化学-碳、硅及其化合物-课时1

碳硅及其化合物课时1【课前练习】(1)写出碳族元素的所有元素名称、元素符号C(碳)Si(硅)Ge(锗)Sn(锡)Pb(铅)①二氧化碳与某种金属反应②工业上制取粗硅③氢氟酸腐蚀玻璃④石英与苛性钠溶液反应⑤制取普通玻璃的两个反应⑥硅单质与氢氧化钾溶液反应⑦水玻璃长期放置于空气中变质(2)写出下列反应方程式2Mg+CO22MgO+C点燃2C+SiO22CO↑+Si(粗)高温SiO2+4HF=SiF4+2H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑高温SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑高温Si+2KOH+H2O=K2SiO3+2H2↑Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3↓碳硅元素的存在形式游离态和化合态_________单质的结构金刚石：__________结构；石墨：层状结构；C60(足球烯)：由多个五边形和六边形构成的分子晶体硅：与金刚石类似的空间网状结构物理性质金刚石：熔点___、硬度___；石墨：硬度___、电的_____体晶体硅为灰黑色固体，有金属光泽、熔点___、硬度___，有脆性用途_______用于制造切割刀具，_____用于制造电极、铅笔芯晶体硅用作_______材料、硅芯片和硅太阳能电池空间网状化合态高大小良导高大金刚石石墨半导体单质结构、物理性质和用途化学性质碳、硅的化学性质：还原性化学性质碳、硅的化学性质：还原性(1)Si的还原性强于C，但C却能在高温下还原出Si：SiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑。(2)非金属单质与碱液反应一般无H2放出，但Si与碱液反应却放出H2：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。(3)非金属单质一般不跟非氧化性酸反应，但Si能与氢氟酸反应：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。(4)非金属单质大多为非导体，但Si为半导体。硅单质的特殊性(1)制取粗硅工业上，用焦炭在电炉中还原SiO2得到含有少量杂质的粗硅：SiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑。(2)粗硅提纯①Si＋2Cl2=====高温SiCl4，②SiCl4＋2H2=====高温Si＋4HCl。(3)注意问题①用焦炭还原SiO2，产物是CO而不是CO2。②粗硅中含碳等杂质，与Cl2反应生成的SiCl4中也含CCl4等杂质，经过分馏提纯SiCl4后，再用H2还原，得到高纯度硅。硅的工业制法高频考点变式1下列关于硅的说法不正确的是()A.硅是非金属元素，晶体硅是灰黑色有金属光泽的固体B.硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料C.硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应D.加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应例题1硅及其化合物的应用范围很广，下列说法正确的是()A.硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料B.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应C.反应：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑中，Si为还原剂，NaOH和H2O为氧化剂D.硅能与氢氟酸反应，则硅可以与盐酸反应粗硅制备单晶硅涉及两步反应：Si＋2Cl2=SiCl4、SiCl4＋2H2=Si＋4HClCSi+3H2O=H2SiO3+2H2↑;H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2OA1．结构SiO2是______________结构，不存在单个分子；CO2中存在单个CO2分子。2．物理性质(1)熔、沸点：SiO2的熔、沸点比CO2的熔、沸点___。(2)溶解性：CO2可溶于水，SiO2不溶于水。空间网状立体高CO：为无色、无臭、无刺激性的气体。通常状况下,是一种没有颜色，气味的气体，比空气略轻难溶于水。CO2：在常温常压下为无色无味气体，溶于水和烃类等多数有机溶剂。碳、硅的氧化物二氧化硅二氧化碳与水反应不反应____________________与酸反应只与氢氟酸反应：__________________________不反应与碱(NaOH)溶液反应________________________________(盛碱液的试剂瓶用_____塞)CO2少量：_______________________________CO2足量：_________________________SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2OSiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O橡胶CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2OCO2＋NaOH===NaHCO3CO2+H2O⇋H2CO3碳、硅的氧化物：化学性质二氧化硅二氧化碳与盐反应如与Na2CO3反应：_____________________________________如与Ca(ClO)2反应：___________________________________________与碱性氧化物反应如与CaO反应：_______________________如与Na2O反应：_____________________主要用途作光导纤维，制光学仪器、电子部件，水晶可制作饰品制饮料、碳酸盐，干冰用作制冷剂，人工降雨SiO2＋Na2CO3=====高温Na2SiO3＋CO2↑Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClOSiO2＋CaO=====高温CaSiO3CO2＋Na2O===Na2CO3碳、硅的氧化物：化学性质(1)SiO2是空间网状立体结构，不存在单个分子，这与CO2、SO2、SO3等酸性氧化物的单分子结构不同。(2)SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接与水作用制备H2SiO3。(3)酸性氧化物一般不与酸反应，但SiO2能与HF反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。(4)反应：Na2CO3＋SiO2=====高温Na2SiO3＋CO2↑，不能说明酸性的强弱。二氧化硅的特殊性例题2二氧化硅又称硅石，是制备硅及其化合物的重要原料。下列说法正确的是()A.SiO2既能与HF反应，又能与NaOH反应，属于两性氧化物B.SiO2和Si都是光导纤维材料C.在硅胶中加入CoCl2可显示硅胶吸水是否失效D.图中所示转化反应都是非氧化还原反应CSiO2是光导纤维材料,Si是半导体材料加入氯化钴后,可得变色硅胶。吸水前是蓝色,吸水后变红色SiF4不是盐变式2下列说法正确的是()A.光导纤维的主要成分是硅B.制普通玻璃的主要原料是烧碱、石灰石、石英C.常用氢氟酸(HF)来刻蚀玻璃D.实验室用带玻璃塞的试剂瓶保存氢氧化钠溶液氢氧化钠和玻璃中的二氧化硅反应生成硅酸钠是矿物胶把瓶塞和瓶口粘结在一起光导纤维成分是二氧化硅，硅是太阳能电池的材料制普通玻璃的主要原料是纯碱、石灰石、石英氢氟酸和玻璃中的二氧化硅反应；常用氢氟酸（HF）来刻蚀玻璃C2．为检验二氧化碳气体中是否混有一氧化碳，某课外兴趣小组的同学设计了如图所示的实验装置。根据装置回答问题：(1)A装置的作用是____________。(2)实验后怎样处理尾气________，发生反应的化学方程式为_______________________________。(3)若实验时观察到_____________________________，则证明原气体中一定含有一氧化碳。吸收CO2点燃2CO+O2=2CO2点燃B中无现象，C中黑色粉末变红，D中石灰水变浑浊2．常温下，下列不发生反应的物质是()①硅与NaOH溶液②硅与盐酸③硅与氢氟酸④二氧化硅与碳酸钠⑤二氧化硅与NaOH溶液A．①②B．③④C．②⑤D．②④解析：①中发生反应Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑；Si不与除氢氟酸外的其他酸反应，②不反应，③反应；④中SiO2与Na2CO3反应需要高温，常温下不反应；⑤中发生反应SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。