧化物一般不與酸作用，但SiO2能跟HF作用：8. 無機酸一般易溶于水， 卻難溶于水。9. 因H2CO3的酸性大于H2SiO3，所以在Na2SiO3溶液中通入CO2能發生下列反應：，但在高溫下也能發生。10. Na2SiO3的水溶液稱水玻璃，但它與玻璃的成分大不相同，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。4 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？根據化學方程式：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NaOH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H2O。所以H2O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目時），可寫成： 11碳及其化合物的知識網絡CCO2 CaCO3 CaC2C2H2 CO有機物NH4HCO3 CH4 H2CO3 Na2CO3 NaHCO3 O2 SiC 、CCl4不完全燃燒O2(不足)O2 (不足)O2 CuO 熾熱的碳NH3·H2O O2 (點燃)H2O CaO Si、Cl2 ()Mg (點燃)O2 (點)CuO ()C、CO Na2O2NaOH H2O NaOH H