碳族元素
Ⅰ.课标要求
通过实验了解硅及其化合物的主要性质，认识其在信息技术、材料科学等领域的应用。
Ⅱ.考纲要求
1.了解单质硅及其重要硅的化合物的主要性质及应用
3.能综合应用硅及硅的化合物知识
Ⅲ.教材精讲
1.本考点知识结构
2.碳族元素
①碳族元素的特征：碳族元素原子最外层电子数为4，既不容易失去电子，又不容易得到电子，易形成共价键，难形成离子键。碳族元素形成的单质在同周期中硬度最大，熔沸点最高(如金刚石、晶体硅)。
②碳族元素的化合价：碳族元素的主要化合价有+2，+4，其中铅+2价稳定，其余元素+4价稳定。
③碳族元素的递变规律：从上到下电子层数增多，原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引能力减弱，失电子的能力增强，从上到下由非金属递变为金属的变化非常典型。其中碳是非金属，锡、铅是金属，硅、锗是半导体材料。
④碳族元素在自然界里的存在：自然界里碳有游离态和化合态两种；硅在地壳里无游离态，主要以含氧化合物的形式存在。
⑤几种同素异形体：碳：金刚石、石墨、C60、C70等；硅：晶体硅，无定形硅。
3.碳
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↑＋2H2O
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+H2O
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。
碳、硅及其化合物
基础落实(一) 碳及其重要化合物
1．碳单质
(1)存在：碳单质的存在形式有金刚石、石墨、木炭、足球烯，它们互为同素异形体。
(2)结构
金刚石：正四面体空间网状结构；
石墨：平面正六边形层状结构。 (3)物理性质：金刚石熔点高、硬度大；石墨熔点高、质软，有滑腻感，是电的良导体。
(4)主要化学性质——还原性
可燃性 2C＋O2(不足)=====点燃2CO、C＋O2(足量)=====点燃CO2
与氧化
物反应 CuO：2CuO＋C=====△2Cu＋CO2↑(冶炼金属)
SiO2：SiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑(制取粗硅)
H2O：C＋H2O(g)=====高温CO＋H2(制取水煤气)
与强氧化
性酸反应 浓H2SO4：
C＋2H2SO4(浓)=====△CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
浓HNO3：
C＋4HNO3(浓)=====△CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
(5)用途：金刚石用于制造切割刀具；石墨用于制造电极、铅笔芯；C60可作催化剂或催化剂载体。
2．碳的两种常见氧化物
(1)一氧化碳(CO)
无色有毒气体，难溶于水，中毒原理是CO与血红蛋白结合，缺氧中毒。
①可燃性：2CO＋O2=====点燃2CO2，淡蓝色火焰，可作燃料。
②还原性：CO＋CuO=====△Cu＋CO2，用于冶炼金属。
(还原CuO)
(2)二氧化碳(CO2)
①物理性质：CO2是一种无色、无味的气体，能溶于水，固态CO2俗称干冰。
②化学性质：与H2O、Na2O、Ca(OH)2(足量、澄清)、Mg反应的化学方程式分别为CO2＋H2OH2CO3、Na2O＋CO2===Na2CO3、CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O、2Mg＋CO2=====点燃2MgO＋C。
③CO2的制法：用大理石与稀盐酸或稀硝酸发生反应的离子方程式：CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O。 (3)CO、CO2气体的除杂方法
1
碳及其化合物的化学方程式
1、碳在少量的氧气中燃烧：
2、碳在足量的氧气中燃烧：
3、碳和水蒸气反应：
4、碳和氧化铁反应：
5、碳粉与氧化铜共热：
6、工业上制备粗硅：
7、碳和二氧化碳反应：
8、碳与浓硫酸共热：
9、碳与浓硝酸共热：
10、碳与稀硝酸共热：
11、一氧化碳在氧气中燃烧：
12、一氧化碳气体和氧化铁反应：
13、一氧化碳通过灼热的氧化铜：
14、一氧化碳和水蒸气反应：
15、镁在二氧化碳中燃烧：
16、碳和二氧化碳在高温下反应：
17、氧化钠与二氧化碳反应：
衡水市第十三中学高三化学组 超越每刻 卓越一生 奋进——为中华之崛起
第 1 页 共 4 页 高三化学限训
【题目】碳、硅及其化合物习题
1．下列关于硅及其化合物说法正确的是（）
A．硅是非金属单质，与任何酸都不发生反应 B．高纯度的单质硅被广泛应用于光导纤维
C．NaOH溶液保存在磨口玻璃塞的试剂瓶中 D．可利用HCl除去SiO2中的少量CaCO3
2.(2018·莆田模拟)化学与社会、科学、技术、环境密切相关。下列说法不正确的是( )
A.T-碳是一种新型三维碳结构晶体，与C60互为同素异形体
B.推广利用CO2合成聚碳酸酯可降解塑料符合低碳经济理念
C.将金属钛、铝混合后在空气中熔化可制得强度较大的钛铝合金材料
D.为汽车安装尾气催化转化装置，可将尾气中的部分CO和NO转化为无毒气体
3．(2018·泰州月考)将足量CO2气体通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中，然后加热蒸干，再在高温下充分灼烧，最后得到的固体物质是( )
A．Na2SiO3 B．Na2CO3、Na2SiO3 C．Na2CO3、SiO2 D．SiO2
4.标准状况下，将3.36LCO2气体通入200mL1.00mol·L－1NaOH溶液中，充分反应后溶液中c(CO2－3)与c(HCO－3)的比值为( 不考虑CO2－3、HCO－3的水解)( )
A.1∶1 B.1∶2 C.2∶1 D.1∶3
5．下列除杂方法正确的是( )
A．SiO2中含Al2O3杂质，可以加入足量NaOH溶液然后过滤除去
B．CO2中含有CO杂质，可以通入盛有CuO的玻璃管且加热
C．CO2中含有HCl杂质，可以通过盛有Na2CO3溶液的洗气瓶
D．Na2CO3溶液中含有Na2SiO3杂质，可以通入足量的CO2，然后过滤
6．下列离子方程式，正确的是( )
A．澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca2+ +2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O
