备战高考化学 一遍过考点18 碳、硅及其化合物（含解析）-人教版高三全册化学试题.doc

考点18碳、硅及其化合物一、碳族元素原子结构：相同点——最外层有4个电子；不同点——电子层数、原子半径。1．相似点：（1）主要化合价：+2、+4、−4。（2）气态氢化物通式：RH4。（3）氧化物的常见形式：RO、RO2。（4）最高价氧化物的水化物的通式：H2RO3或H4RO4。2．递变规律：（1）原子半径逐渐增大。（2）单质的密度逐渐增大。（3）单质的熔沸点逐渐降低。（4）元素非金属性逐渐减弱。（5）元素金属性逐渐增强。（6）气态氢化物的稳定性逐渐减弱。（7）最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱碱性逐渐增强。（8）C、Si、Ge、Sn的+4价化合物稳定而Pb的+2价化合物稳定。二、碳、硅单质的性质、用途及制法1．碳、硅在自然界中的存在碳、硅均为第ⅣA族元素非金属性较强的是碳。碳在自然界中以游离态和化合态存在；硅元素在自然界中只以化合态存在因其有亲氧性。2．碳、硅单质的化学性质及用途（2）硅eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(与非金属单质反应\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(O2：Si＋O2\o(=====\s\up12(△))SiO2F2：Si＋2F2\o(=====\s\up12(△))SiF4Cl2：Si＋2Cl2\o(=====\s\up12(高温))SiCl4))与强碱反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑))3．硅的工业制法（1）四氯化硅还原法①工艺流程石英砂粗硅SiCl4高纯硅②反应原理Si(粗)+2Cl2SiCl4SiCl4+2H2Si(纯)+4HCl（2）三氯甲硅烷还原法制备高纯度硅(常用方法)①工艺流程②反应原理SiO2+2CSi+2CO↑Si+3HClSiHCl3+H2SiHCl3+H2Si+3HCl。三、碳、硅的氧化物1．一氧化碳（1）物理性质：无色无味的有毒气体难溶于水。（2）化学性质：①可燃性：2CO+O22CO2②还原性：CO还原Fe2O3的反应为：3CO+Fe2O32Fe+3CO22．二氧化碳和二氧化硅的比较物质二氧化硅二氧化碳结构四面体结构不存在单个分子直线形结构存在单个CO2分子晶体类型原子晶体分子晶体化学式SiO2分子式：CO2主要物理性质硬度大、熔、沸点高常温下为固体不溶于水熔、沸点低常温下为气体微溶于水化学性质①与水反应不反应CO2+H2OH2CO3②与酸反应只与HF反应：SiO2+4HFSiF4↑+2H2O不反应③与碱（NaOH）反应SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)CO2+2NaOHNa2CO3+H2O或CO2+NaOHNaHCO3④与盐的反应如与Na2CO3反应：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑如与Ca(ClO)2反应：Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO⑤与碱性氧化物反应如与CaO反应：SiO2+CaOCaSiO3如与Na2O反应：CO2+Na2ONa2CO3用途光导纤维、光学仪器、电子部件灭火、人工降雨、制饮料、制碳酸盐注意：玻璃中含有SiO2SiO2能够与碱液缓慢反应带玻璃塞的玻璃试剂瓶一般都是磨砂口的接触非常严密接触碱液时间长了会生成具有黏合性很强的Na2SiO3水溶液从而使瓶塞与瓶颈黏在一起不易分开。四、碳、硅元素的酸及其盐（一）碳酸及其盐1．碳酸是一种二元弱酸酸性：CH3COOH>H2CO3>。2．热分解：碳酸>酸式盐>正盐（盐中金属阳离子相同时）。3．盐在水中的溶解性：钾、钠、铵盐和酸式盐均可溶于水钾、钠、铵盐和酸式盐的溶解度小于其正盐；Mg2+、Ca2+、Ba2+等高价阳离子的酸式盐溶解度大于其正盐的溶解度（正盐均难溶于水）。4．在可溶性碳酸盐溶液中慢慢滴加H+并不断振荡反应是分步进行的先生成再生成CO2；因此利用两者滴加顺序不同出现现象不同可将它们互相鉴别出来。但难溶于水的碳酸盐与H+的反应因其反应只是发生在固体表面故不能分步进行。（二）硅酸和硅酸盐1．硅酸（1）物理性质：硅酸难溶于水。（2）化学性质①弱酸性：其酸性比碳酸弱不能使紫色石蕊试液变红。与NaOH溶液反应的化学方程式为：H2SiO3+2NaOHNa2SiO3+2H2O②不稳定性：受热易分解化学方程式为H2SiO3SiO2+H2O（3）制备：通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得如Na2SiO3溶液与盐酸反应：Na2SiO3+2HClH2SiO3↓+2NaCl（4）用途：硅胶可用作干燥剂、催化剂的载体等。2．硅酸与碳酸的比较物质硅酸碳酸化学式H2SiO3H2CO3酸酐SiO2CO2制法Na2SiO3+2HClH2SiO3↓+2NaClCO2+H2OH2CO3颜色与状态白色、粉末状无色液态