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1、 .wd.碳族元素根基知识点一、知识网络1.碳及其化合物的知识网络CCO2 CaCO3 CaC2C2H2 CO有机物NH4HCO3 CH4 H2CO3 Na2CO3 NaHCO3 O2 SiC 、CCl4不完全燃烧O2(缺乏)O2 (缺乏)O2 CuO 炽热的碳NH3H2O O2 (点燃)H2O CaO Si、Cl2 ()Mg (点燃)O2 (点)CuO ()C、CO Na2O2NaOH H2O NaOH H Ca(OH)2 高温H+ Ca2 CO2 、H2O Ca(OH)2 CO2 (水)OH 加热2.硅及其化合物的知识网络Na2SiO3 CO2,H2O NaOH H2SiO3 SiH4Si
2、 SiO2 CaSiO3 SiF4 H4SiO4 SiC SiCl4O2 (自燃)H2 O2()FeO (高温)F2 HF Cl2 (高温)H2(高温)C(高温)C(高温)足量Na2CO3 (高温)NaOH(溶液)CaO()CaCO3 ()Ca2 -H2O C(适量)二、根基知识1.碳族元素特征：最外层电子数为4，既不容易失去电子，又不容易得到电子，易形成共价键。碳族元素形成的单质在同周期中硬度最大，熔沸点最高(如金刚石、晶体硅)。几种同素异形体：碳：金刚石、石墨、C60、C70等；硅：晶体硅，无定形硅2.碳在常温下碳很稳定，只在高温下能发生反响，通常表现为复原性。燃烧反响与某些氧化物的反响：
3、CO、H2的混合气体叫水煤气；与氧化性酸反响：C2H2SO4浓CO22SO22H2O；C4HNO3浓CO24NO22H2O3.CO：不溶于水，有毒(CO和血红蛋白结合，使血红蛋白无法和O2结合，而使细胞缺氧引起中毒)，但由于CO无色无味因此具有更大的不安全性。可燃性复原性：CO+CuOCO2Cu，CO+H2O(g)CO2+H2O4.CO2：直线型OCO非极性分子，无色能溶于水，密度大于空气，可倾倒，易液化。固态CO2俗称干冰，能升华，常用于人工降雨。实验室制法：CaCO32HClCaCl2CO2H2O。5.碳酸盐溶解性：Ca(HCO3)2CaCO3；Na2CO3NaHCO3。热稳定性：Na2C
4、O3CaCO3；碱金属正盐碱金属酸式盐: Na2CO3NaHCO3。相互转化：碳酸正盐碳酸酸式盐(除杂用) 6.硅硅在地壳中只有化合态，没有游离态。其含量在地壳中居第二，仅次于氧，是构成矿物和岩石的主要成分。晶体硅是灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，是半导体，具有较高的硬度和熔点。硅的化学性质不活泼，常温下，只能与氟气、氢氟酸及强碱溶液反响:Si+2F2SiF4、Si+4HFSiF4+2H2、Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2；在加热条件下，能与氧气、氯气等少数非金属单质化合：SiO2SiO2。7.SiO2SiO2为原子晶体，是一种坚硬难熔的固体，硬度、熔点都很高。二氧化硅的化学性
5、质很稳定，不能跟酸(氢氟酸除外)发生反响。由于它是一种酸性氧化物，所以能跟碱性氧化物或强碱反响SiO2+CaOCaSiO3SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O(碱溶液不能在使用磨口玻璃塞的试剂瓶中)二氧化硅是一种特殊的酸性氧化物a酸性氧化物大都能直接跟水化合生成酸，但二氧化硅却不能直接跟水化合，它的对应水化物(硅酸)只能用相应的可溶性硅酸盐跟盐酸作用制得b酸性氧化物一般不跟酸作用，但二氧化硅却能跟氢氟酸起反响：SiO2+4HFSiF4+2H2O(氢氟酸不能盛放在玻璃容器中)。光导纤维 石英、水晶 8硅酸和硅胶硅酸：硅酸酸性比碳酸还弱，由以下反响可证明：Na2SiO3+CO2+H2OH2S
6、iO3+Na2CO3硅胶：烘干的硅胶是一种多孔性物质，具有良好的吸水性。而且吸水后还能烘干重复使用，所以在实验室中常把硅胶作为作为枯燥剂。10.硅酸盐硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，其构造复杂，组成可用氧化物的形式表示。例如：硅酸钠Na2SiO3(Na2OSiO2)；镁橄榄石Mg2SiO4(2MgOSiO2)；高岭石Al2(Si2O5)(OH)4(A12O32SiO22H2O)人造硅酸盐：主要有玻璃、水泥、各种陶瓷、砖瓦、耐火砖、水玻璃以及某些分子筛等。硅酸钠，其水溶液俗称水玻璃，是一种矿物胶，可作粘合剂，防腐剂。11.水泥、玻璃、陶瓷普通水泥的主要成分是硅酸三钙3CaOSiO2、硅酸二钙2C
7、aOSiO2和铝酸三钙3CaOAl2O3，水泥具有水硬性，水泥、沙子和碎石的混合物叫混凝土。制玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英，主要反响是：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2、SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2，玻璃是无固定熔点的混合物。参加氧化钴后的玻璃呈蓝色，参加氧化亚铜后的玻璃呈红色，普通玻璃一般呈淡绿色，这是因为原料中混有二价铁的缘故。制造陶瓷的主要原料是黏土，黏土的主要成分：Al2O32SiO22H2O。12.无机非金属材料无机非金属材料包含除传统陶瓷外的各种性能优异的精细陶瓷：耐高温的二氧化锆ZrO2陶瓷、高熔点的氮化硅Si3N4和碳化硅SiC陶瓷；透明的氧化铝、
8、砷化镓GaAs、硫化锌ZnS、硒化锌ZnSe、氟化镁MgF2、氟化钙CaF2等氧化物或非氧化物陶瓷；生物陶瓷；超细微粉体粒子制造的纳米陶瓷等。氮族元素1氮和磷氮族元素 包括氮(7N)、磷、(15P)、砷(33As)、锑(51Sb)、铋(83Bi)五种元素 氮气(1) 氮气的分子构造：氮分子(N2)的电子式为，构造式为NN由于N2分子中的NN键很结实，所以通常情况下，氮气的化学性质稳定、不活泼(2) 氮气的化学性质： N2与H2化合生成NH3 N2 +3H22NH3 N2与O2化合生成NO： N2 + O22NO (3) 氮气的用途：合成氨，制硝酸；代替稀有气体作焊接金属时的保护气，以防止金属被
9、空气氧化；在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发；保存粮食、水果等食品，以防止腐烂；医学上用液氮作冷冻剂，以便在冷冻麻醉下进展手术；利用液氮制造低温环境，使某些超导材料获得超导性能NO、NO2性质的比照氮的氧化物一氧化氮(NO)二氧化氮(NO2)物理性质为无色、不溶于水、有毒的气体为红棕色、有刺激性气味、有毒的气体，易溶于水化学性质极易被空气中的O2氧化：2NO + O2= 2NO2NO中的氮为+2价，处于中间价态，既有氧化性又有复原性与H2O反响：3NO2 + H2O2HNO3 + NO(工业制HNO3原理在此反响中，NO2同时作氧化剂和复原剂)光化学烟雾 空气中的NO、NO2污染物主要来自
10、于石油产品和煤燃烧的产物、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气 NO2是造成光化学烟雾的主要因素 (2) 单质磷的化学性质： 与O2反响：4P+5O22P2O5 磷在C12中燃烧： 2P+3C12(缺乏量)2PCl3 2P+5Cl2(足量)2PCl5磷的同素异形体白磷与红磷 白磷红磷2铵盐氨(1) 氨的物理性质： 氨是无色、有刺激性气味的气体，比空气轻； 氨易液化在常压下冷却或常温下加压，气态氨转化为无色的液态氨，同时放出大量热液态氨气化时要吸收大量的热，使周围的温度急剧下降； 氨气极易溶于水在常温、常压下，1体积水中能溶解约700体积的氨气(因此，氨气可进展喷泉实验)； 氨对人的眼、鼻、喉等粘膜有刺
11、激作用假设不慎接触过多的氨而出现病症，要及时吸入新鲜空气和水蒸气，并用大量水冲洗眼睛(2) 氨分子的构造：NH3的电子式为，构造式为，氨分子的构造为三角锥形，N原子位于锥顶，三个H原子位于锥底，键角10718，是极性分子(3) 氨的化学性质： 跟水反响氨气溶于水时(氨气的水溶液叫氨水)，大局部的NH3分子与H2O分子结合成NH3H2O(叫一水合氨)NH3H2O为弱电解质，只能局部电离成NH4和OH：NH3 + H2ONH3H2O NH4 + OHa氨水的性质：氨水具有弱碱性，使无色酚酞试液变为浅红色，使红色石蕊试液变为蓝色NH3H2O不稳定，故加热氨水时有氨气逸出：NH4+ OHNH3+ H2
12、Ob氨水的组成：氨水是混合物(液氨是纯洁物)，其中含有3种分子(NH3、NH3H2O、H2O)和3种离子(NH4和OH、极少量的H)c氨水的保存方法：氨水对许多金属有腐蚀作用，所以不能用金属容器盛装氨水通常把氨水盛装在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里 跟氯化氢气体的反响：NH3 + HCl NH4C1说明 a蘸有浓氨水的玻璃棒与蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时，产生白烟NH4C1晶体小颗粒b氨气与挥发性酸(浓盐酸、浓硝酸等)相遇，因反响生成微小的铵盐晶体而冒白烟，这是检验氨气的方法之c氨气与不挥发性酸(如H2SO4、H3PO4等)反响时，无白烟生成 跟氧气反响： 4NH3 + 5O2 4NO
13、 + 6H2O (4) 氨气的用途：是氮肥工业及制造硝酸、铵盐、纯碱的原料；是有机合成工业如合成纤维、塑料、染料、尿素等的常用原料；用作冰机中的致冷剂铵盐 受热分解固态铵盐受热都易分解根据组成铵盐的酸根阴离子对应的酸的性质的不同， a组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是非氧化性的挥发性酸时，那么加热时酸与氨气同时挥发， 冷却时又重新化合生成铵盐。例如：NH4Cl(固) NH3+HClNH3+ HClNH4Cl又如：(NH4)2CO32NH3+ H2O + CO2 NH4HCO3NH3+ H2O + CO2b组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是难挥发性酸，加热时那么只有氨气逸出，酸或酸式盐仍残留在容器中如：
14、(NH4)2SO4NH4HSO4 + NH3(NH4)3PO4H3PO4 + 3NH3 跟碱反响铵盐的通性固态铵盐+强碱(NaOH、KOH)无色有刺激性气味的气体试纸变蓝色(2) 氮肥的存放和施用铵盐可用作氮肥由于铵盐受热易分解，因此在贮存时应密封包装并存放在阴凉通风处；施用氮肥时应埋在土下并及时灌水，以保证肥效 氨气的实验室制法(1) 反响原理：固态铵盐如NH4Cl、(NH4)2SO4等与消石灰混合共热：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O(2)发生装置类型：固体+固体气体型装置(与制O2一样)(3) 枯燥方法：常用碱石灰(CaO和NaOH的混合物)作枯燥剂不能用浓H2SO4、P2O5等酸性枯燥剂和CaCl2枯燥氨气，因为CaCl2能与氨气发生反响生成CaCl28NH3(4) 收集方法：只能用向下排气法，并在收集氨气的试管口放一团棉花，以防止氨气与空气形成对流而造成制得的氨气不纯
