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(△))SiO2,F2：Si＋2F2\o(=====,\s\up12(△))SiF4,Cl2：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+H2，SiHCl3+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SiO2，SiO2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+H2OH2C