第35讲-碳硅铅及其化合物（学案）公开课教案教学设计课件资料.docxVIP

知识重构

碳、硅单质及其氧化物

1．碳、硅的存在形态、物理性质和用途

碳

硅

存在形态

游离态和化合态

化合态

单质结构

金刚石：正四面体空间网状结构

石墨：层状结构

C60：足球形分子

晶体硅：正四面体空间网状结构

物理性质

金刚石：熔点高、硬度大

石墨：硬度小、电的良导体

晶体硅：灰黑色固体，有金属光泽、熔点高、硬度大，有脆性

用途

金刚石用于制造切割刀具；石墨用于制造电极、铅笔芯

半导体材料和合金材料

2．碳、硅单质的化学性质

(1)碳单质的化学性质——还原性

a．能与水蒸气反应：C＋H2O(g)eq\o(=====,\s\up7(高温))CO＋H2(制水煤气)；

b．能与浓硫酸反应：C＋2H2SO4(浓)eq\o(=====,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。

(2)硅单质的化学性质——还原性

①能与O2反应：Si＋O2eq\o(=====,\s\up7(△))SiO2；

②能与氢氟酸反应(用化学方程式表示，下同)：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；

③能与NaOH溶液反应：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。

3．硅的制备

(1)原料：二氧化硅、焦炭。

(2)原理：SiO2＋2Ceq\o(=====,\s\up7(高温))Si(粗)＋2CO↑。

(3)提纯：Si(粗)＋2Cl2eq\o(=====,\s\up7(△))SiCl4，SiCl4＋2H2eq\o(=====,\s\up7(高温))Si(纯)＋4HCl。

4．碳和硅的氧化物

(1)一氧化碳：无色无味的有毒气体，不溶于水，可用作气体燃料和冶金工业的还原剂。

(2)二氧化碳和二氧化硅

二氧化硅

二氧化碳

类别

均为酸性氧化物

结构

由氧、硅原子构成空间网状结构

直线形结构，存在单个CO2分子

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

与水反应

不反应

CO2＋H2OH2CO3

与酸反应

只与氢氟酸反应：

SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O

不反应

能与碱

(NaOH)

反应

SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)

CO2少量：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O；

CO2过量：CO2＋NaOH===NaHCO3

能与盐

反应

如与Na2CO3反应：SiO2＋Na2CO3eq\o(=====,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑

如与Na2SiO3反应：Na2SiO3＋H2O＋CO2(不足)===H2SiO3↓＋Na2CO3或Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(足量)===H2SiO3↓＋2NaHCO3

能与碱

性氧化

物反应

如与CaO反应：SiO2＋CaOeq\o(=====,\s\up7(高温))CaSiO3

如与Na2O反应：Na2O＋CO2===Na2CO3

用途

光导纤维、光学仪器、电子部件

制饮料、制碳酸盐

硅酸、硅酸盐和无机非金属材料

1．硅酸

(1)弱酸性：H2SiO3难溶于水，其酸性比碳酸弱，不能使指示剂变色，能与强碱(如NaOH)反应，化学方程式为H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O。

(2)不稳定性：H2SiO3不稳定，受热易分解，化学方程式为H2SiO3eq\o(=====,\s\up7(△))SiO2＋H2O。

(3)硅酸的制备及硅胶

①制备原理：可溶性硅酸盐(如Na2SiO3)与较强的酸(如盐酸)反应，化学方程式为Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3↓＋2NaCl。

②硅胶：硅酸在水中易聚合形成硅酸凝胶，经干燥脱水后即得硅胶，常用作干燥剂和催化剂的载体。

2．硅酸盐

(1)硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的重要成分。

(2)硅酸盐组成的表示方法

通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成：

①氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水，不同氧化物间以“·”隔开。

②各元素的化合价保持不变，且满足化合价代数和为零，各元素原子个数比符合原来的组成。

如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为K2O·Al2O3·6SiO2。

(3)硅酸钠

①物理性质：白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显eq\a\vs4\al(碱)性。

②化学性质：能与酸性较硅酸强的酸反应

a．与盐酸反应的化学方程式：

Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。

b．与少量CO2水溶液反应的化学方程式：

Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H