1、1碳、硅及其化合物碳、硅及其化合物2【课前练习】【课前练习】(1)写出碳族元素的所有元素名称、元素符号写出碳族元素的所有元素名称、元素符号C(碳碳)Si(硅硅)Ge(锗锗)Sn(锡锡)Pb(铅铅)二氧化碳与某种金属反应二氧化碳与某种金属反应工业上制取粗硅工业上制取粗硅氢氟酸腐蚀玻璃氢氟酸腐蚀玻璃石英与苛性钠溶液反应石英与苛性钠溶液反应制取普通玻璃的两个反应制取普通玻璃的两个反应硅单质与氢氧化钾溶液反应硅单质与氢氧化钾溶液反应水玻璃长期放置于空气中变质水玻璃长期放置于空气中变质(2)写出下列反应方程式写出下列反应方程式2Mg+CO2 2MgO+C点燃2C+SiO2 2CO+Si高 温SiO2+4
2、HF = SiF4+2H2OSiO2+2NaOH = Na2SiO3+H2OSiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2高 温SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2高 温Si+2KOH+H2O = K2SiO3+2H2Na2SiO3+H2O+CO2 = Na2CO3+H2SiO33游离游离 化合化合 金刚石金刚石 石墨石墨 C60 4二二 氧氧 化合化合 氧氧 晶体晶体 无定无定 半导体半导体 半导体芯片半导体芯片 集成电路集成电路 太阳太阳 电电 光电池光电池 5Fe2O3高温高温碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性Fe2O33C = 2Fe3C
3、O高温高温SiO22C = Si2CO CO2C = 2CO 高温高温(1)C 与与O2反应反应 O2(足量足量)O2(不足不足)与氧化物反应与氧化物反应 SiO2 CO2 2. C、Si的化学性质的化学性质 C与强氧化性酸反应与强氧化性酸反应 浓浓H H2 2SOSO4 4浓浓HNOHNO3 3均为加热条件均为加热条件6(2)Si 与非金属单质与非金属单质 O2 SiO2 = SiO2 Si2F2 = SiF4 Si2Cl2 = SiCl4 与氢氟酸反应与氢氟酸反应 F2 Cl2 Si4HF = SiF42H2 与碱反应与碱反应 Si+2NaOH+H2O = Na2SiO3+2H2注意：注意
4、：Si与与HF、NaOH反应放出氢气是一般非金反应放出氢气是一般非金属单质不具有的性质，证明硅具有一定程度的金属属单质不具有的性质，证明硅具有一定程度的金属性。性。(3)7不不 弱弱 不能不能 H2SiO3 = SiO2H2O H2SiO32NaOH = Na2SiO32H2O 二、硅酸、硅酸盐二、硅酸、硅酸盐8干燥剂干燥剂 硅、氧和金属硅、氧和金属 水玻璃水玻璃泡花碱泡花碱910石灰石、石灰石、 黏土黏土 纯碱、石灰石、纯碱、石灰石、石英石英 黏土黏土 水泥回水泥回 转窑转窑 玻璃窑玻璃窑 11碳化硅碳化硅 导磁导磁 既耐高温又耐低温既耐高温又耐低温 1213硅酸制法硅酸制法可溶性硅酸盐与酸
5、反应可溶性硅酸盐与酸反应现象现象结论结论化学方化学方程式程式滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，溶滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，溶液红色变浅至无色，同时有白色胶状沉淀产生液红色变浅至无色，同时有白色胶状沉淀产生NaNa2 2SiOSiO3 3溶液呈碱性溶液呈碱性 可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的硅酸水的硅酸NaNa2 2SiOSiO3 3 + 2HCl = 2NaCl + H+ 2HCl = 2NaCl + H2 2SiOSiO3 3SiOSiO3 32- 2- + 2H+ 2H+ + = = H H2 2SiOSiO3 3SiO32- + H2O
6、 + CO2 = CO32- + H2SiO3Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + 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14证明几种酸性强弱的方法证明几种酸性强弱的方法要证明酸性要证明酸性CH3COOHH2CO3H2SiO3(或或HClO) 可以采用如下装置：可以采用如下装置：较强的酸较强的酸+盐盐=较弱的酸较弱的酸+新盐新盐实验现象：实验现象：B中有大量气体产生，中有大量气体产生，C中产生白色沉淀。中产生白色沉淀。反应方程式：反应方程式：2CH3COOH+Na2CO3 = 2CH3COONa+
7、CO2+H2ONa2SiO3+CO2+H2O = Na2CO3+H2SiO3Ca(ClO)2+CO2+H2O = 2HClO+CaCO315161718192021碳及其化合物碳及其化合物石墨：石墨：C60：金刚石：金刚石：22H2CO3：OCOHOC OHOCO2：(直线型，属极性分子，电子式不要求直线型，属极性分子，电子式不要求)(直线型，属非极性分子，电子式要求直线型，属非极性分子，电子式要求)CH4： (正四面体，属非极性分子，电子式要求正四面体，属非极性分子，电子式要求)CO：23硅及其化合物硅及其化合物二氧化硅晶体：二氧化硅晶体：晶体硅：晶体硅：24H2SiO3：HOSi OHOS
8、iH4：(正四面体，属非极性分子，电子式要求正四面体，属非极性分子，电子式要求)H4SiO4：HOSi OHHOOH25碳与硅单质碳与硅单质 26碳及其重要化合物之间的转化关系碳及其重要化合物之间的转化关系 Ca(HCO3) 2C CH4CaCO3CO2CaC2HCOOHCOCS2C2H4C2H2SiCH2C2O4H2CO327硅及其重要化合物之间的转化关系硅及其重要化合物之间的转化关系 SiF4Si Na2SiO3SiO2CaSiO3SiCl4SiH4H2SiO3281 1、碳酸盐的性质规律、碳酸盐的性质规律 例：例：NaHCONaHCO3 3在溶于水或处于熔融状态（常压）时，都存在的离在溶
9、于水或处于熔融状态（常压）时，都存在的离子是（已知碳酸氢钠的熔点高于其分解温度）子是（已知碳酸氢钠的熔点高于其分解温度）A. A. B. B. C. C. D. D. NaNa+ + H H+ + HCOHCO3 3- - COCO3 32-2- C C（1 1）溶解性规律：）溶解性规律：如果碳酸正盐的溶解度较大，则酸式盐的如果碳酸正盐的溶解度较大，则酸式盐的溶解度小（如溶解度小（如NaNa2 2COCO3 3 NaHCO NaHCO3 3););如果碳酸正盐的溶解度小，则如果碳酸正盐的溶解度小，则对应的酸式盐的溶解度较大（如对应的酸式盐的溶解度较大（如CaCOCaCO3 3 Ca(HCO C
10、a(HCO3 3) )2 2）（2 2）稳定性规律：）稳定性规律：难溶性的碳酸盐及碳酸的酸式盐（包括铵盐）难溶性的碳酸盐及碳酸的酸式盐（包括铵盐）受热易分解；可溶性的碳酸盐较稳定，受热难分解。受热易分解；可溶性的碳酸盐较稳定，受热难分解。重点、难点剖析重点、难点剖析292 2、COCO2 2和和SiOSiO2 2性质比较性质比较30试分析下列说法是否正确，说明理由。试分析下列说法是否正确，说明理由。1、SiO2高温时与高温时与Na2CO3反应产生反应产生CO2，将，将CO2通通Na2SiO3溶溶液中可产生液中可产生H2SiO3，说明，说明H2SiO3酸性有时比酸性有时比H2CO3强，有时强，有
11、时比比H2CO3弱？弱？2、SiO2既能与碱反应又能与酸反应，属两性氧化物。既能与碱反应又能与酸反应，属两性氧化物。3、NaOH溶液、溶液、Na2SiO3溶液和氢氟酸均不应装在玻璃瓶中。溶液和氢氟酸均不应装在玻璃瓶中。NaOH与与SiO2常温下的反应十分缓慢，所以常温下的反应十分缓慢，所以NaOH溶液、溶液、Na2SiO3溶液可以保存在玻璃瓶中，但不能用磨口的玻璃塞溶液可以保存在玻璃瓶中，但不能用磨口的玻璃塞SiO2与与HF的反应是的反应是SiO2的特殊性质，并非所有的酸都能反应。的特殊性质，并非所有的酸都能反应。强酸制弱酸适用于常温下水溶液里的复分解反应，不适用于强酸制弱酸适用于常温下水溶液里的复分解反应，不适用于高温非水体系的反应。高温非水体系的反应。314 4、硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试、硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象并给予解释。并给予解释。现象：生成白色絮状沉淀，又有刺激性气味的气体生成。现象：生成白色絮状沉淀，又有刺激性气味的气体生成。解释：解释：SiO32与与NH4+发生双水解反应发生双水解反应SiO32+2NH4+2H2O = 2NH3H2O+H2SiO3。
