《高考化学一轮配套课件：第12讲 碳、硅及其化合物》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学一轮配套课件：第12讲 碳、硅及其化合物（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第12讲 碳 硅及其化合物 一 碳及其重要化合物 1 碳族元素的主要特征 4个电子 共价 碳族元素包括碳 硅 锗 锡 铅五种元素 碳族元素原子最外层均有 特殊的结构决定了该族元素易形成 化合物 碳是构成有机物的主角 硅是构成矿物的主角 因而碳族元素形成物质的种类繁多 2 碳元素的单质 金刚石 石墨 同素异形体 常见的碳单质有 C60等 它们之间互为 3 碳的氧化物 Cu CO2 2Fe 3CO2 2CO2 CaCO3 H2O H2CO3 2CO 2MgO C 续表 4 碳酸和碳酸盐 CO2 H2O 1 碳酸 H2CO3 不稳定 容易分解成 和 2 热稳定性 正盐 酸式盐 酸 例如 Ca HCO
2、3 22NaHCO3 CaCO3 CO2 H2ONa2CO3 CO2 H2O Ca HCO3 2在溶液中加热可以分解 NaHCO3在溶液中稳定 加热固体可以分解 而Na2CO3加强热也难分解 3 溶解性 第 A族元素对应的碳酸的正盐溶解性小于其酸式盐 而第 A族元素对应的碳酸的正盐溶解性大于其酸式盐 例如 常温下 S CaCO3 S NaHCO3 4 正盐与酸式盐可以相互转化 二 硅和二氧化硅 1 硅 正四面体 SiO2 Na2SiO3 2H2 1 硅具有 结构 为带有金属光泽的灰黑色固体 熔点高 硬度大 质脆 2 硅在常温下化学性质稳定 只能与F2 HF NaOH溶液等反应 Si O2 可在
3、空气中燃烧 Si 2NaOH H2O 2 二氧化硅 正四面体 不 1 二氧化硅具有 结构 溶于水 2 二氧化硅具有弱氧化性和酸性氧化物的通性 高温例 SiO2 2C SiO2 2NaOH Si 2CO Na2SiO3 H2O SiO2 4HF SiF4 2H2O Na2SiO3 CO2 高温 SiO2 CaCO3 高温 SiO2 Na2CO3 CaSiO3 CO2 三 硅酸 硅酸盐 1 硅酸 弱 弱 1 性质 硅酸是难溶于水的 酸 其酸性比碳酸 硅酸不能使紫色石蕊试液变红色 硅酸不稳定 受热易分解 H2SiO3 SiO2 H2O 硅酸能与碱溶液反应 如与NaOH溶液反应的化学方程式为 H2Si
4、O3 2NaOH Na2SiO3 2H2O 硅酸在水中易聚合形成胶体 浓度较小时形成 浓度较大时形成凝胶 硅酸凝胶干燥脱水变成硅酸干胶 或硅胶 硅酸干胶吸附水分能力强 常用作 也用作催化剂的载体 2 制备 无色透明溶液 干燥剂 硅酸可通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得 反应的化学方程式为 Na2SiO3 2HCl Na2SiO3 CO2 H2O 2NaCl H2SiO3 Na2CO3 H2SiO3 2 硅酸盐 硅 氧 金属 不溶于水 1 硅酸盐是由 和 组成的化合物的总称 硅酸盐是一类结构复杂的物质 一般都 化学性质很 通常用 和 的形式表 示其组成 稳定 二氧化硅 金属氧化物 2 三种常见的硅
5、酸盐产品 考点1 碳 硅单质的化学性质 由于硅元素原子的最外层电子数与碳元素原子的最外层电子数都是4 所以硅的许多化学性质与碳相似 但也有不同 具体见下表 例1 下列关于硅的说法中 不正确的是 A 硅是非金属元素 晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体B 硅的导电性能介于导体和绝缘体之间 是良好的半导体C 硅的化学性质不活泼 常温下不与任何物质反应D 加热到一定温度时 硅能与氯气 氧气等非金属反应解析 硅既有金属性 又有非金属性 其导电性也介于导体和绝缘体之间 是良好的半导体材料 硅的化学性质不活泼 但常温下仍能与氟气 氟化氢和NaOH溶液等发生反应 加热至一定温度时 硅能与氯气 氧气等非金属发生反应
6、 答案 C 例2 2013年江西太原模拟 下列试剂能与硅反应的是 浓氨水 浓氢氧化钠 浓硝酸 氢氟酸 氟气 浓硫酸 A B C D 解析 Si和NaOH溶液反应生成Na2SiO3和H2 与氢氟酸反应生成SiF4和H2 与F2化合生成SiF4 答案 A 考点2 CO2和SiO2的比较 例3 双选 下列关于二氧化硅的叙述中 正确的是 A 二氧化硅不溶于水 也不与水反应生成对应的酸B 二氧化硅是一种酸性氧化物 它不与任何酸发生反应C 二氧化硅在高温下与碳酸钠发生反应生成硅酸钠和CO2 说明硅酸的酸性强于碳酸 这就是用较强的酸制较弱的酸D 二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差异思路指导 解答本题要注
7、意两点 SiO2的性质 稳定性强 酸性氧化物 SiO2的特性 能与氢氟酸反应 不能与水直接反应生成硅酸 Na2CO3 SiO2 Na2SiO3 CO2 CaCO3 SiO2 CaSiO3 CO2 解析 二氧化硅在常温下为固体 熔沸点高 硬度大 不溶于水及一般溶剂 而二氧化碳在常温下为气体 熔沸点低 可溶于水形成碳酸 二氧化硅为酸性氧化物 不能与一般的酸反应 但可与氢氟酸反应 化学方程式为 SiO2 4HF SiF4 2H2O 二氧化硅在高温下可与Na2CO3 CaCO3发生反应 高温 高温 但上述两个反应能发生并不是由于硅酸的酸性强于碳酸 而是遵循高沸点物质制低沸点物质的反应原理 答案 AD
8、例4 2013年广东东莞模拟 二氧化硅广泛存在于自然界中 在日常生活 生产 科研及新型材料等方面有着重要的用途 a e是对 反应中SiO2所表现的化学性质或作用进 行的判断 其中正确的是 a 反应 中SiO2作为玻璃的成分被消耗 用于刻蚀玻璃b 反应 中SiO2表现出氧化性c 反应 中SiO2表现了酸性氧化物的通性d 反应 符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性酸酐的道理e 反应 中SiO2未参加氧化还原反应 A ace B bde C cdeD ab 解析 通常用氢氟酸来刻蚀玻璃 与之对应的反应是 因此a判断错误 c判断也错误 反应 是一个置换反应 其中二氧化硅被还原 表现出氧化性 b判断正确 反
9、应 是一个复分解反应 用难挥发的二氧化硅制取易挥发的二氧化碳 d判断正确 反应 中硅的化合价和氧的化合价都没有改变 因此二氧化硅没有参加氧化还原反应 e判断也正确 所以选项B正确 答案 B 硅酸及硅酸盐 考点31 硅酸 受热易分解 H2SiO3 2 硅酸盐 1 硅酸钠 其水溶液俗名水玻璃 无色粘稠液体 可做粘 合剂 耐火材料 防腐剂等 2 硅酸盐材料 玻璃和水泥的比较 续表 例5 2013年广东模拟 能证明碳酸比硅酸酸性强的实 验事实是 解析 酸性强弱与这种酸的氧化物所处的状态及化学活动性无关 所以A B项都不正确 C项是它们的物理性质 只有D项较强酸制弱酸能够证明 答案 D 例6 下列材料的
10、特性及用途叙述不正确的是 A 氧化铝陶瓷具有两性 可用来制造人造牙齿B 氮化硅陶瓷耐高温且不易传热 可用来制造柴油机C 光导纤维传导光的性能很强 是非常好的通讯材料D 人造刚玉硬度高 用于制造刚玉球磨机解析 氧化铝陶瓷对人体无毒 不溶于水 强度高 耐磨损 耐酸碱腐蚀 对人体组织的适应性好 所以可用来制人造牙齿 但不具有两性 答案 A 规律方法 碳酸盐和碳酸氢盐的性质比较 1 常见相互转化问题 1 碳酸钙和碳酸氢钙的转化 自然现象中石灰岩洞和钟乳石的形成 岩石的风化都是碳酸钙转化为碳酸氢钙的过程 石笋的形成是碳酸氢钙转化为碳酸钙 2 碳酸钠和碳酸氢钠的转化 碳酸钠溶液与盐酸反应不如碳酸氢钠与盐酸
11、反应剧烈 除去碳酸氢钠溶液中的碳酸钠时 通入CO2 除去碳酸钠中的碳酸氢钠杂质时 固体直接加热 溶液时加NaOH 除去二氧化碳中的氯化氢时 用碳酸氢钠溶液 不用碳酸钠溶液 2 稳定性规律 酸正盐 如Ca HCO3 2 CaCO3 特例 NaHCO3 Na2CO3 4 与酸反应碳酸钠与盐酸反应时 滴加顺序不同 产生的现象不同 1 向盐酸中逐滴加入碳酸钠溶液 开始有气体放出 Na2CO3 2HCl 2NaCl CO2 H2O 2 向碳酸钠溶液中逐滴加入盐酸 开始无气体放出 Na2CO3 HCl NaHCO3 NaCl 继续滴加才有气体放出 NaHCO3 HCl NaCl H2O CO2 例7 为确
12、定NaHCO3固体中是否含Na2CO3 下列实验 操作及判断正确的是 A 观察样品加热时能否放出气体B 观察样品加盐酸时能否放出气体C 将样品溶于水中 加入澄清石灰水 观察是否有白色沉淀生成D 将样品溶于水中 滴加少量BaCl2溶液 观察是否有白色沉淀生成 答案 D 解析 NaHCO3固体加热能分解生成Na2CO3和CO2 所以不能通过加热时是否放出气体来判断是否含Na2CO3 A错 加盐酸时 NaHCO3和Na2CO3都有气体生成 B错 溶于水中 加入澄清石灰水 都有白色沉淀CaCO3生成 C错 溶于水中 滴加少量BaCl2溶液 Na2CO3与BaCl2反应有白色沉淀BaCO3生成 NaHC
13、O3则无明显现象 D对 例8 可以肯定溶液中大量存在的理由是 A 加入AgNO3溶液 有大量白色沉淀产生B 加入酸 有无色无味气体产生C 加入BaCl2溶液时有白色沉淀产生 再加稀盐酸则沉淀溶解 产生可使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体D 加入Ba OH 2溶液时有白色沉淀产生 再加稀盐酸 现象如C项所述 答案 C 1 下列关于碳和硅的叙述中 不正确的是 题组一 碳和硅的单质 A 4价氧化物都能与氢氧化钠溶液反应B 单质在加热时都能与氧气反应C 氧化物都能溶于水生成相应的酸D 碳和硅两种元素都有能导电的单质解析 C项 SiO2不能直接与水反应生成硅酸 D项 石墨是导体 晶体硅是半导体 都能导电
14、答案 C 2 2013年吉林长春模拟 下列关于C Si S Cl四种非 金属元素的说法中 正确的是 A 两两结合形成的化合物都是共价化合物B 在自然界中都能以游离态形式存在C 氢化物的热稳定性 CH4 SiH4 H2S HClD 最高价氧化物都能与水反应生成相应的酸 且酸性依次增强解析 硅和氯在自然界中都以化合态形式存在 故B错误 由于C的非金属性强于Si 所以CH4的热稳定性强于SiH4 碳酸的酸性强于硅酸 并且SiO2不溶于水 不能与水反应生成硅酸 故C D错误 答案 A 3 关于二氧化硅 下列叙述不正确的是 题组二 CO2和SiO2的性质 A 水晶的主要成分是二氧化硅B 二氧化硅和二氧化
15、碳在物理性质上有很大差别C 二氧化硅不溶于水 也不能跟水反应生成酸D 二氧化硅是一种酸性氧化物 它不跟任何酸起反应 解析 水晶 玛瑙 沙子都含二氧化硅 A正确 CO2在通常状况下为气体 与SiO2的物理性质相差很大 B正确 SiO2晶体不溶于水 也不能与水反应生成H2SiO3 制取H2SiO3是利用可溶性硅酸盐与酸的反应 C正确 SiO2虽然是酸性氧化物 但它可以与氢氟酸发生反应 SiO2 4HF SiF4 2H2O 这是它的特性 氢氟酸可用于刻蚀玻璃就是利用了这一性质 D错误 答案 D 焦炭 纯碱 碳酸钙 氢氟酸 硝酸 氢氧化钠 硝酸钙 A B C D 解析 与焦炭能在高温下反应 与纯碱反应
16、 Na2CO3 SiO2高温 2H2O 与氢氧化钠反应 2NaOH SiO2 Na2SiO3 H2O 答案 B Na2SiO3 CO2 与氢氟酸反应 4HF SiO2 SiF4 不正确的是 题组三 碳酸盐和硅酸盐的性质 5 下列有关Na2CO3溶液 Na2SiO3溶液的共同点的描述中 A 水溶液均显碱性B 滴入盐酸均有气泡产生C 均能与CO2反应D 均不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶保存解析 Na2SiO3与盐酸反应生成H2SiO3 不能放出气泡 B错误 答案 B 于硅酸铜钡的说法不正确的是 6 青花瓷 中所描绘的 瓶身描绘的牡丹一如你初妆 色白花青的锦鲤跃然于碗底 等图案让人赏心悦目 但古瓷中所用颜料成分一直是个谜 近年来科学家才得知其多数为硅酸盐 如蓝紫色的硅酸铜钡 BaCuSi2Ox 铜为 2价 下列关 A 可用氧化物形式表示为BaO CuO 2SiO2B 性质稳定 不易脱色C 易溶于强酸和强碱D x等于6解析 硅酸铜钡能稳定存在说明其性质稳定 不易脱色 不易与酸 碱反应 答案 C 题组四 新型无机材料 7 2012年重庆高考改编 金刚石 SiC具有优良的耐磨 耐腐蚀特性 应用广泛 1
