碳族元素
1．复习重点
1．碳族元素原子结构的特点、碳族元素化合价为正四价和正二价； 2．碳族元素的性质及其递变规律； 3．碳和硅的性质、用途。
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 ＋CO 2
2CO ；C ＋2CuO CO 2↑＋2Cu ；
C ＋H 2O CO ＋H 2O （CO 、H 2的混合气体叫水煤气）； 2C+SiO 2
Si+2CO↑
③与氧化性酸反应：C ＋2H 2SO 4（浓）
CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O ； C ＋4HNO 3（浓）
CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O
2.CO
不溶于水，有毒(CO 和血红蛋白结合，使血红蛋白无法和O 2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
①还原性：CO+CuO −→−∆
CO 2＋Cu ，CO+H 2O(g)CO 2+H 2O
3.CO 2
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CO 2俗称干冰，能升华，常用于人工降雨。实验室制法：CaCO 3＋2HCl ＝CaCl 2＋CO 2↑＋H 2O 。
①酸性氧化物一—酸酐
Ca(OH)2＋CO 2＝CaCO 3↓＋H 2O(用于检验CO 2)
①氧化性：CO 2＋C −−→−高温
2CO ；2Mg ＋CO 2−−→−点燃2MgO ＋C
4.碳酸盐
①溶解性：Ca(HCO 3)2>CaCO 3；Na 2CO 3>NaHCO 3。
①热稳定性：Na 2CO 3>CaCO 3；碱金属正盐>碱金属酸式盐: Na 2CO 3>NaHCO 3。 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 + 2F 2 ＝ SiF 4
Si + 4HF ＝ SiF 4↑ + 2H 2↑
Si + 2NaOH + H 2O ＝ Na 2SiO 3 + 2H 2↑
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 + O 2 ＝ SiO 2 三．工业制法
制备：在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅：SiO 2＋2C −−→
−高温
Si ＋2CO↑，将制得的粗硅，再与C12反应后，蒸馏出SiCl 4，然后用H 2还原SiCl 4可得到纯硅。有关的反应为：
Si 十2C12−−→
−高温SiCl 4、 SiCl 4+2H 2−−→−高温
Si+4HCl 。 二氧化硅
1.物理性质
SiO 2为原子晶体，是一种坚硬难熔的固体，硬度、熔点都很高。而CO 2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。CO 2是分子晶体，故熔点很低。
2.化学性质。
(1)．SiO 2是酸性氧化物，是硅酸的酸酐，它不溶于水，也不与水反应。 与碳反应
SiO 2= + 2C ＝＝＝ Si + 2CO
CO 2 + C ＝ 2CO
SiO 2 + 2NaOH ＝ Na 2SiO 3 + H 2O 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SiO 2和NaOH （或Na 2CO 3）在熔化条件下反应生成相应的硅酸钠：SiO 2＋2NaOH
−−→−熔化Na 2SiO 3＋H 2O ，
SiO 2＋Na 2CO 3−−→−熔化
Na 2SiO 3＋CO 2↑，然后用酸与硅酸钠作用制得硅酸：Na 2SiO 3+2HCl →
H 2SiO 3+2NaCl 。
2．弱的氧化性
SiO2= + 3C ＝＝SiC + 2CO
3．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Na2SiO3Na2O·SiO2镁橄榄石Mg2SiO42MgO·SiO2
钙沸石Ca(Al2Si3O10)3H2O CaO ·Al2O3 ·3SiO2 ·3H2O
正长石KAlSi3O8 K2O·Al2O3·6SiO2
可溶性硅酸盐中最常见的是硅酸钠，它的水溶液俗名水玻璃。水玻璃又叫做泡化碱，它是一种无色粘稠的液体，是一种矿物胶，它既不能燃烧又不受腐蚀，在建筑工业上可作粘合剂。可用作耐火材料。
硅及其化合物的特性
1．硅的还原性比碳强，得在高温下碳能将硅从SiO2中还原出来。
2．非金属单质与强碱溶液反应一般不产生氢气，但硅要产生氢气。
3．非金属单质一般不与非氧化性酸反应，而硅却能与氢氟酸反应，且能产生氢气。
4．非金属单质一般不具有金属光泽，而石墨和硅却具有，且都能导电，硅是常用的半导体材料。
5．非金属氧化物一般是分子晶体，熔沸点较低，但二氧化硅却是原子晶体，熔点很高。
6．酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应，而二氧化硅却能与氢氟酸反应，生成四氟化硅和水。
7．无机酸一般易溶于水，而硅酸和原硅酸却难溶于水。
8．在水溶液中，碳酸的酸性比硅酸的强，二氧化碳与硅酸钠溶液反应生成碳酸钠和硅酸沉淀。在高温下碳酸钠与二氧化硅反应生成硅酸钠和二氧化碳，其原因是在高温条件下，生成的二氧化碳离开反应体系而使反应进行到底。
硅胶
