碳、硅及其化合物.PPT

1、.1碳、硅及其化合物（碳族）碳、硅及其化合物（碳族）高高 三三 总总 复复 习习.2 一、本讲教学主要内容一、本讲教学主要内容 1总结碳、硅两种元素的知识网络总结碳、硅两种元素的知识网络 2比较碳、硅的两种单质和氧化物比较碳、硅的两种单质和氧化物 二、重点、难点剖析及典型例析二、重点、难点剖析及典型例析 (一一)碳和硅及其重要化合物间的相互转化碳和硅及其重要化合物间的相互转化 .3碳及其化合物碳及其化合物石墨：石墨：C60：金刚石：金刚石：.4碳及其化合物碳及其化合物( (续续) )H2CO3：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

2、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：HHHHC(正四面体正四面体，属非极性分子，属非极性分子，电子式要求电子式要求)CO：.5硅硅及其化合物及其化合物二氧化硅二氧化硅晶晶体：体：晶晶体硅：体硅：.6H2SiO3：HOSi OHOSiH4：HHHHSi(正四面体正四面体，属非极性分子，属非极性分子，电子式要求电子式要求)H4SiO4：HOSi OHHOOH硅硅及其化合物及其化合物( (续续) ).7碳与硅单质碳与硅单质 .8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 CH4CaCO3CO2CaC2HCOOHCOCS2C

3、2H4C2H2SiCH2C2O4H2CO3.9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 Na2SiO3SiO2CaSiO3SiCl4SiH4H2SiO3.10碳元素及其化合物的转化碳元素及其化合物的转化 .11重点、难点剖析重点、难点剖析 现象：现象：Mg条继续燃烧条继续燃烧 放热放热 有黑色和白色固体物质生成有黑色和白色固体物质生成 SiO2+2C Si+2CO高温高温如：如：2Mg + CO2 2MgO + C点燃点燃.12 3. 3.碳酸盐的性质规律碳酸盐的性质规律 CaCO3考虑：考虑：NaHCO3在溶于水或处于熔融状态（常压）时，都存在在溶于水或处于

4、熔融状态（常压）时，都存在的离子是（的离子是（ ）（已知碳酸氢钠的熔点高于其分解温度）（已知碳酸氢钠的熔点高于其分解温度）A. B. C. D. NaNa+ + H H+ + HCOHCO3 3- - COCO3 32-2- 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Na2CO3 NaHCO3);如果碳酸正盐的溶解度小，如果碳酸正盐的溶解度小，则对应的酸式盐的溶解度较大（如则对应的酸式盐的溶解度较大（如CaCO3 Ca(HCO3)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

5、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。.134. 4.碳酸正盐与酸式盐的相互转化碳酸正盐与酸式盐的相互转化 .14 例例1 1 在一定量饱和石灰水中通入在一定量饱和石灰水中通入 COCO2 2，产生的白色，产生的白色沉淀与通入的沉淀与通入的COCO2 2的体积的关系如图。的体积的关系如图。沉淀质量沉淀质量CO2体积体积OAB1）写出）写出OA段曲线和段曲线和AB段曲线所表示的反应方程式。段曲线所表示的反应方程式。2）A点参加反应的点参加反应的CO2 和和Ca(OH)2的物质的量之比为的物质的量之

6、比为3）加热）加热B处溶液，现象是处溶液，现象是COCO2 2 + Ca(OH)+ Ca(OH)2 2 = CaCO= CaCO3 3 + H + H2 2O OCOCO2 2 + CaCO+ CaCO3 3 + H + H2 2O = Ca(HCOO = Ca(HCO3 3) )2 21:1产生白色浑浊产生白色浑浊.15例例2:现有现有Na2CO3溶液溶液2mol/L500mL、HCl溶液溶液2mol/L750mL.若向若向HCl溶液中逐滴加溶液中逐滴加Na2CO3溶液溶液 ， 向向Na2CO3溶液中逐溶液中逐滴加滴加HCl溶液，分别产生溶液，分别产生CO2多少？多少？ .16例例3 3：某

7、混合气体中可能含有：某混合气体中可能含有HClHCl、HH2 2、COCO、COCO2 2、NHNH3 3和水蒸气中的两种或多种。当混合气体依次通过和水蒸气中的两种或多种。当混合气体依次通过澄清石灰水澄清石灰水( (无混浊现象无混浊现象) )；氢氧化钡溶液；氢氧化钡溶液( (有浑浊有浑浊现象现象) )；浓；浓HH2 2SOSO4 4( (无现象无现象) )；灼热的氧化铜；灼热的氧化铜( (变红变红) )；无水无水CuSOCuSO4 4( (变蓝变蓝) )。对该混合气体成分判断正确的。对该混合气体成分判断正确的是（是（ ） A.A.一定没有一定没有COCO2 2，肯定有，肯定有HH2 2B.B.

8、一定有一定有COCO、 COCO2 2和和HH2 2OOC C. .一定有一定有HClHCl、HH2 2和和COCO2 2D.D.可能有可能有COCO2 2、NHNH3 3和水蒸气和水蒸气C C.17 由此可见由此可见,先后滴入的次序不同先后滴入的次序不同,所得气体量不同所得气体量不同.故可用故可用相互滴入法相互滴入法来鉴别来鉴别Na2CO3和和HCl两种无色溶液两种无色溶液. 想一想想一想:如维持两种溶液浓度不变如维持两种溶液浓度不变,Na2CO3溶液和溶液和HCl溶液均为溶液均为1L,结果又如何呢？结果又如何呢？ .18硅硅元素元素及其化合物的转化及其化合物的转化 1、SiO2是酸性氧化物

9、；是酸性氧化物；2、SiO2具有弱的氧化性；具有弱的氧化性；SiOSiO2 2+2C = Si+2CO+2C = Si+2CO高温高温.191 1. .注意硅的化学性质和精硅的制取注意硅的化学性质和精硅的制取 常温下硅不活泼常温下硅不活泼(但自然界无游离硅存在，常以硅酸盐形式存但自然界无游离硅存在，常以硅酸盐形式存在在),不与强酸、强氧化性酸反应不与强酸、强氧化性酸反应. .20SiOSiO2 2+H+H2 2O=HO=H2 2SiOSiO3 32.2.注重注重COCO2 2和和SiOSiO2 2性质比较性质比较 .21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、S

10、iO2高温时与高温时与Na2CO3反应产生反应产生CO2，将，将CO2通入通入Na2SiO3溶液中可产生溶液中可产生H2SiO3，说明，说明H2SiO3酸性有时比酸性有时比H2CO3强，有强，有时比时比H2CO3弱？弱？2、SiO2既能与既能与NaOH反应又能与反应又能与HF反应。反应。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

11、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。.223. 3.碳族元素与人类健康碳族元素与人类健康SiOSiO2 2-在日常生活、生产和科研有着重要的用途，但有时在日常生活、生产和科研有着重要的用途，但有时也会对人体造成危害。也会对人体造成危害。如果长期吸入含有二氧化硅的粉尘，如果长期吸入含有二氧化硅的粉尘，就会患硅肺病（或矽肺病）就会患硅肺病（或矽肺病）。长期在二氧化硅粉尘含量较高。长期在二氧化硅粉尘含量

12、较高的地方，如采矿、翻砂、喷砂、制陶瓷等场所的工作人员易的地方，如采矿、翻砂、喷砂、制陶瓷等场所的工作人员易患此病。患此病。PbPb-铅为蓝色的软金属，铅是能作用于全身各系统和器官铅为蓝色的软金属，铅是能作用于全身各系统和器官的毒物，尤其是神经系统、消化系统、造血和心血管系统等。的毒物，尤其是神经系统、消化系统、造血和心血管系统等。污染和毒害最厉害的是四乙基铅污染和毒害最厉害的是四乙基铅，所以推广无铅汽油是防止，所以推广无铅汽油是防止铅污染最有效的方法。另据调查发现，小学生使用铅笔也有铅污染最有效的方法。另据调查发现，小学生使用铅笔也有铅中毒的现象，因此要正确使用铅笔。铅中毒的现象，因此要正确

13、使用铅笔。铅在体内无任何生理铅在体内无任何生理功能，理想的血铅水平应为零。任何水平的铅负荷，都会对功能，理想的血铅水平应为零。任何水平的铅负荷，都会对健康造成损害。健康造成损害。.234. 4.了解硅酸盐的特点了解硅酸盐的特点是构成地壳岩石和矿物的主要成分是构成地壳岩石和矿物的主要成分种类繁多，结构复杂，常用氧化物的形式表示组成种类繁多，结构复杂，常用氧化物的形式表示组成绝大多数硅酸盐难溶于水绝大多数硅酸盐难溶于水 1、硅酸钠：易溶于水，其水溶液俗名硅酸钠：易溶于水，其水溶液俗名水玻璃水玻璃，粘，粘性很強，是一种重要的矿物胶。性很強，是一种重要的矿物胶。2、粘土的主要成分是粘土的主要成分是硅酸

14、盐硅酸盐（3）正长石）正长石KAlSi3O8（1）硅酸钠）硅酸钠Na2SiO3:（2）高岭石）高岭石Al2(Si2O5)(OH)4Al2O3 2SiO2 2H2OK2O Al2O3 6SiO2Na2O SiO2.24例：硅酸盐可以改写成氧化物的形式（例：硅酸盐可以改写成氧化物的形式（注意金属氧化注意金属氧化物在前，非金属氧化物在后，低价在前，高价在后，物在前，非金属氧化物在后，低价在前，高价在后，HH2 2OO一般写在最后一般写在最后）（1 1）许多含氧酸及其盐类类似地改写为氧化物形式，）许多含氧酸及其盐类类似地改写为氧化物形式，请改写下列物质：请改写下列物质：HNOHNO3 3: : ; H

15、COOH:; HCOOH: ; ;KAl(SOKAl(SO4 4) )2 2 12H12H2 2O O ; ;（2 2）已知在一定条件下，）已知在一定条件下，FeFe在在ClCl2 2中燃烧可以生成中燃烧可以生成FeFe3 3ClCl8 8, ,它可以改写成它可以改写成FeClFeCl2 2 2FeCl 2FeCl3 3。类似地碘与。类似地碘与FeFe在一定条件下可得到在一定条件下可得到FeFe3 3I I8 8，则它可以看作是，则它可以看作是 。N N2 2O O5 5 H H2 2OOCO HCO H2 2OOK K2 2OAlOAl2 2OO3 34SO4SO3 324H24H2 2OO

16、3FeI3FeI2 2 I I2 2.255. 5.硅酸盐工业硅酸盐工业 （以含硅物质为原料的材料制造）（以含硅物质为原料的材料制造）.26例例 某碳酸盐矿石，主要成分为某碳酸盐矿石，主要成分为BaCOBaCO3 3 , ,另外有少量另外有少量CaCOCaCO3 3 ，现需要获得，现需要获得BaCOBaCO3 3，并尽可能降低钙含量。并尽可能降低钙含量。为此，查得有关溶解度数据如下表：为此，查得有关溶解度数据如下表：-0 C50 C80 CCa（OH）20.173g0.130g0.094gBa（OH）21.64g13.1g101.5g000 原料只有该矿石、焦炭和水，没有其它化工原料。原料只有

17、该矿石、焦炭和水，没有其它化工原料。请在方框中写出每步产物的化学式，并填上反应条件或请在方框中写出每步产物的化学式，并填上反应条件或所需物质或方法。所需物质或方法。矿石矿石BaCO3煅煅烧烧BaOCaO加加热热H2OBa(OH)2Ca(OH)2过过滤滤Ba(OH)2CO2过过滤滤.27例例2 下列试剂的保存正确的是（下列试剂的保存正确的是（ ） A A.28例例3 已知，氮化硅是一种高温陶瓷，它硬度已知，氮化硅是一种高温陶瓷，它硬度大，熔点高，性质稳定，工业上用高纯硅和大，熔点高，性质稳定，工业上用高纯硅和氮气在高温下反应制得。氮气在高温下反应制得。1）氮气的电子式为）氮气的电子式为 。 2）

18、氮化硅属于）氮化硅属于 （共价或离子）化合物，其化（共价或离子）化合物，其化学式为学式为 。 3）氮化硅抗腐蚀性强，除氢氟酸外，它不与其它无机酸）氮化硅抗腐蚀性强，除氢氟酸外，它不与其它无机酸反应。它与氢氟酸反应的产物为反应。它与氢氟酸反应的产物为 。 4）四氯化硅和氮气在氢气氛保护下，加强热可得到高纯）四氯化硅和氮气在氢气氛保护下，加强热可得到高纯度氮化硅。该反应的化学方程式为度氮化硅。该反应的化学方程式为 。.29例例4 某碳酸盐矿石，主要成分为某碳酸盐矿石，主要成分为BaCO3 ,另外有少量另外有少量CaCO3 ，现需要获得，现需要获得BaCO3，并尽可能降低钙含量。为并尽可能降低钙含量

19、。为此，查得有关溶解度数据如下表：此，查得有关溶解度数据如下表：-0 C50 C80 CCa（OH）20.173g0.130g0.094gBa（OH）21.64g13.1g101.5g000 原料只有该矿石、焦炭和水，没有其它化工原料。请在方框原料只有该矿石、焦炭和水，没有其它化工原料。请在方框中写出每步产物的化学式，并填上反应条件或所需物质或方法。中写出每步产物的化学式，并填上反应条件或所需物质或方法。矿石矿石BaCO3煅煅烧烧BaOCaO加加热热H2OBa(OH)2Ca(OH)2过过滤滤Ba(OH)2CO2过过滤滤.30例例5 化合物化合物A、B、C、D、E、F是中学常见的物质，这些化合是

20、中学常见的物质，这些化合物之间存在如下关系，其物之间存在如下关系，其 中中A和和B的反应是一种重要化工生产中的反应是一种重要化工生产中的主要反应。的主要反应。 据此判断：据此判断： (1)A、C、F中含有相同的元素是中含有相同的元素是_ (2)该工业称为该工业称为 .化合物化合物C的化学式为的化学式为 ,化合物化合物A可溶于水可溶于水,水溶液显水溶液显_性性. (3)C的水溶液和的水溶液和D能否反应能否反应?其理由是其理由是_ Na制玻璃制玻璃(硅酸盐工业硅酸盐工业)Na2CO3碱碱能能,酸性酸性 H2CO3H2SiO3 .31解析解析 由题意可推得由题意可推得A、C与盐酸作用与盐酸作用,生成

21、生成物中有共同产物物中有共同产物F,但前者有三种产物但前者有三种产物,预测预测A应为一种不稳定的弱酸盐应为一种不稳定的弱酸盐;后者有二种产物后者有二种产物,估计估计C应为一种较稳定的弱酸盐应为一种较稳定的弱酸盐,且且A与与B在在高温下的反应为重要化工生产的重要反应高温下的反应为重要化工生产的重要反应.联联想硅酸盐工业想硅酸盐工业.可得可得 (1)Na (2)制玻璃制玻璃(硅酸盐工业硅酸盐工业),C为为Na2SiO3 A可溶于水，可溶于水， A为为Na2CO3,溶液显碱性溶液显碱性. (3)能能,酸性酸性 H2CO3H2SiO3 .32例例6 工业上用生石灰与碳在工业上用生石灰与碳在2700oC

22、高温作用下制电石和高温作用下制电石和CO，现从理论上分析以现从理论上分析以Mg和石灰石为原料，按下图制取乙炔和石灰石为原料，按下图制取乙炔 试填写试填写: (1)C的分子式是的分子式是 ; (2)G与与E反应的化学方程式反应的化学方程式 ; (3)B与与D反应的化学方程式反应的化学方程式 ; 该反应中氧化剂与还原剂的质量比是该反应中氧化剂与还原剂的质量比是_ MgOCaC2+2H2O Ca(OH)2+C2H2CaO+3C CaC2+CO高温高温2:1.33 例例7 .某溶液某溶液A可能含有等物质的量浓度的可能含有等物质的量浓度的SiO32、CO32、SO32、S2、AlO2、Cl、 PO43中

23、的几中的几种，现进行以下实验：种，现进行以下实验： 取取10mL A溶液，往其中通入足量溶液，往其中通入足量CO2，得到，得到白色沉淀白色沉淀B，B可完全溶于稀可完全溶于稀HCl溶液溶液 ， 另取另取10mL A溶液，往其中加入稀盐酸，生成溶液，往其中加入稀盐酸，生成气体气体C将将C通入通入Pb(NO3)2溶液中，溶液中， 有黑色沉淀有黑色沉淀D生生成成 (1)溶液中肯定存在的上述中离子是溶液中肯定存在的上述中离子是 ， (2)溶液中肯定不存在上述中离子是溶液中肯定不存在上述中离子是 ，其理由其理由是是 .34例例8 我国古代炼丹中经常使用红丹，俗称铅丹在一我国古代炼丹中经常使用红丹，俗称铅丹

24、在一定条件下铅丹（用定条件下铅丹（用X表示）与硝酸发生如下反应：表示）与硝酸发生如下反应： X + 4HNO3 = PbO2 + 2Pb(NO3)2 + 2H2O (1)铅丹的化学式是铅丹的化学式是_， 此铅丹中铅的化合价是此铅丹中铅的化合价是_。 （2）由此反应可推测）由此反应可推测PbO是是_氧化物氧化物, PbO2是是_氧化物氧化物.+2和和+4价价Pb3O4碱性碱性酸性酸性例例9 海战中为了进行掩蔽，常喷放海战中为了进行掩蔽，常喷放SiCl4 和液氨，和液氨，形成很浓的烟幕。写出有关的化学方程式：形成很浓的烟幕。写出有关的化学方程式：_._.SiCl4+ 4H2O= H4SiO4+ 4

25、HClHCl + NH3= NH4Cl.35 例例10 三硅酸镁被用来治疗胃酸过多的胃溃疡，三硅酸镁被用来治疗胃酸过多的胃溃疡，因为该物质不溶于水，服用后能中和胃酸，因为该物质不溶于水，服用后能中和胃酸，作用持久。把三硅酸镁作用持久。把三硅酸镁MgMg2 2SiSi3 3O O8 8nHnH2 2O O改写改写成氧化物的形式为成氧化物的形式为_,_,它中和胃酸的化学方程式是它中和胃酸的化学方程式是_2MgO 3SiO2nH2OMg2Si3O8nH2O +4H+=2Mg2+ + 3SiO2+ (n+2)H2O 例例11 (1)(1)化学行业合成了一种晶体化学行业合成了一种晶体氮化氮化碳。试推断它

26、的化学式碳。试推断它的化学式_. _. (2)(2)写出写出CaSiOCaSiO3 3和氢氟酸反应的化学方程式和氢氟酸反应的化学方程式_ _C C3 3N N4 4CaSiOCaSiO3 3+ 6HF = CaF+ 6HF = CaF2 2 + SiF + SiF4 4+ 3H+ 3H2 2O O.36例例12 在没有现成在没有现成CO2气体发生器的情况下，请你选气体发生器的情况下，请你选用如图中部分仪器装配成一个简易的、能用如图中部分仪器装配成一个简易的、能 随开随用的、随开随用的、随关随停的随关随停的CO2气体发生装置气体发生装置. (1)应选用的仪器是应选用的仪器是(填入编号填入编号)

27、.(2)若用上面已装配好的实验装置制取若用上面已装配好的实验装置制取CO2气体，而实气体，而实验室只有稀验室只有稀H2SO4、浓、浓HNO3、 水、块状纯碱、块状水、块状纯碱、块状大理石大理石.比较合理的方案，你认为应选的药品是比较合理的方案，你认为应选的药品是 .37习题一习题一 往下列溶液中通入往下列溶液中通入COCO2 2，直至过量，整个过，直至过量，整个过程中始终没有沉淀出现的是（程中始终没有沉淀出现的是（ ） A A、FeClFeCl2 2 B B、Ca(NOCa(NO3 3) )2 2 C C、饱和、饱和NaNa2 2COCO3 3 D D、NaNa2 2SiOSiO3 3习题二习

28、题二 将 1 体积选项中的一种气体与 10 体积氧气混和后,依次通过盛有足量浓NaOH液的洗气瓶和盛有足量灼热铜屑的管子，若反应都充分，最后得到的尾气可以是（ ） ACl2 2 BCO CCO2 2DN2 2ABCD课堂巩固练习课堂巩固练习.38习题三习题三 将镁粉与石英砂混合強热，将反应后的固体加入到将镁粉与石英砂混合強热，将反应后的固体加入到足量的稀盐酸中，产生一种在空气中能自燃的无色气体。足量的稀盐酸中，产生一种在空气中能自燃的无色气体。试写出有关反应的化学方程式。试写出有关反应的化学方程式。Mg2Si + 4HCl = 2MgCl2 + SiH4SiH4 + 2 O2 = 2H2O + SiO2习题四习题四 怎样去掉氯化钾溶液中含有的少量溴化钾、碳酸怎样去掉氯化钾溶液中含有的少量溴化钾、碳酸氢钙，