第1讲碳、硅及其化合物(师)讲述.doc

第四章　非金属及其化合物 第1讲 碳、硅及其化合物 碳、硅单质的性质及用途 1．单质的存在形态、物理性质和用途 碳 硅 存在形态 游离态和化合态 化合态 物理性质 金刚石：熔点高、硬度大石墨：硬度小、电的良导体灰黑色固体，有金属光泽、熔点高、硬度大，有脆性 用途 金刚石用作切割刀具，石墨用作电极、铅笔芯 半导体材料、太阳能电池和合金材料 2．碳和硅的化学性质 (1)碳单质的化学性质——还原性： ＋2　　　　　　　　　　　　　　　 ＋4 COCO2 ①与O2反应： O2不足：2C＋O22CO；O2充足：C＋O2CO2。 ②与其他物质反应： a．与CuO反应：2CuO＋C2Cu＋CO2(可用于某些金属的冶炼)； b．与CO2反应：CO2＋C2CO； c．与水蒸气反应：C＋H2O(g)CO＋H2(制水煤气)； d．与浓硫酸反应：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。 (2)硅的化学性质——还原性： ①与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑； ②与NaOH溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑； ③与O2反应：Si＋O2 SiO2。 (1)碳单质的化学性质主要表现为还原性，能被氧化剂氧化为＋2价或＋4价的化合物。 (2)工业上制备硅的反应： ①粗硅的制备：SiO2＋2CSi＋2CO↑ ②由粗硅制纯硅：Si(粗)＋2Cl2SiCl4 SiCl4＋2H2Si(纯)＋4HCl (3)用石英砂和焦炭制备粗硅的反应必须要隔绝空气在电炉中进行，得到的氧化产物是CO而不是CO2。 练习 1．将碳、硅单质的物理性质和用途用短线连接起来。 答案：①—c，②—a，③—e，④—b，⑤—d 2.已知A是灰黑色1的、有金属光泽的固体单质。根据如图所示的物质之间的转化关系，回答下列有关问题。 (1)写出B、C两物质的名称： B______________________，C___________________________________________。 (2)写出D→B的化学方程式：_______________________________。 (3)写出B→C的离子方程式：__________________________________________。 解析：据A是灰黑色的、有金属光泽的固体单质，知A是硅，则B是硅酸钠，C是硅酸，D是二氧化硅。 答案：(1)硅酸钠　硅酸 (2)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O (3)SiO＋H2O＋CO2===CO＋H2SiO3↓碳、硅的氧化物 1．CO的性质 (1)物理性质：无色气体，有毒，不溶于水。 (2)化学性质： ①燃烧：2CO＋O22CO2。②还原CuO：CO＋CuOCu＋CO2。 2．CO2与SiO2的比较 (1)物理性质： ①熔、沸点：SiO2的熔、沸点比CO2的熔、沸点高。 ②溶解性：CO2可溶于水，SiO2不溶于水。 (2)化学性质： 物质 二氧化硅 二氧化碳 化学性质 ①与水反应 不反应 CO2＋H2OH2CO3 ②与酸反应 只与氢氟酸反应：SiO2＋4HF=== SiF4↑＋2H2O 不反应 ③与碱(NaOH) 液反应 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞) CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O或CO2＋NaOH===NaHCO3 ④与盐反应 如与Na2CO3反应：SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑ 如与Ca(ClO)2反应：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO ⑤与碱性氧化物反应 如与CaO反应：SiO2＋CaOCaSiO3 如与Na2O反应：CO2＋Na2O===Na2CO3 (3)主要用途： CO2：制饮料、碳酸盐、干冰用作致冷剂。 SiO2：光导纤维、制光学仪器、电子部件、水晶可制作饰品。 (1)SiO2和CO2都是酸性氧化物，与碱反应生成盐和水。 (2)SiO2不能与盐酸、硝酸、硫酸等酸反应，但能与氢氟酸反应。 (3)SiO2不溶于水，故不能用SiO2与水反应制备硅酸。 (4)不能依据反应2C＋SiO2Si＋2CO↑来说明C的还原性比Si强，也不能依据反应SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑来说明SiO2水化物(即H2SiO3)的酸性比H2CO3强。 练习 3．指出下列反应中SiO2所表现的化学性质或作用，在A～E选项中选择正确答案填入括号内。 ①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(　　) ②SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑(　　) ③SiO2＋2CSi＋2CO↑(　　) ④SiO2＋3CSiC＋2CO↑(　　) ⑤SiO2＋4HF===S