第三讲碳族元素
1.碳族元素
（1）碳族元素位于周期表的第族，包括C、Si、Ge、Sn、Pb等五种元素，其原子的最外电子层上都有个电子。在化学反应中，碳族元素的原子电子既难得到电子，又难电子，因此，碳族元素难以形成离子化合物，容易形成化合物。（2）碳族元素的最高正化合价是价，最低负化合价是价，其化合价的特点是最高正化合价与最低负化合价的绝对值。碳族元素（用R表示）的气
态氢化物可表示为RH
4，最高价氧化物的化学式可以表示为R0
2
，其对应水化物可表示为
价或。其他常见的价态还有＋2价等。
2.硅及其化合物
（1）硅在地壳中的含量仅次于，居第二位。在自然界中，没有态的硅，只有以化合态存在的硅，如二氧化硅、硅酸盐等，是构成矿物和岩石的主要成分。（2）单质硅有和两种。晶体硅是灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，它的结构类似于，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，是良好的材料。在工业上，用在高温下还原的方法可制得含有少量杂质的粗硅，反应的化学方程式为。将粗硅提纯后，可以得到高纯硅。
（3）在常温下，硅的化学性质不活泼，除、和外，硅不与其他物质如氧气、氯气、硫酸、硝酸等反应；在加热的条件下，硅能跟一些非金属反应。例如，加热时研细的硅粉在氧气中燃烧，生成二氧化硅并放出大量的热，反应式为。
（4）硅的用途非常广泛，作为良好的半导体材料，硅可以用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制太阳能电池。此外，硅的合金用途也很广，如含硅4%（质量分数）的钢具有良好的导磁性，可用来制造变压器铁芯；含硅15%（质量分数）左右的钢具有良好的耐酸性，可用来制造耐酸设备。
（5）天然Si0
2也叫硅石，是一种坚硬难熔的固体。Si0
2
是氧化物，常温时化学性
质不活泼，除外Si0
2
也不与一般的强酸反应，但能与反应，烧碱溶液不能放在带玻璃塞的试剂瓶中，其原因是（用化学方程式表示）；
高温时，Si0
2能与碱性氧化物反应，如Si0
2
跟CaO反应的化学方程式为。
（6）二氧化硅对应的水化物是或。但二氧化硅不能和水反应，硅酸只能通过与酸反应制取。硅酸不溶于水，是一种弱酸，其酸性比碳酸还弱。说明这一结论的化学方程式为：
（7）石英的主要成分是。较纯净的石英可以用来制造石英玻璃。透明的石英晶体就是水晶，水晶常用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器，也用来制成高级工艺品和眼镜片等。玛瑙是含有杂质的，它可用于制造精密仪器轴承，耐磨器皿和装饰品。二氧化硅的用途很广泛，目前已被广泛使用的高性能通讯材料光导纤维的主要原料就是二氧化硅。
3.硅酸盐工业、无机非金属材料
（1）硅酸盐材料是以含硅物质为原料，经加热制成的，如水泥、、等，在生产、生活中有着广泛的应用。
（2）水泥以和为原料，经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧，再加入石膏，并研成细粉就得到普通水泥。普通水泥的主要成分是、硅酸二钙、等。水泥具有水硬性，是非常重要的建筑材料。水泥、沙子和水的混合物叫做水泥砂浆，水泥、
沙子和碎石的混合物叫混凝土，混凝土以钢筋为结构，这就是我们常说的钢筋混凝土。（3）传统无机非金属材料包括硅酸盐材料，具有、等优点，但也有质脆、等弱点；一些具有特殊结构、特殊功能的新材料，如高温结构陶瓷、光导纤维等，被称为新型无机非金属材料，新型无机非金属材料的主要特性有耐高温，强度高，具有电学特性、光学特性、生物功能等。
（6）高温结构陶瓷具有能经受高温、、耐酸碱腐蚀、、、密度小的优点。氧化铝陶瓷（又叫人造刚玉）的熔点，可用作高级耐火材料，如坩埚、高温炉管等。利用氧化铝陶瓷的优点，可以制造在实验室中使用的刚玉球磨机，用来研磨比它硬度小的材料。用高纯度的原料，使用先进工艺，还可使氧化铝陶瓷变得透明，可制作高压钠灯的灯管。
课前训练
1.近期《美国化学会志》报道，中国科学家以二氧化碳为碳源，金属钠为还原剂，在470℃、80 MPa下合成出金刚石，具有深远意义。下列说法中不正确的是 ( )
A．由二氧化碳合成金刚石是化学变化B．金刚石是碳的一种同位素
C．钠被氧化最终生成碳酸钠D．金刚石中只含有非极性共价键
1.2科学家预测114号元素为“类铅”，1列有关预测不正确的是 ( )
A．它的化合价有-2、+3、+4价B．其晶体具有良好的导电
c．电解“类铅”的硝酸盐和硝酸铜混合液时，阴极将析出“类铅”
D．最外层有四个电子
2.1下列关于硅的说法中不正确的是 ( )
A．晶体硅是灰黑色、有金属光泽、鼋而脆的非金属固体
B．晶体硅的结构类似于金刚石
C．硅的化学性质很稳定，常温下不与任何物质发生反应
D．工业上用碳在高温下还原二氧嗣硅来制备粗硅
2.2下列盛放试剂的方法正确的是( )
A．氢氟酸或浓硝酸存放在带橡皮羞的棕色玻璃瓶中
B．汽油或煤油存放在带橡皮塞的捌色玻璃瓶中
C．碳酸钠溶液或氢氧化钙溶液存角在配有磨口塞的棕色玻璃瓶中
D．氯水或硝酸银溶液存放在配有一口塞的棕色玻璃瓶中
2.3 C0
2
通入下列各溶液中，不可能产生沉淀的是 ( )
A．氯化钙溶液 B．石灰水 C．饱和Na
2C0
3
溶液 D．硅酸钠溶液
3.1过量的石英、纯碱和石灰石熔融后生成 ( )
A．水泥B．水泥砂浆C．陶瓷 D．玻璃
3.2某型号水泥的主要成分有：Ca
2SiO
x
、Ca
3
SiO
y
、Ca
3
Al
2
O
z
，制取该水泥所用的原料是
3.3(1)制造普通玻璃的原料是，发生反应的化学方程式是
(2)在制玻璃的原料中，再加入下列物质可制得不同颜色的有色玻璃：
A．氧化亚铜B．氧化钴 C．二价铁 D．氯化钴
①制造蓝色玻璃加入的物质是
②制造绿色玻璃加入的物质是
③制造红色玻璃加入的物质是
④制造变色玻璃加入的物质是
3.4下列材料的特性及用途叙述不正确的是 ( )
A ．氧化铝陶瓷具有两性，可用来制造人造牙齿
B ．氮化硅陶瓷耐高温且不易传热，可用来制造柴油机
C ．光导纤维导光的性能很强，是非常好的通讯材料
D ．人造刚玉硬度高，用于制造刚玉球磨机 3.5下列叙述正确的是 ( )
A ．Si02属于无机非金属材料
B ．金属不能作为结构材料
C ．玻璃是一种新型无机非金属材料
D ．C 60也是一种新型无机非金属材料 3.6氮化铝(AIN)具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质，被广泛应用于电子工业、陶瓷工业等领域。在一定条件下，氮化铝可通过如下反应合成：A1203 +N 2 +3C 堡墅坠2A1N +3CO ，下列叙述中正确的是 ( )
A ．在氮化铝的合成反应中，N 2是还原剂，A1203是氧化剂
B ．上述反应中每生成2 mol AlN ，N 2得到3 mol 电子
C ．氮化铝中氮元素的化合价为-3价
D ．氮化铝晶体属于分子晶体
例题解析
1.下列说法正确的是 ( )
A.2 LpH=0的硫酸溶液中含有N A 个SO 42- B ．60 g Si02晶体中，含有2N A 个Si-O 键
C ．在3.9 g
D 37
C1分子中，含有的中子数为2.1N A 个
D ．用石墨作电极电解CuS04溶液，若在阳极收集到11.2 L 气体（标准状况时），有N A 个电子流向阴极
解析：c(H +) ＝1 mol 〃L -1，H +的个数为1×2×N A ＝2N A ，SO 42-为N A 个；l mol Si02晶体中含有4NA 个Si －O 键；1个D 37C1分子中含有的中子数为21个，3.9 g D 37C1的物质的量为
1
3.90.139g m ol g m ol
-= ，故0.1 mol D 37C1中中子数为2.1N A 个；阳极40H - -4e -
＝02↑+2H 20，
电子转移数为2N A 个，电子由阳极流向阴极。 答案： AC
2.某主族金属元素的离子X 2+有6个电子层，最外层上有2个电子，当把X02溶于浓盐酸时，有黄绿色气体产生，则下列说法正确的是 ( )
A ．X 2+具有强还原性
B ．该元素的元素符号是Pb
C ．X02具有强氧化性
D ．该元素是ⅡA 族元素
解析：X 2+最外层有2个电子，则X 最外层有4个电子，为IVA 族元素，又己知X 有6个电子层知X 为第六周期元素，所以X 为Pb 元素，B 项正确；根据题干言息结合实验室制取C12的反应得Pb02与浓盐酸反应的化学反应方程式为：Pb02＋4HCl(浓) PbCl 2+ C12↑+2H 20，不难得出Pb02的氧化性大于C12，C 项正确；由此反应不能说明Pb 2＋
有强还原性，A 项错。 答案：BC
3.下列说法正确的是 ( )
A ．二氧化硅是酸性氧化物，它可以跟强碱反应，但不能跟任何酸反应
B ．根据Si02＋CaCO 3
CaSiO 3+C02↑的反应，可推知硅酸酸性比碳酸强
C ．C02气体通入Na 2Si03溶液中可以制得硅酸
D．Si0
2
对应的水化物有不同的组成
解析： Si0
2能与氢氟酸发生反应：Si0
2
+4HF＝SiF
4
↑+2H
2
0，A项错；B项反应是在高温条
件下进行的，由于C0
2
是气体，生成后脱离反应体系使反应得以继续进行，但还不能说明硅酸的酸性比碳酸强。要比较硅酸和碳酸的酸性强弱，必须比较它们在水溶液中电离出H+的难
易程度，由于C的非金属性较Si强，所以H
2C0
3
的酸性较H
2
Si0
3
强，B项错；由于H
2
C0
3
的酸
性比H
2Si0
3
强，所以有Na
2
Si0
3
+C0
2
+H
2
0= Na
2
C0
3
+H
2
Si0
3
，C项正确；H
2
Si0
3
、H
4
Si0
4
的酸酐均
是Si0
2，即Si0
2
对应的水化物有H
2
Si0
3
和H
4
Si0
4
两种组成，D项正确。
答案：CD
4.将23 g石英与60 g石灰石在高温下发生反应，产生的气体在标准状况下的体积是 ( )
A. 8.59 L
B. 5.15 L
C. 13.44 L
D. 6.72 L
解析：发生的反应有：CaC0
3＋Si0
2
CaSi0
3
＋C0
2
↑，CaC0
3
过量，高温下CaC0
3
CaO+
C0
2
↑，C02来源于这两个反应。
根据C原子守恒：CaC0
3一 C0
2
100 g 22.4L
60 g V(C0
2
)
V(C0
2
)＝60 g×22.4 L/100g＝13.44 L
答案：C
基础训练
1.下列说法是否正确 ( )
A．传统的非金属材料具有抗腐蚀性、耐高温等许多优点，但也有质脆、经不起热冲击的缺点
B．新型无机非金属材料继承了传统非金属材料的优点，但不能耐高温
C．有些新型无机非金属材料可以做绝缘体，但都不能做半导体
D．新型无机非金属材料都能透过可见光
解析: A项正确，B项不正确，因为新型无机非金属材料继承了传统非金属材料的优点，能耐高温。C项不正确，因为有的可以做半导体。D项不正确，因为有的能透过可见光，有的不能透过可见光
答案：A
2．试分析下列说法是否正确，说明理由
A．Si0
2高温时与Na
2
C0
3
反应声C0
2
，将C0
2
通人Na
2
Si0
3
溶液中可产生H
2
Si0
3
，说明H
2
Si0
3
向性有时比H
2C0
3
强，有时H
2
C0
3
弱。
B．Si0
2既能与NaOH反应，又能与l反应，所以Si0
2
是两性氧化物。
C．NaOH溶液、Na
2Si0
3
溶液和氢I均不应装在玻璃瓶中。
3．下列溶液中可以盛放在玻璃瓶中，但不能用磨口玻璃塞的是 ( )
A．硅酸钠溶液 B．氢氟酸C．氧氧化钠溶液D．氯化钠溶液
4.1航天科学技术测得，三氧化二碳(C
20
3
)是金星大气层的成分之一。下列有关C
2
3
的说法
正确的是( )
A．C
20
3
和C0
2
是同素异形体 B．C
2
3
和CO燃烧产物都是C0
2
C．C
20
3
和CO都是酸性氧化物D．C
2
3
和C0
2
都是碳酸的酸酐
4.2生石灰里含杂质CaC0
3和Si0
2
，为了检验是否含有这两种杂质，最适宜的试剂是 ( )
A．氢氟酸 B．盐酸C．硫酸 D．NaOH溶液
5.1下列关于一氧化碳的用途有哪些是缘于一氧化碳的还原性 ( )
①作燃料②跟氢气合成甲醇③和水蒸气反应制H
2④与灼热的Fe
3
4
反应
A．只有①② B．只有①②③ C．只有①②④ D．只有①③④
5．下列表述正确的是 ( )
①人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是二氧化硅
②化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐
③提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料
④夏天到了，游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛
⑤太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能
A. ①②③
B. ②④
C. ③④⑤
D. ③⑤
提高训练
5.2把二氧化碳和一氧化碳的混合气体VmL，缓缓地通过足量的过氧化钠固体，体积减少了五分之一，则混合气体中C0
2
与CO的体积之比是 ( )
A．1：4 B．1：2 C．2：3 D．3：2
4.2已知①硫酸比次氯酸稳定；②高氯酸是比硫酸更强的酸；③S2-比Cl-易被氧化；④HC1
比H
2
S稳定；⑤铜与盐酸不反应，与浓硫酸能反应。可说明氯比硫非金属性强的是 ( ) A．全部 B．②③④ C．①②④ D．除①以外
2．美国Lawtcce Lirermre国家实( LLNL)的V．Lota．C．S．Yoo和H．Cynn成功地在高压
下将C0
2转化为类似Si0
2
结构的原子晶体，下列C0
2
原子晶体的说法正确的是 ( )
A．C0
2
的原子晶体和分子晶和同素异形体
B．在一定条件下，C0
2
分子晶体转化为原子晶体是物理变化
C．C0
2的原子晶体和C0
2
分子晶体具有相同的物理性质
D．在C0
2
的原子晶体中，每一个碳原子周围结合4个氧原子，每一个氧原子跟两个碳原子相结合
3.1将S0
2气体慢慢通入悬浮着棕色Pb0
2
的热水中，一段时间后，将发生的现象是 ( )
A．悬浮物消失，溶液无色B．悬浮物由棕色变为白色 C．有臭鸡蛋气味的气体逸出 D．析出浅黄色沉淀
3.2有人认为Fe
30
4
从结构上看属于盐类，可表示为Fe(Fe0
2
)
2
或用氧化物的形式表示
FeO·Fe
20
3
体现了Fe的+2、+3价态，Pb
3
4
俗称铅丹，类似于前者，但以+2、+4价态存在，
下列对Pb
30
4
的表示方法正确的是 ( )
①PbO．Pb
20
3
②Pb( Pb0
2
)
2
③2PbO-Pb0
2
④Pb
2
Pb0
4
A．①②B．①④C．②③D．③④1．如图所示，已知
①单质E可作为半导体材料；②化合物F是不能生成盐的氧化物；③化合物I能溶于水呈酸性，它能够跟氧化物A起反应。据此，请填空：
(1)化合物F是
(2)化合物I是
(3)反应③的化学方程式是
(4)反应④的化学方程式是
8．氮化硅Si
3N
4
是一种非氧化物高温瓷结构材料。粉末状的Si
3
N
4
可以由SiC1
4
的蒸气和NH
3
的混合物反应制取。粉末状Si
3N
4
对空气和水都不稳定。但是，将粉末状Si
3
N
4
和适量MgO在
230×1.01×105 Pa和185℃的密闭容器中热处理，可以得到结构十分紧密，对空气和水都相当稳定的固体材料。
(1)写出由SiC1
4和NH
3
制备Si
3
N
4
反应方程式：
(2)分别写出粉末状Si
3N
4
和H
2
0及O
2
反应的方程式：
(3)为什么Si
3N
4
经处理后对空气和水变得非常稳定？
4.1A+、B2-、C-、D、E+五种粒子的电子层都已达到稳定结构。A+的最外层为L层，其余最外层都为M层，这五种原子和离子的符号依次是，其中化学性质最稳定的是，还原性最强的是，只有氧化性的是。
4.3有A、B、C、D四种元素：A元素形成的-2价阴离子比氦的核外电子数多8个。B元素的一种化合物为淡黄色固体，该固体遇到空气能生成A的单质。C为原子核内有12个中子的二价金属，当2.4gC与足量盐酸反应时，在标准状况下放出氢气2.24 L。D的M层上有7个电子。
(1)A、B、C、D各是什么元素？
（2)写出B、C、D最高价氧化物的水化物化学式。
(3)比较D的气态氢化物与H
2
S和HF的稳定性。
2.在120℃、101.3 kPa条件下，有2 LH
20(g)、2 LC0
2
、2 L0
2
和2 LHCl组成的混合气体。
将混合气体通过盛有过量Cu粉、C粉和Fe
20
3
粉末的三支灼热的反应管。假设不论三支反应
管以何种顺序排列，气体通过每支反应管时都能充分反应( Fe
20
3
、CuO和HCl气体反应生成
相应的盐和水）。问：
(1)原混合气体中是否有一种(或几种)不可能再存在于尾气中？（填“有”或“没有”）。若有，它（或它们）是(没有则不填)。
(2)要使最后得到的气体都是还原性气体，则三支反应管排列的顺序必须是盛有的反应管在盛有的反应管之前。
(3)若要使最后生成的气体的物质的量最多，则三支反应管的排列顺序是（用反应管中盛装的药品的化学式表示）。
4．A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转换关系如下图所示。A为地壳中含
量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似。请填空：
(1)形成单质A的原子的结构示意图为，它的最高化合价为
(2)B的化学式（或分子式）为，B的晶体类型为．B和碳反应生成A和E的化学方程式是
(3)C的化学式（或分子式）为，D的化学式（或分子式）为
7.2某学生设计一个实验（装置如图所示）证明PbO中含有氧元素，反应式如下：
PbO+C Pb+CO，PbO+ CO Pb+ C0
2
。回答下列问题：
(1)此装置图中有个明显的错误，请指出。
(2)盛澄清石灰水的试管开始一段时间可能没有现象，请指出可能的原因
(3)烧杯中醋酸二氨合铜的作用是
(4)若用空气代替干燥的氮气，行吗？为什么？
1．晶体硅是一种重要的非金属材料。制备纯硅的主要步骤如下：
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
②粗硅与干燥HC1气体反应制得SiHC1
3：Si+3HCl SiHCl
3
+H
2
③SiHCl
3与过量H
2
在1000～1100℃反应制得纯硅
已知SiHC1
3能与H
2
0强烈反应，在空气中易自燃。请回答下列问题：
(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为。
(2)粗硅与HC1反应完全后，经冷凝得到的SiHC1
3（沸点33.0℃）中含有少量SiCl
4
（沸点
57.6℃）和HCl（沸点-84.7℃），提纯SiHC1
3
采用的方法为________。
(3)用SiHCl
3与过量H
2
反应制备纯硅的装置如图（热源及夹持装置略去）：
A B C D
①装置B中的试剂是 ,装置C中的燃瓶需要加热，其目的是：
②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是，装置D不能采用普通玻璃管的原因是，装置D中发生反应的化学方程
式为。
③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及
④为鉴定产品硅中是否含微量镁．将试样用稀盐酸溶解，取上层清i再加入的试剂（填写字母代号）是__________。
a．碘水 b．氯水c．NaOH潲 d．KSCN溶液 e．Na
2S0
3
7.1有三种透明、不溶于水的坚硬固体。A固体在氧气中完全燃烧，只得到一种无色气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，在标准状况下测得此气体密度为氧气密度的1.375倍。B固体能溶于热苛性钠溶液，再往该溶液中加入过量盐酸时，析出白色胶状沉淀。此沉淀干燥后，为不溶于水的白色粉末，它是一种比碳酸还弱的酸。将B与石灰石、纯碱按比例混合加热后，能得到C，C在高温时软化，无固定熔点。根据上述事实，推断A、B、C各为何物。
第三讲碳族元素 1.碳族元素 （1）碳族元素位于周期表的第族，包括C、Si、Ge、Sn、Pb等五种元素，其原子的最外电子层上都有个电子。在化学反应中，碳族元素的原子电子既难得到电子，又难电子，因此，碳族元素难以形成离子化合物，容易形成化合物。（2）碳族元素的最高正化合价是价，最低负化合价是价，其化合价的特点是最高正化合价与最低负化合价的绝对值。碳族元素（用R表示）的气 态氢化物可表示为RH 4，最高价氧化物的化学式可以表示为R0 2 ，其对应水化物可表示为 价或。其他常见的价态还有＋2价等。 2.硅及其化合物 （1）硅在地壳中的含量仅次于，居第二位。在自然界中，没有态的硅，只有以化合态存在的硅，如二氧化硅、硅酸盐等，是构成矿物和岩石的主要成分。（2）单质硅有和两种。晶体硅是灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，它的结构类似于，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，是良好的材料。在工业上，用在高温下还原的方法可制得含有少量杂质的粗硅，反应的化学方程式为。将粗硅提纯后，可以得到高纯硅。 （3）在常温下，硅的化学性质不活泼，除、和外，硅不与其他物质如氧气、氯气、硫酸、硝酸等反应；在加热的条件下，硅能跟一些非金属反应。例如，加热时研细的硅粉在氧气中燃烧，生成二氧化硅并放出大量的热，反应式为。 （4）硅的用途非常广泛，作为良好的半导体材料，硅可以用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制太阳能电池。此外，硅的合金用途也很广，如含硅4%（质量分数）的钢具有良好的导磁性，可用来制造变压器铁芯；含硅15%（质量分数）左右的钢具有良好的耐酸性，可用来制造耐酸设备。 （5）天然Si0 2也叫硅石，是一种坚硬难熔的固体。Si0 2 是氧化物，常温时化学性 质不活泼，除外Si0 2 也不与一般的强酸反应，但能与反应，烧碱溶液不能放在带玻璃塞的试剂瓶中，其原因是（用化学方程式表示）； 高温时，Si0 2能与碱性氧化物反应，如Si0 2 跟CaO反应的化学方程式为。 （6）二氧化硅对应的水化物是或。但二氧化硅不能和水反应，硅酸只能通过与酸反应制取。硅酸不溶于水，是一种弱酸，其酸性比碳酸还弱。说明这一结论的化学方程式为： （7）石英的主要成分是。较纯净的石英可以用来制造石英玻璃。透明的石英晶体就是水晶，水晶常用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器，也用来制成高级工艺品和眼镜片等。玛瑙是含有杂质的，它可用于制造精密仪器轴承，耐磨器皿和装饰品。二氧化硅的用途很广泛，目前已被广泛使用的高性能通讯材料光导纤维的主要原料就是二氧化硅。 3.硅酸盐工业、无机非金属材料 （1）硅酸盐材料是以含硅物质为原料，经加热制成的，如水泥、、等，在生产、生活中有着广泛的应用。 （2）水泥以和为原料，经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧，再加入石膏，并研成细粉就得到普通水泥。普通水泥的主要成分是、硅酸二钙、等。水泥具有水硬性，是非常重要的建筑材料。水泥、沙子和水的混合物叫做水泥砂浆，水泥、
碳族和硼族元素练习 一、选择题 ( 共17题 34分 ) 1. (7643)与Na 2CO 3溶液作用全部都生成碱式盐沉淀的一组离子是……………………（ ） (A) Mg 2+，Al 3+，Co 2+，Zn 2+ (B) Fe 3+，Co 2+，Ni 2+，Cu 2+ (C) Mg 2+，Mn 2+，Ba 2+，Zn 2+ (D) Mg 2+，Mn 2+，Co 2+，Ni 2+ 2. (7462)下列说法不正确的是…………………………………………………………… （ ） (A) SiCl 4在与潮湿的空气接触时会冒“白烟” (B) NF 3因会水解，不能与水接触 (C) SF 6在水中是稳定的 (D) PCl 5不完全水解生成POCl 3 3. (3718) 铅蓄电池在充电时，阳极反应是……………………………………………（ ） (A) PbSO 4 + H 2O = PbO 2 + 4H + + SO -24+ 2e (B) Pb + SO -24 = PbSO 4 + 2e (C) PbSO 4 + 2e = Pb + SO -24 (D) PbO 2 + 4H + + SO - 24 + 2e = PbSO 4 + 2H 2 O 4. (0545) 已知在一定温度下 SnO 2(s) + 2H 2(g)Sn(s) + 2H 2O(g) K c = CO(g) + H 2O(g)CO 2(g) + H 2(g) K c = 因此下列反应SnO 2(s) + 2CO(g)Sn(s) + 2CO 2(g) 的K c 值………………………（ ） (A) (B) (C) (D) 5. (7476)分离SnS 和PbS ，应加的试剂为…………………………………………………（ ） (A) 氨水 (B) 硫化钠 (C) 硫酸钠 (D) 多硫化铵 6. (7475)鉴别Sn 4+和Sn 2+ 离子，应加的试剂为……………………………………………（ ） (A) 盐酸 (B) 硝酸 (C) 硫酸钠 (D) 硫化钠(过量) 7. (7466)下列分子中，C 与O 之间键长最短的是…………………………………………（ ） (A) CO (B) Ni(CO)4 (C) CO 2 (D) CH 3COOH 8. (7363)将过量SiF 4通入NaOH 溶液中，主要产物是……………………………………（ ） (A) H 4SiO 4，NaF (B) Na 2SiO 3，NaF (C) Na 2SiO 3，Na 2SiF 6 (D) SiO 2，HF 9. (4370)下列说法不正确的是………………………………………………………… （ ） (A)HCO 3- 可通过氢键形成双聚离子 (B) NaHCO 3的热稳定性不如NaCO 3高 (C) BeCO 3在热水中就可发生分解 (D) 所有碱金属碳酸盐都是易溶于水的 10. (4308) CO 32- 的几何构型是……………………………………………………… （ ） (A) 平面三角形 (B) 三角锥形 (C) T 形 (D) 直线形 11. (1460) 下列硫化物，能溶于Na 2S 溶液生成硫代酸盐的是…………………………（ ） (A) SnS (B) SnS 2 (C) PbS (D) Bi 2S 3 12. (1456) 试判断 Ge 、Sn 、Pb 分别与浓HNO 3作用时，正确的说法是………………（ ） (A) 三元素都被氧化成 +2价 (B) 三元素都被氧化成 +4价 (C) Ge 和Sn 被氧化成 +4价，但Pb 却被氧化成 +2价 (D) Ge 被氧化成 +4价，但Sn 和Pb 只却被氧化成 +2价 13. (1451) IVA 族元素从Ge 到Pb ；下列性质随原子序数的增大而增加的是…………（ ） (A) +2氧化态的稳定性 (B) 二氧化物的酸性 (C) 单质的熔点 (D) 氢化物的稳定性 14. (7354)从分子轨道理论出发，可以认为在B 2分子中存在的化学键是………………（ ）
第15章 碳族元素习题 1．选择题 15-1 在下列物质中，熔点最高的是……………………………………………..( ) （A ）4SiF （B ）4SnCl （C ）3AlCl （D ）KCl 15-2 下列物质中热稳定性最高的是…………………………………………….( ) （A ）23)Mg(HCO （B ）3MgCO （C ）32CO H （D ）3CaCO 15-3 能与碳酸钠溶液作用，生成沉淀，而此沉淀又能溶于氢氧化钠溶液的是( ) （A ）3AgNO （B ）2FeCl （C ）3AlCl （D ）23)Ba(NO 15-4 下列化合物中，不水解的是……………………………………………….( ) （A ）4SiCl ； （B ）4CCl ； （C ）3BCl ； （D ）5PCl 15-5 下列各对物质中，中心原子的轨道杂化类型不同的是………………….( ) （A ）4CH 与4SiH ； （B ）+O H 3与3NH ； （C ）4CH 与+ 4NH ； （D ）4CF 与4SF 。 15-6 下列物质在水中溶解度最小的是………………………………………….( ) （A ）32CO Na ； （B ）3NaHCO ； （C ）3CaCO ； （D ）3KHCO 15-7 下列分子中，偶极矩不为零的是………………………………………….( ) （A ）3BCl ； （B ）4SiCl ； （C ）5PCl ； （D ）2SnCl 。 15-8 与32CO Na 溶液反应生成碱式盐沉淀的离子是…………………………..( ) （A ）+3Al ； （B ）+2Ba ； （C ）+2Cu ； （D ）+Ag 15.9 碳化铝固体与水作用产生的气体是……………………………………….( ) （A ）22H C ； （B ）COOH CH 3; （C ）2CO ； （D ）4CH 15-10 下列物质中还原性最强的是…………………………………………( ) （A ）4GeH ； （B ）3AsH ； （C ）Se H 2； （D ）HI 15-11 能与CO 生成较稳定配合物的是…………………………………..( ) （A ）Fe 3+； （B ）Fe 2+； （C ）Fe ； （D ）Mg 2+
碳族元素 一、选择题（每题只有一个选项符合题意） 1．下列叙述正确的是 A、自然界中存在大量的单质硅 B、石英、水晶、硅石的主要成份都是二氧化硅 C、二氧化硅的化学性质活泼、溶于水形成难溶的硅酸 D、自然界的二氧化硅都存在在水晶矿中 2．下列物质能直接用作半导体材料的是 A、金刚石 B、石墨 C、晶体硅 D、水晶 3．下列物质中不与水反应的是 A、SiO2 B、CO2 C、SO2 D、CaO 4．在通风良好，燃烧正旺的煤炉中，下列反应最不容易发生的是 5．下列不属于新型无机非金属材料的是 A、Al2O3陶瓷 B、光导纤维 C、氮化硅陶瓷 D、玻璃纤维 6．石灰石是许多工业的原料之一，但制取下列物质时不需要石灰石为原料的是 A、制硅酸 B、制水泥 C、制玻璃 D、制生石灰 7．除去CO2中混有的少量CO的方法是 A、通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶 B、通过灼热的铜网 C、点燃使CO转化为CO2 D、通过盛有赤热CuO粉末的硬质玻管 8．下列物质中碳元素的质量分数最大的是 A、CS2 B、C2H2 C、CH4 D、CO 9．7g碳和14g氧气在一定条件下生成21g碳的氧化物，则生成的CO和CO2的物质的量之比为 A、1:1 B、2:1 C、2:3 D、3:2 10．下列物质符合化学式Al2O3·2H2O的是
A、混合物 B、两种氧化物的水化物 C、硅酸盐 D、铝酸盐 11．钙沸石[CaAl2Si3O10·3H2O]中SiO2的质量分数为 A、20% B、46.5% C、15.3% D、23.3% 12．下列叙述中的非金属元素，其气态氢化物最稳定的是 A、构成矿物和岩石的主要元素 B、空气中含量最多的元素 C、单质在常温下的呈液态的元素 D、地壳中含量最多的元素 13．用于制造隐形飞机的某种物质，具有吸收微波的功能，其 主要成份的分子结构如下图所示，它属于 A、新型无机非金属材料 B、无机化合物 C、有机物 D、有机高分子化合物 14．①～④为石灰水保存鲜蛋的原理分析，其中正确的是 ①石灰水是碱性物质，能渗入蛋内中和酸性物质，防止腐败；②石灰水是电解质，能防止蛋的腐败；③石灰水呈碱性，具杀菌能力；④石灰水能与鲜蛋呼出的CO2生成CaCO3薄膜，起保护作用。 A、①② B、①②③ C、③④ D、①②③④ 15．铅的氧化物较多，其中Pb3O4是铅的最高价氧化物和最低价氧化物形成的复杂氧化物，在Pb3O4中，其最高价氧化物和最低价氧化物的物质的量之比为 A、1:1 B、1:2 C、2:1 D、无法确定 二、选择题（每题有1—2个选项符合题意） 16．为使作为历史资料签署的重要文件能长期保存而字迹清晰，则签署文件时要用 A、蓝黑墨水 B、碳素墨水 C、蓝墨水 D、墨汁 17．某元素A的气态氢化物受热分解后，能生成H2和一种固体物质，已知相同条件下分解后气体的体积为分解前气体体积的2倍，又知分解前后气体式量比为16:1，则可知A的相对原子量为 A、12 B、15 C、28 D、32 18．下列各组物质的溶液中分别通入CO2，看不到明显现象的是 A、Na2SiO3和饱和Na2CO3 B、CaCl2和NaOH C、Ba(NO3)2和CaCl2 D、NaAlO2和Ca(ClO)2
碳族元素 13.1 碳族元素通性 周期表中第ⅣA族包括碳（C）、硅（Si）、锗（Ge）、锡（Sn）、铅（Pb）五种元素，统称碳族元素。其中碳（C）、硅（Si）是非金属元素，锗（Ge）、锡（Sn）、铅（Pb）是金属元素。本族元素基态原子的价电子层结构是ns2np2，主要氧化数+4和+2。 碳原子的价电子层结构是2s22p2，在化合物中一般多显+4，也可显+4到-4之间的任意氧化数。在化合物中，C能以sp、sp2、sp3杂化轨道相互结合或与其他原子结合。C-C、C-H、C-O键的键能大，稳定性高，奠定了含碳有机物结构复杂、数量庞大的基础。 硅原子的价电子层结构是3s23p2，化合物中一般显+4价。Si-Si键不稳定，但硅氧键很稳定，所以硅的化合物中硅氧键占很大比例。锗（Ge）、锡（Sn）、铅（Pb）中，随着原子序数的增大，稳定氧化态逐渐由+4变为+2，这是由于ns2电子对随n的增大逐渐稳定的结果。 锡一般以+2价的形式存在于离子化合物中。铅则以+4价氧化态的形式存在于共价化合物和少数离子型化合物中。+4价的铅由于惰性电子对效应，具有很强的氧化性。 碳主要以煤、石油、天然气等有机物存在。硅主要以硅酸盐的形式存在于土壤和泥沙中，自然界也存在石英矿。碳、硅在地壳中的丰度分别为0.023%，25.90%，碳是组成生物界的主要元素，硅是组成地球矿物界的主要元素。硅在地壳中的含量仅次于氧，分布很广。硅有很强的亲氧性，自然界中基本不存在游离态的硅，一般以硅的含氧化合物，如SiO2、硅酸盐等形式存在。锗、锡、铅主要以硫化物和氧化物的形式存
在。． 13.2 碳及其化合物 单质 碳有三种同素异形体金刚石、石墨、和球碳。 金刚石：具有四面体结构。每个碳以sp杂化，与相邻四个3 金刚石晶体中碳碳键很碳原子结合成键，是典型原子晶体。没有自由电子金刚所有价电子都参与了共价键的形成，强，主要用而且不导电。石硬度最大，在所有单质中熔点最高，它还用于制作首饰等高档装于制造钻探用钻头和磨削工具，饰品。σ3个碳原子形成杂化轨道与相邻的的石墨：具有层状结构。层内每个碳原子都是以sp2轨道相互平行重叠，形p轨道，在同层中与相邻
第16章 碳族元素习题解答 1．下图为碳元素部分不同存在形态物质之间的转化图，请写出具体的反应方程式。 解 4 CO(g ) + Ni(s ) → Ni(CO)4(g ) CO(g ) + Cl 2(g ) → COCl 2(g ) CO(g ) + S(s ) → COS(g ) HCOOH(l ) ?? →?42SO H CO(g ) + H 2O(l ) CO 2(g ) + 2 Ca(s ) → C(s ) + 2 CaO(s ) 2 CO(g ) + O 2(g ) → 2 CO 2(g ) CO(g ) + 2 H 2(g) ?? →?catalyst CH 3OH(l ) 2 C(s ) + O 2(g ) → 2 CO(g ) C(s ) + O 2(g ) → CO 2(g ) Na 2C 2(s ) + 2 H 2O(l ) → 2 NaOH(aq ) + C 2H 2(g ) 2 C 2H 2(g ) + 5 O 2(g ) → 4 CO 2(g ) + 2 H 2O(l ) Al 4C 3(s ) + H 2O(l ) → 3 CH 4(g ) + 4 Al(OH)3(s ) CH 4(g ) + 2 O 2(g ) → CO 2(g ) + 2 H 2O(l ) CH 4(g ) + 4 S(l ) → CS 2(g ) + 2 H 2S(g ) CS 2(g ) + 3 Cl 2(g ) → CCl 4(g ) + S 2Cl 2(l ) CS 2(g ) + S 2Cl 2(l ) → CCl 4(g ) + 6 S(s ) CH 4(g ) + NH 3(g ) → HCN(g ) + 3 H 2(g ) HCN(aq ) + H 2O(l ) → H 3O +(aq ) + CN -(aq ) Ca(OH)2(aq ) + CO 2(g ) → CaCO 3(s ) + H 2O(l ) CaCO 3(s ) + 2 HCl(aq ) → CaCl 2(aq ) + H 2O(l ) + CO 2(g ) CaCO 3(s ) + H 2O(l ) + CO 2(g ) → Ca(HCO 3)2(aq )
碳族元素 1、碳族元素的通性 碳原子结构及特性 碳族元素中，碳、硅是非金属，其余三种是金属，由于硅、锗的金属性和非金属性均不强，也有人称其为“准金属”。 碳族元素的外层电子构型为ns 2np2 碳族元素的基本性质 碳族元素的电负性大，要失去价电子层上的1-2 个p 电子成为正离子是困难，它们倾向于将s 电子激发到p 轨道而形成较多的共价键，所以碳和硅的常见氧化态为+IV。 第一电离能在同组元素中，由上而下随着原子半径的增大，电离能减小，元素的金属性依次增强。 电子亲和能在同族元素中，自上而下原子半径逐渐增大，原子核对外来电子的吸引力逐渐减弱，自上而下，电子亲和能呈减小趋势。可能是Sn 的原子半径相对较小，外层电子云的密度小，对外来一个电子的排斥作用反而比Ge 大，因而得到一个电子放出的的能量较大。
金刚石，晶体硅都为原子晶体，锗、锡、铅都为金属晶体。 碳元素的性质 碳的成键特征 ①以sp、sp2、sp3 三种杂化态与H、O、Cl、N 等非金属原子形成共价化合物，C—C、C—H、C—O 键的键能分别为331 KJ·mol-1、415 KJ·mol-1、343 KJ·mol-1, 键能越大，稳定性越高。因此，C、H、O 三种能形成数百万种的有机化合物，其中碳的氧化数从+4 变到-4 ②以碳酸盐的形式存在。硅的成键特征 ①以硅氧四面体的形式存在，如石英和硅酸盐矿中。 ②Si—Si、Si—H、Si—O 键的键能分别为197 KJ·mol-1、320 KJ·mol-1、386 KJ·mol-1，除Si—O 键，前两者的键能分别小于C—C、C—H，因此Si、H、O 虽可以形成一些类似于C、H、O 形成的有机物，但数量有限 碳和硅可以用sp、sp2和sp3杂化轨道形成1 到4 个σ键，但Si sp 和sp2态不稳sp、定。碳的原子半径小，还能形成pπ—pπ键，所以碳能形成多重键碳的原子半径小， 锡铅的成键特征 ①以+2 氧化态的形式存在于离子化合物中 ②以+4 氧化态的形式存在于共价化合物和少数离子型化合物中。其中由于ns 电子对随n 增大（惰电子效应），铅在化合物中呈+2 氧化态的趋势增强，因此+4 氧化态的铅具有强的氧化性。
碳族元素单元练习题 原子量： O:16 Na:23 M g:24 Al:27 Ca:40 Cl:35.5 Si:28 1、某二价金属的碳酸盐和碳酸氢盐的混合物与足量的盐酸反应，消耗的H+和产生CO2的物质的量之比为5 ∶3，该混合物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比为 ( ) A 4 ∶3 B 4 ∶1 C 2 ∶3 D 2 ∶12、下列叙述正确的是（） A、SiH4、CH4、NH3的热稳定性逐渐增强 B、 B、碳族元素的主要化合价均为+2和+4价 C、H2AsO4、H4GeO4、H3SeO4的酸性依次减弱 D、 D、硅是一种导电性良好的导体 3、下列各项比较中，正确的是（） A、酸性 H2SiO3 第十五章 碳族元素 1．碳单质有哪些同素异形体？其结构特点及物理性质如何？ 答：碳单质有三种同素异形体：石墨，金刚石和C 60。结构分为层状，网状和球状，见教材p730-732。物理性质主要是石墨能导电，金刚石硬度大，C 60有超导性。 2．实验室里如何制取二氧化碳气体？工业如何制取二氧化碳气体？ 答：实验室法：O H CO CaCl HCl 2CaCO 2223+↑+=+ 工业法： CaCO 3 CaO CO 3．图15－6中，三条直线相交于一点，这是必然的还是偶然的，试讨论其原因。 答：是一种必然。 在Ellingham 图中，以ΔrG θ=ΔrH θ－TΔrS θ作ΔrG θ－T 图，斜率为ΔrS θ，截距为ΔrH θ。 反应：22CO O C =+ ΔrS θ≈ 0，所以为一直线 反应：22CO 2O CO 2=+ ΔrS θ< 0，直线上斜 反应：CO 2O C 22=+ ΔrS θ> 0，直线下斜 所以三线相交于一点是必然的。 3.分别向0.20mol·dm -3的Mg 2+和Ca 2＋的溶液中加入等体积的0.20mol·dm -3的Na 2CO 3溶液，产生沉淀的情况有何不同，试讨论其规律性。 答：有CaCO 3沉淀，也有MgCO 3沉淀。 沉淀： CaCO 3 MgCO 3 Mg(OH)2 K sp 2.9×10－9 3.5×10－8 1.8×10－11 溶液中122L mol 1.02 1 20.0]Mg []Ca [-++?=?== 加入Na 2CO 3后溶液浓度为0.1mol/L 。 溶液中- 23CO []计算： 31[] 4.2210OH mol L ---= = = =?? ∵ -- +=+OH HCO O H CO 32_23 0.1-x x x 化学高考选做题练习Newly compiled on November 23, 2020 晶胞结构 C N 化学高考选做题练习 1. H、C、N、O、都属于自然界中常见非金属元素。 （1）O、C、N三种元素的第一电离能由小到大顺序是；NH 4 ＋中氮原子轨道的杂化类型为________。 （2）CO、N 2 的结构可表示为：两者的键能数据：（单位kJ/mol） 结合数据说明CO 比N 2 活泼的 原 因。 （3）乙二胺（H 2 N-CH 2 -CH 2 -NH 2 ）和 三甲胺[N（CH 3 ） 3 ]均属于胺， 但乙二胺比三甲胺的沸点高的多，原因是。 （4）C、N元素形成的新材料具有如右图所示结构，该晶体硬度将超过目前世界上最 的金刚石，成为首屈一指的超硬新材料。该物质的化学式为：。2．原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别处于第一至第四周期，自然界中存在多种A的化合物，B原子核外电子有6种不同的运动状态，B与C可形成正四面体形分子，D的基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子。 请回答下列问题： (1)这四种元素中电负性最大的元素，其基态原子的价电子排布式为_________，第一电离能最小的元素是__________(填元素符号)。 (2)C所在主族的前四种元素分别与A形成的化合物，沸点由高到低的顺序是________(填化学式)。 (3)B元素可形成多种单质。一种晶体结构如图一所示，其原子轨道的杂化类型为________。另一种的晶胞如图二所示，若此晶胞中的棱长为，则此晶胞的密度为_________g·cm-3(保留两位有效数字)。(已知：12 3 1.732,110 pm m - ==) (4)D的醋酸盐晶体局部结构如图三，该晶体中含有的化学键是________(填选项序号)。 ①极性键②非极性键③配位键④金属键 (5)向D的硫酸盐溶液中滴加过量氨水，观察到首先形成蓝色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液。请写出沉淀溶解的离子方程式：_________________。 3．碳是形成化合物种类最多的元素。 (1)C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 ______，碳的最简单气态氢化物中心原子的杂化类型为 A—B A=B CO N 2 C＝O N N 、 第1-3课时 教师活动学生活动设计意图【提问】有人提出：现代化学 是以碳和硅为首的化学，你知道哪些有关碳和硅及其化合物的知识？（见附1）举例。 引入课题， 激发学生求知 欲。 【板书】 第一节碳族元素 一、碳族元素 1．结构特点 【提问】画出C、Si的原子结构示意图和电子式，比较它们的相似与不同。 【讲解】对学生的回答给予正确的评价，重复正确答案后板书。 【板书】相似点：最外层4e。 不同点：核电荷数、电子层数、 原子半径。一学生到黑板板书，其 余在笔记本上写。 比较C、Si原子结构的异同。 使学生明确碳 族元素原子结构特点。 续表 教师活动学生活动设计意图 【板书】2．性质变化规律 指导学生阅读课本1～2页，总结规律，填写下表： 【投影】（见附2） 【组织讨论】从物质结构角度分析金刚石比晶体硅的熔点高的原因？ 阅读课文，总结规律， 填表。 讨论后回答： 都为原子晶体，但碳原 子半径比硅的小，碳原子间 键长比硅的短，键能比硅的 大，所以熔点高。 认识碳族 元素，掌握碳族 元素原子结构 与性质变化的 关系。 明确物质 结构与物理性 质的关系。 【讲解】下面我们通过实 验比较碳和硅的非金属性强弱。 【实验】Mg2Si和盐酸反应 【板书】 观察、比较硅烷、甲烷 的稳定性，确定非金属性碳 比硅强。 比较硅烷 和甲烷的稳定 性，验证非金属 性碳比硅强。 Mg2Si+4HCl=SiH4↑ +2MgCl2 SiH4+2O2=SiO2+2H2O （自然） 【展示】金刚石、石墨图 片，C60结构图片，硅、锡、铅实物样品。【讲解】碳族元素从上到下由非金属递变为金属的趋势非常明显。碳族元素C、Si、Ge、Sn元素的+4价稳定，而+4价的Pb有强氧化性，Pb 的+2价稳定。观察、记忆： C、Si：非金属 Ge：金属性比非金属 性强 Sn、Pb：金属 直观了解碳族元素。 【板书】 二、碳及其化合物的性质【讲解】碳族元素的代表 物之一——碳及其化合物的知识我们已经学习过一部分，下面分别讨论和总结：CH4、C、CO、CO2的氧化性和还原性——从碳的化合价分析；CO2、Na2CO3的化学性质——从物质类别分析。【投影小结】（见附3）分组讨论、总结： 一组：CH4、C 二组：CO、CO2 三组：Na2CO3 （举出反应实例） 总结碳及 其无机化合物 性质。 续表 教师活动学生活动设计意图 【实验】将CO2通入澄清石灰水中，当出现大量沉淀时暂停实验。 继续通入CO2至沉淀完全溶解。练习：将a mol CO2通入含b mol Ca(OH)2的澄清石灰水中，讨论a∶b为何值时： 产物为CaCO3、H2O______ 产物为Ca(HCO3)2______ 产物为CaCO3、Ca(HCO3)2、观察，写出有关化学方程式：CO2+Ca(OH)2= CaCO3↓+H2O 观察，写出有关化学方程式： CaCO3+CO2+H2O= Ca(HCO3)2 （一学生黑板板书） 练习、讨论。 a∶b=1∶1 a∶b=2∶1 1∶1＜a∶b＜2∶1 使学生明确CO2与碱反应可以得到正盐或酸式盐。定量讨论CO2与碱反应。 高一全册同步练习（38套）全套]36碳族元素 第一节碳族元素 Ⅰ学习重点 1.依照碳族元素原子结构特点，明白得什么缘故碳族元素化合价为正四价和正二价. 2.把握和讲明碳族元素的性质及其逆变规律. 3.了解硅和二氧化硅的结构，把握硅，二氧化碳，硅酸盐的重要性质. 4.了解硅、二氧化硅的用途. Ⅱ学习难点 1.用原子结构理论讲明碳族元素的性质及其递变规律. 2.硅、二氧化硅、硅酸盐的化学性质. 一、选择题 1.以下气态氢化物中最不稳固的是( ) A.CH4 B.SiH4 C.H2O D.HCl 2.以下讲法中，正确的选项是( ) A.碳是非金属元素，因此碳单质差不多上绝缘体 B.硅的导电性介于金属和绝缘体之间 C.锗的非金属性比金属性强 D.锗不存在气态氢化物 3.在元素周期表中，以下有关碳族元素的递变规律正确的选项是( ) A．自上而下元素的金属性逐步增强 B.自上而下元素的非金属性逐步增强 C.自上而下元素单质颜色逐步变浅 D.自上而下元素单质溶、沸点逐步升高 4.碳族元素通常显+2价的缘故是( ) A.得到2个电子 B.只有两个p电子参加反应 C.一个s电子和一个p电子参加反应 D.只有两个s电子参加反应 5.最近科学家制得一种新的分子，它具有空心的类似足球状结构，化学式为C60.以下讲法中，正确的选项是( ) A.C60是一种新型的化合物 B.C60和石墨差不多上碳的同素异形体 C.C60中含有离子键 D.C60的式量为720 6.去味剂能够排除冰箱里的一股专门气味，以下物质能够做去味剂的是( ) A.干冰 B.活性炭 C.氯气 D.二氧化碳 7.纯洁的碳酸氢钙试样在高温下分解，当剩余的固体质量为原试样质量的一半时，碳酸氢钙的分解率是( ) A.50% B.75% C.92.7% D.100% 8.以下关于硅的讲法中，不正确的选项是( ) A.硅是地壳中含量较丰富的元素 B.在自然界里，硅存在于各种矿物质和岩石中的形式是硅酸 C.晶体硅的结构与金刚石相似，差不多上原子晶体 D.硅是良好的半导体材料 无机化学第三版下册答案第二十一章第十五章_碳族元素(1) https://www.doczj.com/doc/0e2581656.html,work Information Technology Company.2020YEAR 第十五章 碳族元素 1．碳单质有哪些同素异形体其结构特点及物理性质如何 答：碳单质有三种同素异形体：石墨，金刚石和C 60。结构分为层状，网状和球状，见教材p730-732。物理性质主要是石墨能导电，金刚石硬度大，C 60有超导性。 2．实验室里如何制取二氧化碳气体工业如何制取二氧化碳气体 答：实验室法：O H CO CaCl HCl 2CaCO 2223+↑+=+ 工业法： CaCO 3 CaO CO 3．图15－6中，三条直线相交于一点，这是必然的还是偶然的，试讨论其原因。 答：是一种必然。 在Ellingham 图中，以ΔrG θ=ΔrH θ－TΔrS θ作ΔrG θ－T 图，斜率为ΔrS θ，截距为ΔrH θ。 反应：22CO O C =+ ΔrS θ≈ 0，所以为一直线 反应：22CO 2O CO 2=+ ΔrS θ< 0，直线上斜 反应：CO 2O C 22=+ ΔrS θ> 0，直线下斜 所以三线相交于一点是必然的。 3.分别向·dm -3的Mg 2+和Ca 2＋的溶液中加入等体积的·dm -3的Na 2CO 3溶液，产生沉淀的情况有何不同，试讨论其规律性。 答：有CaCO 3沉淀，也有MgCO 3沉淀。 沉淀： CaCO 3 MgCO 3 Mg(OH)2 K sp ×10－9 ×10－8 ×10－11 溶液中122L mol 1.02 120.0]Mg []Ca [-++?=?== 加入Na 2CO 3后溶液浓度为L 。 溶液中- 23CO []计算： (精品）2020届高三化学一轮复习精品教学案+分层练习碳族元素（全2课时，14页） 第一课时碳族元素 【考纲要求】 1.把握碳族元素在元素周期表中的专门位置导致性质上的专门性。 2.能熟练运用碳族元素原子结构的递变规律讲明其性质的递变规律 3.把握CO2与CO、CO2与SiO2、NaHCO3与Na2CO3这三组物质在物理性质、化学性质、制法、用途等方面的不同。 4．自主建立碳族元素的知识网络。 教与学方案 【自学反馈】 一、概念辨析 1.碳族元素： 〔1〕在周期表中的位置〔由原子结构中的决定〕。 〔2〕包含元素的名称、符号、原子结构简图、原子半径、化合价等比较 元素名称元素符号原子结构简图原子半径化合价单质性质变化 碳 硅 锗 锡 铅 〔3〕相似性：、 〔4〕递变性：。 〔5〕专门性：难形成离子化合物，易形成共价化合物。 〔6〕用原子结构知识讲明〔3〕〔4〕〔5〕： 。 2.碳单质： 〔1〕同素异形体：； 无定形碳：。 〔2〕性质：稳固性，比如； 还原性： ； 可燃性：； 弱氧化性：。 3.含碳化合物： 〔1〕CO2：物理性质； 化学性质； 实验室制法：原料、原理、 装置、 步骤。 〔2〕CO：物理性质； 化学性质； 实验室制法：原料、原理、 装置； 〔3〕碳酸正盐：稳固性、 溶解性； 〔4〕酸式盐：稳固性、 溶解性； 〔5〕其它含碳化合物、有机化合物、金属碳化物 候氏制碱法的要紧反应中用到上述哪些物质中的哪些性质？ 。 二、碳元素知识网络：写出化学方程式实现以下转化： . Si O2Ca(HCO3)2CaCO3 SiC C CO2Na2CO3 SiO2CO Fe MgO NaHCO3 【例题解析】 [例1] 门捷列夫在19世纪中叶，曾依照他所发觉的周期律，预言过第四周期第ⅣA族元素X〔当时称为类硅〕。以下有关类硅的元素性质，不正确的选项是〔〕 A.XH4不稳固，但有强还原性B．可用焦炭在高温下从XO2中冶炼X C．X单质的熔点比硅高 D.X(OH)4的酸性比H2SiO3强 解题思路: 。 易错点: 。 [例2] 最近，科学家研制得一种新的分子，它具有空心的类似足球状结构，分子式为C60，以下讲法正确的选项是〔〕 A．C60是一种新型的化合物B．C60和石墨差不多上碳的同素异形体 C．与C60结构类似的还有C60分子D．C60的相对分子质量是720g/mol 解题思路: 。 易错点: 。 【考题再现】 1. 等物质的量的N2、O2、CO2混合气体通过Na2O2后，体积变为原先的8/9〔同温同压〕，那么反应后所得混合气体中N2、O2、CO2物质的量之比为 A. 3:4:1 B．3:3:2 C．6:7:3 D. 6:9:0 思维方法: 。 展望高考: 2.将足量的CO2通入含有KOH和Ca(OH)2各0.1mol的混合稀溶液中，试作出生成沉淀的物质的量(n)和通入CO2气体的体积(V)的关系图： 思维方法: 。 展望高考: 第12章 氮族、碳族和硼族元素 习题参考答案 1. （1）解： NH 4 (NH 4)2SO 4HSO 4(NH 4)2Cr 2O 2O 3 + N 2 O （2）解： 2KNO 32 + O 2Cu(NO 3) 222 2AgNO 3 2．解：(1) 5NO 2-+ 2MnO 4- + 6H 5NO 3- + 2Mn 2+ + 3H 2O 3NO 2-+ Cr 2O 27 + 8H + →3NO 3- +2Cr 3+ +7H 2O (2) 2NO 2- + 2I - + 4H +2NO↑+ I 2 + 2H 2O (3) HNO 2+NH 2+ 2H 2O 3．解：（1） NH 4(NH 4)2SO 产生白色沉淀(BaSO 4) （2） KNO KNO 产生蓝色溶液(N 2O 3)、红棕色气体(NO 2) （3） AsCl BiCl SbCl 产生黄色沉淀（As 2S 3） Sb 2S 3）产生黑色沉淀（Bi 2S 3） 4．解：（1）S + 2HNO 3(浓) H 2SO 4 + 2NO↑ （2）4Zn + 10HNO 3(很稀) 4Zn(NO 3)2 + NH 4NO 3 + 3H 2 O （3）3CuS + 8HNO 3 3Cu(NO 3)2 + 3S↓ + 2NO↑ + 4H 2O （4）PCl 5+4H 2H 3PO 4+ 5HCl （5）2AsO 33- + 3H 2S + 6H As 2S 3↓ + 6H 2O （6）AsO 43- + 2I - + 5H +H 3AsO 3 + I 2 + H 2O （7）2Mn 2+ + 5NaBiO 3 + 14H 2MnO 4- + 5Bi 3+ + 5Na + + 7H 2O （8）Sb 2S 3 + 3S 2-2SbS 33- 5．解：（1） NH 4 NH 3 O 2 Pt NO O 2 NO O 2H 2(Fe) N 2 2 2 NH 3 43 H 2SO 4( H 2SO 2 3 NH 3 （2） AsCl H 2As 23 2Na 3AsS 3 H 3AsO 3 H 4 2S(HCl)2S 5 Na 3AsS 4 （3） Na 3SbO Sb(OH) 3 SbOCl 2S 2S Na 3SbS 3 （4） 3 43) 3)3 Bi(OH)BiONO 3 6．解：A 是AsCl 3，B 是AgCl ，C 是[Ag(NH 3)2]Cl ，D 是As 2S 3，E 是(NH 4)3AsS 4，F 是As 2S 5，G 是H 2S 。有关反应式如下： 13.4锗、锡、铅及其化合物 1、锗、锡、铅单质 （1）物理性质： ①Ge：锗晶格结构与金刚石相同，具有灰白色的金属光泽，粉末状呈暗蓝色,硬度比较大，熔点为1210K。高纯锗是一种良好的半导体材料。 ②Sn：白锡是银白色金属，硬度低，熔点为505K。Sn有三种同素异形体：灰锡(α型)、白锡(β型) 和脆锡。 白锡是银白色略带蓝色的金属，有延展性，可以制成器皿。在常温下，锡是正方晶系的晶体结构，即为白锡。温度低于286K时，白锡将慢慢转换为粉末状地灰锡（无定形），温度越低，转化速度越快，在225K时转变速度最快，因此，锡制品长期处于低温状态会自行毁坏，变成一堆粉末。这种变化先是从某一点开始，然后迅速蔓延，这种锡的“疾病”还会传染给其他“健康”的锡器，被称为“锡疫”。 由于锡怕冷，因此在冬天要特别注意别使锡器受冻。有许多铁器常用锡焊接的，也不能受冻。1912年，斯科特、鲍尔斯、威尔逊、埃文斯、奥茨一行人登上冰天雪地的南极洲探险，他们带去的汽油全部奇迹般地漏光了，致使燃料短缺，探险队遭到了全军覆灭的灭顶之灾。原来汽油桶是用锡焊接的，一场锡疫使汽油漏得无影无踪，造成这样一场惨祸。 温度高于434K时，白锡可以转化为具有斜方晶系的晶体结构的斜方锡。斜方锡很脆，一敲就碎，展性很差，叫做“脆锡”。。 ③Pb：铅是密度很大（11.35g·cm-3）、熔点低（601K）的金属，新切开为银白色，很快在表面生成碱式碳酸铅保护膜而呈暗灰色。铅是银白色的金属(与锡比较，铅略带一点浅蓝色)，十分柔软，用指甲便能在它的表面划出痕迹。用铅在纸上一划，会留下一条黑道道。在古代，人们曾用铅作笔。“铅笔”这名字，便是从这儿来的。 所有可溶铅盐和铅蒸气都有毒，一旦发生铅中毒，应注射EDTA-HAc的钠盐溶液，使Pb2+形成稳定的配离子从尿中排出解毒。 （2）化学性质： ①Ge：常温下不与空气中的氧反应，但高温下能被氧气氧化成GeO2,。 Ge不与稀盐酸、稀硫酸反应，但能被浓硫酸和浓硝酸氧化成水合二氧化锗（GeO2·nH2O）。在碱性溶液中能被过氧化氢氧化为锗酸盐。 Ge+4HNO3(浓) GeO2·H2O↓+4 NO2↑+H2O ②Sn：常温下由于锡表面有一层保护膜，所以在空气和水中能稳定存在。 Sn+O2SnO2 Sn +2X2SnX4（X=Cl、Br） Sn在冷的稀盐酸中溶解缓慢，但迅速溶于热浓盐酸中： Sn +2HCl SnCl2+H2↑ 3Sn+8HNO3(极稀)3Sn(NO3)2↓+2NO ↑+4H2O Sn+4HNO3(浓) H2SnO3(β)↓+4N O2↑+H2O 碳族元素（教案） 第七章第一节碳族元素 【教学目标】 按课程标准的要求并结合本节学习内容，从“知识与技能”，“过程与方法”，“情感态度与价值观”等三个方面确定以下教学目标。 1．通过学习碳族元素的名称、元素符号、在周期表中的位置，碳族元素的原子结构特征及相似性和递变性、成键特点，碳族元素及其有关化合物的性质递变规律（金属性、非金属性、最高价氧化物的水化物的酸碱性、气态氢化物的稳定性）等知识，学习了解碳族元素的性质及其递变规律。 2．在学习过程中，帮助学生近一步了解运用元素周期律知识学习同主族元素性质及其递变规律的方法；培养学生的归纳思维能力、自学能力。 3．培养和锻炼学生的协作交流、语言表达能力，让学生体验学习的乐趣。 【教学重点】碳族元素性质递变规律；碳族元素的成键特点。 【课型及课时】新课。1课时。 【教学过程】 ▓教师活动1。创设教学情景： ①童话故事（青蛙和鱼）。给予学生学习方法的启示。 ②展示一组碳族元素家族的图片。激发学生学习的兴趣和积极性。 ▓教师活动2。提出问题： 展示一幅元素周期表后提出问题：今天我们要学习的碳族元素家族中的大多数元素及其化合物与日常生活、工农业生产、现代科学技术有着密切的联系，例如，收音机、电视机、计算机等电子产品与晶体硅有非常密切的关系。同学们在前面已经学习了一个金属族（碱金属）两个非金属族（卤族和氧族），知道了这些元素族的一些性质都呈现规律性的变化［例如：碱金属（P36）、卤族（P71）的熔点、沸点、颜色、状态、密度以及主要化学性质（如金属性、非金属性的递变规律）］。那么： 问题1.碳族元素是否也会似碱金属元素、卤族元素等，随原子序数的递增元素性质呈现规律性变化？为什么？ 问题2.具体是一些什么样的变化？（本节要学习的内容）。无机化学第三版下册答案第二十一章第十五章_碳族元素(1)
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