高三一轮复习-碳、硅及其化合物

结论
化学 方程 式
Na2SiO3 + 2HCl == 2NaCl + H2SiO3↓
写出硅酸钠溶液与盐酸反应的离子方程式 SiO32- + 2H+ == H2SiO3↓
写出硅酸钠溶液通入二氧化碳的化学方程式和离子方程式
Na2SiO3 + H2O + CO2 == Na2CO3 + H2SiO3↓
SiO32- + H2O + CO2== CO32- + H2SiO3↓
③化学性质 （1）热稳定性—— 正盐 ＞ 酸式盐＞ 酸 （2）与酸反应——H++CO32－＝HCO3－ H++HCO3－＝CO2↑+H2O 思考：鉴定CO32-、HCO3-
（4）正盐与酸式盐的转化—— Na2CO3-----NaHCO3 BaCO3--------Ba(HCO3)2 写出相互转化的化学方程式：
气密性,控制好反应温度以及
。
答案：(1)2C+SiO2=Si+2CO↑ (2)分馏(或蒸馏) (3)①浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化 ②有固体物质生成 在此反应温度下，普通 玻璃会软化 SiHCl3+H2Si+3HCl ③排尽装置中的空气
6、下列变化中，不可能通过一步反应实现的是（ B ） A．SiO2→Na2SiO3 B．SiO2→H2SiO3 C．CuSO4→CuCl2 D．Cu(OH)2→CuO
5.晶体硅是一种重要的非金属材料,制备纯硅的主要步骤如下:
①高温下用过量的碳还原二氧化硅制得粗硅,同时得到一种可燃性
气体; ②粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3(Si+3HCl SiHCl3+H2);
石墨是层状结构，在每一层内，碳原子排成六边形，每个 碳原子与其它3个碳原子以共价键结合，形成平面的网状结构； 在层与层之间，是以分子间作用力结合的。由于同一层的碳原 子以较强共价键结合，使石墨的熔点很高 (比金刚石的还要 高） ,沸点与金刚石相同。但由于层与层之间的分子间作用力很 弱，容易滑动，使石墨的硬度很小。
四.二氧化硅 2. 物理性质
物理性质：硬度大、熔点高、难溶于水.
有晶体和无定形两大类。晶体二氧化硅叫石英(水晶 或玛瑙)，天然二氧化硅叫硅石。
3. 化学性质
⑴酸性氧化物：但是不溶于水，也不与水反应 高温 与碱性氧化物化合：SiO2+CaO
高温
CaSiO3
SiO2+Na2O Na2SiO3 与碱反应：SiO2+2NaOH = Na2SiO3+H2O
Si
3.硅的化学性质
常温下，化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸 和强碱外，硅不跟其他物质（如氧气、氯气、 硫酸、硝酸等）起反应。在加热条件下，能跟 一些非金属反应。
（1）常温下能发生的反应
Si+2F2== SiF4 Si+4HF= SiF4 ↑ +2H2↑ Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑
碳、硅复习课
一、碳族元素 1、名称；符号；位置
一、碳族元素 2.元素性质比较
C 相似性
1、最外层都有4 个电子，化合价 主要有+4和+2， 易形成共价化合 物。
递变性
Si Ge Sn Pb
原子结构单质物性单质化性 最 核 原 熔 单 非 高氢 电 子 沸 质 金 价化 荷 半 点 密 属 氧物 数 径 降 度 性 化的 增 增 低 增 减 物稳 2、气态氢化物 大 大 ’ 大 弱 对 定 应性 特 、 电 的通式：RH4, 殊 金 水减 子 属 化弱 熔 层 3、最高价氧化 性 物 点 增 物通式:RO2,对 多 增 的 强 酸 应的水化物通式 性 为H2RO3或 减 R(OH)4 弱 : .Pb>Sn
③SiHCl3与过量的H2在1 100~1 200 ℃的温度下反应制得纯硅,已 知SiHCl3能与水剧烈反应,在空气中易自燃。请回答:
(1)第一步制取粗硅的化学方程式为
。
(2)粗硅与HCl气体反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0 ℃)
中含有少量SiCl4(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点-84.7 ℃),提纯SiHCl3 采用的方法为 。
水玻璃是无色粘稠的液体，不能燃烧，不易被腐蚀， 热稳定性强。可用作肥皂填料，木材、织物的防腐剂和 防火剂，建筑、纸张的黏胶剂。
六、硅酸盐
4、硅酸盐组成的表示方法： （1）盐化学式法： 如：Na2SiO3、CaSiO3、K2SiO3 等 （2）氧化物化学式法： 金属氧化物•二氧化硅•水 如： 高岭石（黏土）：Al2O3•2SiO2•2H2O 石 棉：3MgO•CaO•4SiO2 沸 石：Na2O•Al2O3•3SiO2•2H2O 云 母：K2O•3Al2O3•6SiO2•2H2O 滑 石：3MgO•4SiO2•H2O
(3)实验室用SiHCl3与过量的H2反应制取纯硅装置如图所示(加热 和夹持装置略去):
①装置B中的试剂是
,装置C中的烧杯需要加热,目的是 ,装置D
。
②反应一段时间后,装置D中观察到的现象是 不能采用普通玻璃管的原因是
,装置D中发生反
应的化学方程式是
。
③为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检查实验装置的
（2）高温下能发生的反应
Si+2Cl2
SiCl4
Si+O2
SiO2
Si+C 高温 SiC
四.二氧化硅 Si O
1.晶体结构
在二氧化硅晶体中，一个硅原子跟4个氧原子结合，同时每个氧 原子跟两个硅原子结合。实际上，二氧化硅晶体是由硅原子和氧 原子按1 ：2的比例所组成的立体网状结构的晶体。它的熔点 （1723℃）沸点（2230℃）高，硬度大，不导电，难溶于一些常 见的溶剂。
120º
石墨
范德华力
相关反应
1、C＋O2＝CO2
△ 点燃
C＋CO2＝2CO
△
△
C＋2CuO＝2Cu＋CO2↑ C＋H2O(g)=CO+H2 C+2H2SO4(浓)=CO2 ↑ +2SO2 ↑ +2H2O
△
C+4HNO3(浓)=CO2 ↑ +4NO2 ↑ +2H2O
C+SiO2=Si+CO↑
高温
△
2、2CO+O2=2CO2 3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2
用H2CO3可制得H2SiO3 ，可证明H2SiO3 的酸性比H2CO3 弱 。
2.酸性太弱 只能与强碱发生中和反应 H2SiO3 + 2NaOH == Na2SiO3 + 2H2O
3.不稳定（比H2CO3稳定），受热易分解
∆ H2SiO3 == H2O + SiO2
六、硅酸盐
1、由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。 2、结构复杂，一般不溶于水，化学性质很稳定 3、硅酸钠（Na2SiO3），俗名叫泡花碱，白色固 体，易溶 于水，其水溶液俗名叫水玻璃。
熔点、沸点高 硬度大
2、晶体结构
硅单质有晶体和无定形两种，晶体硅的结 构跟金刚石相似，都是具有正四面体结构的立 体网状结构的晶体。
晶体硅的晶体结构与金刚石相似，也是 由一个硅原子与4个硅原子结合形成 正四面体，许多这样的正四面体向 周围空间延伸形成空间网状 的结构。但由于硅原子半 径比碳原子半径大，所以， 其熔沸点要比金刚石低， 硬度要比金刚石小。
二.碳
金刚石
1.碳的单质
同素异 形体
石墨
C60
金刚石与石墨晶体结构对比
金刚石
金刚石是一种具有空间网状结构的原子晶体，为正四面体 立体网状结构，金刚石的熔点（>3550℃）和沸点（4827℃） 都很高,硬度很大。
共价键
------------------------------------------------- - -------- - - ---------------------- - -------- - - ---------------------------------------------------------- ------- - ------- -
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 △ 2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O
BaCO3+CO2+H2O=Ba(HCO3)2
Ba(HCO3)2+2NaOH=BaCO3↓+Na2CO3+2H2O三、硅1、晶体硅的结构 Nhomakorabea存在和物性
⑴只有化合态，无游离 态；在地壳中含量居第 二位。 ⑵两种同素异形体：晶 体硅和无定形硅。 ⑶主要物理性质 灰黑色 硬而脆 有金属光泽的固体
△
点燃
3、
酸 性 氧 化 物 的 通 性
CO2+H2O=H2CO3
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
CO2+Na2O=Na2CO3
氧化性
｛
CO2+C=2CO △
CO2+2Mg=C+2MgO 点燃
∶ ∶ ∶O∶∶C∶∶O∶
CO2电子式
3)碳酸盐
① 分类 正盐如Na2CO3、MgCO3、CaCO3 酸式盐如NaHCO3、Ca(HCO3)2 碱式盐：铜绿Cu2(OH)2CO3 碱式碳酸镁Mg2(OH)2CO3 ②溶解性： （1）只有钾、钠、氨盐可溶. （2）NaHCO3的溶解度小于Na2CO3
H2SiO3是SiO2的对应水化物（ SiO2 是 H2SiO3的酸酐），是一种不溶性酸，是一种白 色固体，其酸性比H2CO3还弱。 1.制法——可溶性硅酸盐与酸反应：