第六讲碳氧族元素讲述.docx

碳族元素碳1.C在常温下碳很稳定，只在高温下能发生反应，通常表现为还原性。①燃烧反应②与某些氧化物的反应：C＋CO22CO；C＋2CuOCO2↑＋2Cu；C＋H2OCO＋H2O（CO、H2的混合气体叫水煤气）；2C+SiO2Si+2CO↑③与氧化性酸反应：C＋2H2SO4（浓）CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；C＋4HNO3（浓）CO2↑＋4NO2↑＋2H2O2.CO不溶于水，有毒(CO和血红蛋白结合，使血红蛋白无法和O2结合，而使细胞缺氧引起中毒)，但由于CO无色无味因此具有更大的危险性。①可燃性②还原性：CO+CuOCO2＋Cu，CO+H2O(g)CO2+H2O3.CO2直线型（O＝C＝O）非极性分子，无色能溶于水，密度大于空气，可倾倒，易液化。固态CO2俗称干冰，能升华，常用于人工降雨。实验室制法：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋CO2↑＋H2O。①酸性氧化物一—酸酐Ca(OH)2＋CO2＝CaCO3↓＋H2O(用于检验CO2)②氧化性：CO2＋C2CO；2Mg＋CO22MgO＋C4.碳酸盐①溶解性：Ca(HCO3)2CaCO3；Na2CO3NaHCO3。②热稳定性：Na2CO3CaCO3；碱金属正盐碱金属酸式盐: Na2CO3NaHCO3。③相互转化：碳酸正盐碳酸酸式盐(除杂用) 硅1.晶体硅的物理性质灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。它的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度也很大。它的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。2、硅的化学性质1．在常温下，硅的化学性质不活泼。常温下除了能与氟气、氢氟酸、强碱反应外，不能与其他物质反应.Si + 2F2＝ SiF4Si + 4HF ＝ SiF4↑ + 2H2↑Si + 2NaOH + H2O ＝ Na2SiO3 + 2H2↑2．在加热条件下，能与某些非金属反应。在加热时，研细的硅能在氧气中燃烧，生成二氧化硅并放出大量热。Si + O2＝ SiO2三．工业制法制备：在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅：SiO2＋2CSi＋2CO↑，将制得的粗硅，再与C12反应后，蒸馏出SiCl4，然后用H2还原SiCl4可得到纯硅。有关的反应为：Si十2C12SiCl4、SiCl4+2H2Si+4HCl。二氧化硅1.物理性质SiO2为原子晶体，是一种坚硬难熔的固体，硬度、熔点都很高。而CO2通常状况下是气体，固体熔点很低。其差别在于晶体类型不同。CO2是分子晶体，故熔点很低。2.化学性质。(1)．SiO2是酸性氧化物，是硅酸的酸酐，它不溶于水，也不与水反应。SiO2与CO2化学性质的比较物质二氧化硅二氧化碳与水反应不反应CO2 + H2O ＝ H2CO3与酸反应SiO2 + 4HF ＝ SiF4 + 2H2O不反应与碱反应SiO2 + 2NaOH ＝ Na2SiO3 + H2O生成正盐和酸式盐与碱性氧化物反应SiO2 + CaO ＝＝＝ CaSiO3CO2 + Na2O ＝ Na2CO3与碳反应SiO2= + 2C＝＝＝ Si + 2COCO2 + C ＝ 2COSiO2 + 2NaOH ＝ Na2SiO3 + H2O盛装碱液的试剂瓶不能用玻璃塞，而只能用橡皮塞。生成的硅酸钠具有粘性，要将瓶塞和瓶颈粘在一起而不能打开。二氧化硅是一种特殊的酸性氧化物。酸性氧化物大都能直接跟水化合生成酸，但二氧化硅却不能直接跟水化合，它的对应水化物(硅酸)只能用相应的可溶性硅酸盐跟盐酸作用制得：首先让SiO2和NaOH（或Na2CO3）在熔化条件下反应生成相应的硅酸钠：SiO2＋2NaOHNa2SiO3＋H2O，SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2，然后用酸与硅酸钠作用制得硅酸：Na2SiO3+2HCl →H2SiO3+2NaCl。2．弱的氧化性SiO2= + 3C＝＝ SiC + 2CO3．特性SiO2 + 4HF ＝ SiF4 + 2H2O这就是工业上用氢氟酸雕刻玻璃的反应原理。硅酸、硅酸盐一、硅酸硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱。将CO2通入Na2SiO3的溶液中，会析出原硅酸沉淀。CO2 + Na2SiO3+2H2O＝ Na2CO3 + H4SiO4↓虽然二氧化硅是酸性氧化物，但不能用二氧化硅跟水直接作用制得硅酸，而只能用相应的可溶性的硅酸盐跟酸作用来制硅酸。2HCl + Na2SiO3 + H2O＝ 2NaCl + H4SiO4↓原硅酸是一种白色胶状沉淀物。原硅酸几乎不溶于水，是一种弱酸，很不稳定。这种白色胶状物在空气里干燥，失去一部分水后，变成白色粉末即硅酸。二、硅酸盐硅酸、原硅酸和由它们缩水结合而成的各种酸所对应的盐，统称硅酸盐。硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成。具体表达形式为：活泼金属氧化物·较活泼金属氧化物·二氧化硅·水。如硅酸钠N