碳族元素知识小结

1、 碳族元素知识归纳二. 教学目标： 1. 通过对比归纳C和Si；和等主要单质和化合物的性质。 2. 归纳酸式盐的有关反应。 3. 连续反应的讨论题。三. 知识体系： 1. 碳族元素（1）概述 结构：最外层都是4个电子 位置：A族（2）性质 相似性：化合价，易形成共价化合物，难形成简单离子 递变性：从，非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强 2. Si（1）物理性质：熔沸点高，硬度大，半导体（2）化学性质： 常温：只与、强碱溶液反应 加热：与等反应（3）制备： 3. （1）物理性质：硬度大，熔沸点高（2）化学性质： 酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性 不与水反应（不溶于水） 不与酸反应（HF除外） 高温

2、下与等反应生成相应的硅酸盐 与强碱反应： 4. 硅酸盐工业与新型无机非金属材料四. 专题总结：专题一 常见试剂的保存（见下表）类别常见药品有关特性保存方法空气中易变质（1）Na、K易跟、水反应煤油中（2）、漂白粉易跟、水反应密封（3）溶液、石灰水、水玻璃易跟反应，粘合玻璃密封，要用橡胶塞，不用玻璃塞（4）易风化失去结晶水密封（5）浓硫酸易吸水、强氧化性密封，不用橡胶塞见光易变质氯水、见光易分解、有强氧化性棕色瓶中，冷暗处，不用橡胶塞易燃（1）镁、硫遇火易燃远离火种，单独存放（2）汽油、酒精、苯易燃有机溶剂远离火种，不用橡胶塞易爆、受热易分解、强氧化性远离易燃物，防受热冲击强腐蚀性（1）液溴易挥

3、发的强氧化剂棕色瓶中，玻璃塞，水封（2）氢氟酸腐蚀玻璃塑料瓶中专题二 碳与硅单质的性质比较1. 金刚石和晶体硅都是原子晶体，都不溶于水和任何有机溶剂，它们的熔、沸点、硬度均高，但前者比后者更高。 2. 碳、硅在常温下稳定，高温时活泼性增强，主要表现还原性。碳、硅的化学性质（见下表）。碳和硅的性质比较化学性质碳硅还原性与单质反应（不稳定）与氧化物反应与酸反应不与、等反应，但有：与水或碱溶液反应与反应专题三 二氧化碳和二氧化硅的结构、性质比较（见下表）项目类别酸性氧化物酸性氧化物晶体类型分子晶体原子晶体熔点和沸点低高，硬度大化学性质不溶于水，与水也不反应联系专题四 酸式盐性质的一般规律 1. 酸式

4、盐的性质（1）在水中的溶解性：一般来说，在一样温度下，酸式盐的溶解度比正盐大，如难溶于水，易溶于水。但也有例外，如的溶解度比小。（2）与酸或碱反应：强酸的酸式盐只跟碱反应，不跟酸反应；弱酸的酸式盐既能跟碱反应又能跟酸反应。如：将少量溶液滴入溶液中：等（3）对热的稳定性：一般来说，热稳定性大小顺序为：正盐酸式盐多元酸盐（盐的阳离子一样，成盐的酸一样）。如：不分解 2. 酸式盐的生成（1）多元弱酸与少量碱反应：（2）弱酸的正盐与该种弱酸反应（3）有酸式盐参加的复分解反应：（4）硫酸与某些盐反应：专题五 硅与其化合物的特性1. Si的还原性大于C，但C却能在高温下还原出Si：2. 非金属单质跟碱液作

5、用一般无放出，但Si却放出：3. 非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si能与HF作用：4. 非金属单质一般为非导体，但Si为半导体。5. 是的酸酐，但它不溶于水，不能直接将它与水作用制备。6. 非金属氧化物的熔沸点一般较低，但的却很高。7. 酸性氧化物一般不与酸作用，但能跟HF作用：8. 无机酸一般易溶于水，却难溶于水。9. 因的酸性大于，所以在溶液入能发生下列反应：，但在高温下也能发生。10. 的水溶液称水玻璃，但它与玻璃的成分大不一样，硅酸钠水溶液（即水玻璃）俗称泡花碱，但它却是盐的溶液，并不是碱溶液。（三）硅与碱溶液的反应特点硅与强碱溶液反应的实质是什么？究竟哪种物质是氧化剂？根据化学

6、方程式：进行分析，似乎和都是氧化剂，其实不然。上述反应实际分两步进行其中反应 为氧化还原反应，反应 为非氧化还原反应。合并两式得总反应方程式。其中既不是氧化剂，也不是还原剂，只是反应物、起氧化作用的只是。所以是式的氧化剂，也是总反应的氧化剂。为表示反应的实质（或要求标出电子转移方向和数目时），可写成：专题七 干态下物质间的反应规律高沸点物质制低沸点物质常温溶液里由强制弱的反应规律不适用于高温非水体系的反应，如：（不表示硅酸的酸性比碳酸强）（不表示碳的还原性比硅强）高温时，非水体系的反应有利于有气体产生的反应，即高沸点物质制低沸点物质。因为反应生成的气体从反应体系中排出，使得反应能正向进行到底。

7、再如：（钠的沸点比钾高）专题八 连续反应的讨论所谓连续反应指当某反应物过量时会与其中的生成物反应。解答此类题一般是先写出有关的化学方程式，然后画出数轴并根据化学方程式在数轴上确定区间和区间的成分，进一步通过讨论得到结果。典型例题例1 已知高温下能发生如下反应：。现有石英砂和炭粉的混合物共，在电炉中隔绝空气充分反应，反应完全后，冷却得到残留固体。若石英砂与混合物的物质的量之比为，试讨论x的取值围、残留固体的成分和物质的量，并将结果填入下表。（注：残留固体物质的量用a、x表示）x值残留固体化学式物质的量/mol精析：当C不足时发生下列反应碳过量时，发生下列反应当碳过量时合并上述反应得；用数轴法表示

8、上述过程首选按、两个反应恰好完全反应分析确定x的不同取值围，然后确定固体残留物不同的比例界线，最后分别讨论。当时，按式计算，与C恰好完全反应，最后固体为Si，物质的量可按或C的物质的量计算。当时，按式计算，二者恰好完全反应，最后固体为，物质的量可按或C的物质的量计算。当时，碳过量，按式计算，以不足量的为依据求的量，最后固体为和过量的C。当时，按式计算，过量，以C为依据求Si的量，最后固体为Si和过量的。当时，先按式计算，后按式计算。按式以（不足量）求Si的量，剩余C的量；按式以不足量C求的量。最后固体为Si和。答案：x值残留固体化学式物质的量/mol，SiSiSi，C，例2 下列说确的是（ ）

9、A. 将NaF浓溶液和浓盐酸混合均匀，要用玻璃棒进行搅拌B. 做化学实验时，化学试剂硝酸要盛在棕色玻璃瓶中C. 将少量加热熔化，可将盛在玻璃试管中加热D. 若玻璃瓶口与玻璃塞被粘住了，可用温水浸泡后再轻轻旋动瓶塞启开精析：NaF和的混合溶液中有HF，它易腐蚀玻璃棒。光照后易分解，棕色玻璃透光性很弱，能蔽光。在高温下，能与玻璃中的反应：。干结的可慢慢溶于温水中。答案：B、D例3 在半导体工业中，有一道工序叫烧氢。烧氢的工艺流程如下图所示。工作时，是将石英管D出口处氢气点燃。半导体硅片、焊片和金属零件从石英管口送入加热区，在氢气还原气氛中加热使焊片熔化，将单晶硅与金属零件焊接在一起。焊接后再将零件

10、接至冷却区，冷却后取出。烧氢工艺中的氢气纯度要求极高，工业氢气虽含量达99.9%，但仍含有极微量的水蒸气和氧气，所以点燃氢气前应检验氢气的纯度。试回答下列问题。（1）装置B的作用是；B中发生反应的化学方程式是。（2）装置C中的物质是；C的作用是。（3）点燃氢气前将E（带导管胶塞）接在D管出口处，目的是。（4）装置A是安全瓶，可以防止氢气燃烧回火，引起爆炸，其中填充大量纯铜屑的作用是。答案：（1）除去氧气 （2）无水（或碱石灰） 吸收水蒸气（3）检验氢气纯度（4）大量的铜屑可以吸收热量，降低温度例4 经测定，为二元弱酸，其酸性比碳酸弱，它不稳定，易分解生成和。若向入干燥的气体，与并不反应。用化学

11、方程式表示和潮湿的气体反应的过程：、和潮湿的气体反应总的化学方程式为。解析：由较强的酸可制得较弱的酸，不难写出与潮湿的反应：；再根据题示信息可写出反应：。与反应总的方程式为：。点评：与、的反应可用与、的反应进行类比。有的学生根据与反应类比与反应：，忽视了与在性质上的差异，即具有还原性；也有些学生灵机一动：，“亡羊补牢”也能获取正确结论。例5 将通入石灰乳中得到漂粉精，漂粉精的主要成分是。现测得该漂粉精的“有效氯”（过量和漂粉精作用生成的质量与漂粉精质量之比）为35.6%，则该漂粉精的组成中n值为。解析：同学们熟知的漂粉精是和的混合物，故解题时应把不熟悉的化学式尽可能改写成熟悉的，易于辨认化学式

12、或，然后依题意写出主要与计算有关的化学方程式：，所以，点评：华罗庚先生说过：“把一个比较复杂的问题退成最简单最原始的问题，把这最简单最原始问题想通了，想透了，然后再来一个飞跃上升。”这是一个非常精辟的思维方法，用这种方法去思考问题极有意义。例6 实验室中可以用如图所示的装置（铁架台、胶管均略去）来制纯净的气体，并测定其相对分子质量（用含少量的石和盐酸制备气体），实验步骤如下：（1）将橡皮塞B塞在A烧瓶上，并用皮筋套在烧瓶的瓶颈处以标记橡皮塞所塞入瓶颈的深度，准确称量其质量为。（2）连接制取和净化气体的装置，其连接顺序是：接，接，接，接。（3）将导管G插入烧瓶A中，用向（填“上”或“下”）排气法

13、收集并检验是否已经充满，检验已充满的方法是，用橡皮塞塞好烧瓶瓶口称量，其质量为。（4）将烧瓶瓶塞取下向烧瓶中注水至标记线，再将水倒入量筒测得水的体积为。（5）记录当时室温为和压强为。（R取）。回答下列问题： 求相对分子质量的计算式是。 若不将气体净化，则所求相对分子质量的数值将（填“偏高”或“偏低”），原因是。（市调查题）评析：（2）g接c，d接a，b接f，e接h（此时制得的气体中含有等杂质气体，除杂质顺序为、）。（3）上；点燃的木条放在瓶口熄灭。（5）（根据气态方程），此时V以L为单位，故为，是加烧瓶的质量，是空气加烧瓶的质量，故计算后要加上空气的平均相对分子质量（29.0）。 偏低，因为杂

14、质气体的相对分子质量都比小。模拟试题 （答题时间：45分钟）一. 选择题（每小题只有一个选项符合题意）1. 常温下，不跟单质硅起反应的物质是（ ）A. 氢氟酸B. 氟气C. 浓硝酸D. 苛性钠溶液2. 在空气中久置而不变质的是（ ）。（省测试题） A. 小打 B. 亚硫酸钠C. 水玻璃D. 漂白粉3. 在普通玻璃的原料中，要得到蓝色玻璃，应加入（ ） A. B. C. D. 胆矾4. 能将三种白色粉末鉴别开来的试剂是（ ）（省联考题） A. 苛性钠溶液B. 水C. 氢氟酸D. 稀盐酸5. 除去二氧化硅中所含的下列杂质，不可选用硫酸作试剂的是（ ） A. 氧化钙B. 氧化铝C. 氧化铁D. 碳酸

15、钙6. 下列各物质与其用途对应不正确的是（ ） A. 硅变压器的铁芯B. 二氧化硅吸附剂C. 石英光导纤维D. 硅酸钠粘合剂7. 下列对制取水泥和玻璃的共同特点的叙述中，错误的是（ ）。（市综合测试题） A. 生产所用设备一样B. 反应都在高温的条件下进行C. 原料中均有石灰石D. 都发生复杂的物理、化学变化8. 在一定条件下，下列物质中不能与反应的是（ ）。 A. 纯碱B. 苛性钠C. 氢氟酸D. 硝酸钠9. 高温下用碳还原某金属氧化物，在标准状况下，得到、和金属M，则M的相对原子质量为（ ） A. 40B. 73C. 118D. 20710. 关于碳酸氢钙的以下叙述中，正确的是（ ）。（高

16、考科研题） A. 用加热浓缩结晶的方法，可以从溶液中得到固态碳酸氢钙B. 碳酸氢钙在开始分解，有气态二氧化碳释出C. 碳酸氢钙能跟盐酸反应，不能跟石灰水反应D. 碳酸氢钙溶液可以由碳酸钙在碳酸中溶解而形成二. 选择题（每小题有一个或两个选项符合题意。）11. 下列关于碳族元素的叙述中，正确的是（ ）。（市检测题） A. 最外层上有2个电子B. 主要化合价均为C. 稳定化合价均为D. 不易形成阴阳离子12. 将24g石英和80g石灰石在高温下充分反应，反应后放出的气体在标准状况时的体积是（ ）。（自治区测试题） A. 8.96LB. 17.92LC. 4.48LD. 11.2L13. 人造骨是一

17、种具有生物功能的新型无机非金属材料。它类似于人骨和天然牙的性质和结构。人造骨可以依靠从人体液中补充某些离子形成新骨。可在骨骼接合界面产生分解、吸收、析出等反应，实现骨骼牢固结合。人造骨植入人体需要吸收人体中某些离子形成新骨，这些离子是（ ） A. B. C. D. 14. 某无色混合气体可能含有（水蒸气）、中的一种或几种，依次进行如下处理（假设每次处理均反应完全）； 通过碱石灰，气体体积变小； 通过赤热的氧化铜时，固体变为红色； 通过白色硫酸铜粉末时，粉末变为蓝色； 通过澄清石灰水时，溶液变时浑浊。由此可以确定混合气体中（ ）。（全国高考题） A. 一定含有，可能含有B. 一定含有，可能含有C

18、. 一定含有，可能含有D. 一定含有，可能含有15. 将一定量的碳与8g氧气置于一密闭容器中，使之在高温下反应，当恢复至原温度时，容器压强比原来增大0.4倍。则参加反应的碳的质量为（ ）。 A. 2.4gB. 3gC. 4.2gD. 6g三. 实验题；16. 在没有现成的气体发生器的情况下，请你选用下图中的部分仪器，组装成一个简易并且能随用、随关、随停的气体发生装置。（1）应选用的仪器是（填入仪器的编号）（2）若用上述装置制取气体，而实验室只有稀、浓、水、块状纯碱、块状石灰石，比较合理的方案应选用的药品是。四. 推断题：17. 在下图所示物质的转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色沉淀。据

19、图填写： （1）B的化学式是，目前B已被用作的主要原料。（2）B和a溶液反应的离子方程式是。（3）A和a溶液反应的化学方程式是。（4）C和过量盐酸反应的离子方程式是。18. 正长石的组成可表示为，则，用氧化物的形式表示，其组成为。（市检测题）19. 现有一主要成分是碳酸钡、碳酸钙的矿石，要求分离出碳酸钡，尽可能除去。已知数据见下表。 温度溶解度物质0.173g0.130g0.094g1.64g13.1g101.5g分离要求；原料是矿石：试剂只有水，不能再用其他试剂；要求将矿石经四步反应或操作后得到较纯净的碳酸钡。试回答下列问题：（1）在括号中填入实验的条件或方法：；。（2）在方框中填入对应物质的化学式：a；b。（3）写出有关反应的化学方程式。：。：。20. 某核素R具有微弱放射性，其原子核中子数比质子数多43个，由它组成的固体单质A，在一定条件下密度为，用X射线研究其固体表明，在边长为的立方体中含有20个原子。R在化学反应中常表现为价、价。在溶液中稳定，而有强氧化性。请回答：（1）R原子的摩尔质量为。（2）