2014化学高考总复习 第二单元 第12讲 碳、硅及其化合物
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碳硅及其化合物的化学方程式和离子方程式碳及其化合物的化学方程式和离子方程式一、碳1、碳在少量的氧气中燃烧:2C+O22CO2、碳在足量的氧气中燃烧:C+O2CO23、碳和硫蒸气高温反应:C+2S CS24、碳和氧化铁在高温下反应:2Fe2O3+3C2Fe+3CO2↑5、碳粉与氧化铜共热:2CuO+C2Cu+CO2↑6、碳和水蒸气高温反应:C+H2O CO+H27、碳和二氧化碳在高温下反应:C+CO22CO8、碳与浓硫酸共热:C+2H2SO4CO2↑+2SO2↑+2H2O9、碳与浓硝酸共热:C+4HNO3CO2↑+4NO2↑+2H2O10、碳与稀硝酸共热:3C+4HNO33CO2↑+4NO ↑+2H2O11、工业上制备粗硅:SiO2+2C Si+2CO↑12、工业上制备金刚砂:SiO2+3C SiC+2CO↑13、工业上制备碳化钙:CaO+3C CaC2+CO↑二、一氧化碳1、一氧化碳在氧气中燃烧:2CO+O22CO22、一氧化碳气体和氧化铁在高温下反应:Fe2O3+3CO2Fe+3CO23、一氧化碳通过灼热的氧化铜:CuO+CO Cu+CO24、一氧化碳和水蒸气反应:CO+H2O CO2+H2三、二氧化碳1、镁在二氧化碳中燃烧:2Mg+CO22MgO+C2、碳和二氧化碳在高温下反应:C+CO22CO3、氧化钠与二氧化碳反应:Na2O+CO2Na2CO34、氧化钙与二氧化碳反应:CaO+CO2CaCO35、过氧化钠与二氧化碳反应:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2↑6、二氧化碳和水反应:CO 2+H2O H2CO37、向氢氧化钠溶液中通入少量的二氧化碳:2NaOH+CO2Na2CO3+H2O2OH-+CO2CO32-+H2O8、向氢氧化钠溶液中通入过量的二氧化碳:NaOH+CO2NaHCO3OH-+CO2HCO3-9、工业上生产碳铵:NH3+CO2+H2O NH4HCO310、向澄清石灰水中通入二氧化碳:Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2OCa2++2OH-+CO2CaCO3↓+H2O11、碳酸钠溶液中通入二氧化碳气体:Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3CO32-+CO2+H2O2HCO3-12、向饱和的碳酸钠溶液中通入二氧化碳气体:Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO32Na++CO32-+CO2+H2O2NaHCO3↓13、向偏铝酸钠溶液通入少量二氧化碳气体:2NaAlO2+CO2+3H2O2Al(OH)3↓+Na2CO32AlO2-+CO2+3H2O2Al(OH)3↓+CO32-14、向偏铝酸钠溶液通入足量二氧化碳气体:NaAlO2+CO2+2H2O Al(OH)3↓+NaHCO3AlO2-+CO2+2H2O Al(OH)3↓+HCO3-15、向硅酸钠通入中通入少量的二氧化碳:Na2SiO3+CO2+H2O H2SiO3↓+Na2CO3SiO32-+CO2+H2O CO32-+H2SiO3↓16、向硅酸钠通入中通入过量的二氧化碳:Na2SiO3+2CO2+2H2O H2SiO3↓+2NaHCO3SiO32-+2CO2+2H2O2HCO3-+H2SiO3↓17、向碳酸钙的悬浊液通入二氧化碳气体:CaCO3+CO2+H2O Ca(HCO3)2CaCO3+CO2+H2O Ca2++2HCO3-18、向苯酚钠溶液中通入二氧化碳气体:C6H5ONa+CO2+H2O C6H5OH+NaHCO3C6H5O-+CO2+H2O C6H5OH+HCO3-19、向次氯酸钠溶液中通入二氧化碳气体:NaClO+CO2+H2O HClO+NaHCO3ClO-+CO2+H2O HClO+HCO3-20、向次氯酸钙溶液中通入二氧化碳:Ca(ClO)2+CO2+H2O CaCO3↓+2HClOCa2++2ClO-+CO2+H2O CaCO3↓+2HClO四、碳酸钙1、碳酸钙溶于稀盐酸:CaCO3+2HCl CaCl2+CO2↑+H2OCaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O2、碳酸钙溶于醋酸:CaCO3+2CH3COOH(CH3COO)2Ca+CO2↑+2H2OCaCO3+2CH3COOH2CH3COO-+Ca2++CO2↑+H2O3、碳酸钙溶于氯化铁溶液:3CaCO3+2FeCl3+3H2O2Fe(OH)3+3CaCl2+3CO2↑3CaCO3+2Fe3++3H2O2Fe(OH)3+3CO2↑+3Ca2+4、碳酸钙高温条件下与二氧化硅反应:CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑5、高温分解碳酸钙:CaCO3CaO+CO2↑6、向碳酸钙的悬浊液通入二氧化碳气体:CaCO3+CO2+H2O Ca(HCO3)2CaCO3+CO2+H2O Ca2++2HCO3-五、碳酸氢钙1、碳酸氢钙与盐酸反应:Ca(HCO3)2+2HCl CaCl2+2CO2↑+2H2OHCO3-+H+CO2↑+H2O2、向碳酸氢钙溶液中加入少量氢氧化钠溶液:Ca(HCO3)2+NaOH CaCO3↓+NaHCO3+H2OCa2++HCO3-+OH-CaCO3↓+H2O3、向碳酸氢钙溶液中加入足量氢氧化钠溶液:Ca(HCO3)2+2NaOH CaCO3↓+Na2CO3+2H2OCa2++2HCO3-+2OH-CaCO3↓+CO32-+2H2O4、向碳酸氢钙溶液中加入石灰水:Ca(HCO3)2+Ca(OH)22CaCO3↓+2H2OCa2++HCO3-CaCO3↓+H2O5、加热碳酸氢钙:Ca(HCO3)2CaCO3↓+CO2↑+H2O6、碳酸氢钙溶液与碳酸钠溶液反应:Ca(HCO3)2+Na2CO3CaCO3↓+2NaHCO3Ca2++CO32-CaCO3↓硅及其化合物的化学方程式和离子方程式一、硅1、硅和氟气反应:Si+2F2SiF42、硅和氯气加热:Si+2Cl2SiCl43、硅与氧气加热:Si+O2SiO24、硅溶于氢氧化钠溶液中:Si+2NaOH+H2O Na2SiO3+2H2↑Si+2OH-+H2O SiO32-+2H2↑5、硅和氢氟酸反应:Si+4HF SiF4+2H2↑二、二氧化硅1、工业上用二氧化硅制备粗硅:SiO2+2C Si+2CO↑2、工业上二氧化硅制备金刚砂:SiO2+3C SiC+2CO↑3、碳酸钙高温条件下与二氧化硅反应:CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑4、碳酸钠高温条件下与二氧化硅反应:Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑5、将二氧化硅溶于氢氧化钠溶液中:2NaOH+SiO2Na2SiO3+H2O2OH-+SiO2SiO32-+H2O6、将二氧化硅溶于氢氟酸:SiO2+4HF SiF4+2H2O7、二氧化硅高温与生石灰反应:CaO+SiO2CaSiO3三、硅酸1、硅酸溶于氢氧化钠溶液:H2SiO3+2NaOH Na2SiO3+2H2OH2SiO3+2OH-SiO32-+2H2O2、加热硅酸:H2SiO3SiO2+H2O四、硅酸钠1、硅酸钠溶液加入氯化钙溶液:Na2SiO3+CaCl2CaSiO3↓+2NaClSiO32-+Ca2+CaSiO3↓2、硅酸钠溶液呈碱性:Na 2SiO3+H2O NaHSiO3+NaOHSiO 32-+H2O HSiO3-+OH-3、向硅酸钠溶液中加入盐酸:Na2SiO3+2HCl2NaCl+H2SiO3↓SiO32-+2H+H2SiO3↓4、向硅酸钠通入中通入少量的二氧化碳:Na2SiO3+CO2+H2O H2SiO3↓+Na2CO3SiO32-+CO2+H2O CO32-+H2SiO3↓5、向硅酸钠通入中通入过量的二氧化碳:Na2SiO3+2CO2+2H2O H2SiO3↓+2NaHCO3SiO32-+2CO2+2H2O2HCO3-+H2SiO3↓6、硅酸钠溶液与氯化铵溶液混合:Na2SiO3+2NH4Cl2NaCl+H2SiO3↓+2NH3↑SiO32-+2NH4+H2SiO3↓+2NH3↑。
一、知识点一、碳、硅及其化合物1.碳碳在常温下非常稳定,但在高温条件下活动性增强,主要表现为还原性(1)与单质反应2C+O22CO C+O2CO2(2)与某些氧化物反应C+CO22CO C+H2O(g)CO+H22C+SiO2Si+2CO↑C+2CuO2Cu+CO2↑(3)与氧化性酸反应C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2OC+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O2.碳的氧化物(1)CO物理性质:无色无味、难溶于水,有剧毒的气体。
具有可燃性和还原性。
化学性质:2CO+O22CO23CO+Fe2O32Fe+3CO2CO+H2O CO2+H2(2)CO2物理性质:无色无味,能溶于水(1∶1)的气体。
密度比空气大,易液化。
化学性质:①氧化性:CO2+C2CO②酸性氧化物的通性CO2+H2O H2CO3CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2OCO2+H2O+CaCO3=Ca(HCO3)22CO2+Ca(OH)2=Ca(HCO3)2CO2+CaO CaCO33.碳酸盐(1)溶解性正盐中只有碱金属的碳酸盐和铵盐溶于水,所有酸式盐均溶于水。
一般酸式盐比相应正盐易溶,但碱金属的碳酸氢盐比正盐溶解度小。
(2)热稳定性一般规律:可溶性碳酸正盐>不溶性碳酸正盐>酸式碳酸盐。
Na2CO3>CaCO3>NaHCO3(3)正盐与酸式盐的相互转化4.硅(1)与单质反应Si+2Cl2SiCl4(无色液体)Si+O2SiO2(2)硅的制取:SiO2+2C Si+2CO↑(得到粗硅)精制:Si+2Cl2SiCl4 SiCl4+2H2Si+4HCl5.二氧化硅(1)酸性氧化物的通性SiO2+CaO CaSiO3SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(2)氧化性SiO2+2C Si+2CO↑(3)和HF反应:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O6.硅酸和硅酸盐(1)硅酸是不溶于水的白色固体,酸性比碳酸还弱。
碳、硅及其化合物教学目标:1.了解碳元素、硅元素的单质的主要性质及应用。
2.了解碳元素、硅元素的重要化合物的主要性质及应用。
3.了解碳元素、硅元素的单质及其重要化合物对环境质量的影响。
教学重难点:了解碳元素、硅元素的重要化合物的主要性质及应用教学过程:考点一碳、硅及其重要化合物的性质1.碳、硅元素的存在形态(1)碳元素在自然界中既有游离态又有化合态。
碳的同素异形体有金刚石、石墨、无定形碳、C60等。
(2)硅元素在地壳中的含量占第二位,仅次于氧元素,全部以化合态存在,是一种亲氧元素,单质硅有晶体和无定形两种。
2.碳、硅单质的结构、物理性质与用途的比较(1)碳⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧与O 2反应⎩⎨⎧O 2(足量):C +O 2=====点燃CO 2O 2(不足):2C +O 2=====点燃2CO与氧化物反应⎩⎪⎨⎪⎧CuO :2CuO +C=====△2Cu +CO 2↑(冶炼金属)SiO 2:SiO 2+2C=====高温Si +2CO ↑(制取粗硅)H 2O :C +H 2O (g )=====高温CO +H 2(制取水煤气)与强氧化性酸反应⎩⎨⎧浓H 2SO 4:C +2H 2SO 4(浓)=====△CO 2↑+2SO 2↑+2H 2O 浓HNO 3:C +4HNO 3(浓)=====△CO 2↑+4NO 2↑+2H 2O(2)硅①与F 2反应:Si +2F 2===SiF 4。
②与氢氟酸反应:Si +4HF===SiF 4↑+2H 2↑。
③与NaOH 溶液反应:Si +2NaOH +H 2O===Na 2SiO 3+2H 2↑。
④与O 2反应:Si +O 2=====△SiO 2。
⑤与Cl 2反应:Si +2Cl 2=====△SiCl 4。
硅的工业制法碳、硅单质的特殊性1.一般情况下,非金属元素的单质熔、沸点低,硬度小,但晶体硅、金刚石熔、沸点高,硬度大,其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。
碳、硅及其重要化合物一、碳、硅单质1.单质的结构、存在形态、物理性质和用途2.碳和硅的化学性质3.硅的工业制法及提纯石英砂――→①焦炭高温粗硅――→②氯气加热SiCl 4――→③氢气高温高纯硅反应①:□20SiO 2+C=====高温Si +2CO ↑。
反应②:□21Si +Cl 2=====△SiCl 4。
反应③:□22SiCl 4+2H 2=====高温Si +4HCl 。
二、碳、硅的氧化物 1.一氧化碳 (1)物理性质□01无色气体,□02有毒,□03难溶于水。
(2)化学性质 ①燃烧:2CO +O 2=====点燃2CO 2,□04淡蓝色火焰(空气中燃烧)。
②还原Fe 2O 3:□05Fe 2O 3+3CO=====高温2Fe +3CO 2(冶炼金属)。
2.二氧化碳和二氧化硅的比较续表三、硅酸、硅酸盐、无机非金属材料1.硅酸(H2SiO3)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过用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成,如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2,长石(KAlSi3O8)可表示为□06K2O·Al2O3·6SiO2。
(3)硅酸钠①白色、可溶于水的粉末状固体,其水溶液俗称□07水玻璃,有黏性,水溶液显碱性。
②与酸性较硅酸强的酸反应与CO2水溶液反应的化学方程式Na2SiO3+H2O+CO2===□08Na2CO3+H2SiO3↓。
(3)用途:黏合剂(矿物胶),耐火阻燃材料。
3.无机非金属材料(1)传统无机非金属材料①三种硅酸盐工业生产的比较②主要用途:陶瓷、玻璃、水泥是重要建筑材料,也广泛应用于生活中。
(2)新型无机非金属材料①高温结构陶瓷:如氮化硅陶瓷具有较高的硬度和耐磨性、较强的抗化学侵蚀性和电绝缘性等。
②生物陶瓷:对机体无排异反应,不会引起代谢作用异常。
高考总复习《碳硅》编稿:房鑫责编:曹玉婷【考纲要求】1.了解C、Si及其化合物的主要性质及应用。
2.掌握CO2的实验室制取。
3.了解玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料的制备原料、原理和特性,能用氧化物形式表示硅酸盐的组成。
【知识网络】1、碳及其化合物转化关系2.硅及其化合物转化关系【考点梳理】考点一.碳及其化合物【高清课堂:356213碳及其化合物】1.碳单质⑴同素异形体:①定义:由同种元素形成的不同单质称为同素异形体。
②种类:金刚石、石墨、C60、C70等。
⑵化学性质:由于碳原子最外层有4个电子,故碳在常温下性质比较稳定,很难被氧化,但在点燃或加热的条件下活动性增强,主要表现为还原性。
①与单质反应2C+O22CO C+O2CO2②与某些氧化物反应C+CO22COC+H2O(g) CO+H2(水煤气)2C+SiO2Si+2CO↑C+2CuO △2Cu+CO2↑(CuO足量)C+CuO △Cu +CO↑(C足量)③与氧化性酸反应C+2H2SO4(浓)△CO2↑+2SO2↑+2H2OC+4HNO3(浓)△CO2↑+4NO2↑+2H2O2.一氧化碳⑴物理性质:无色无味气体,有毒,不溶于水。
⑵化学性质①可燃性:2CO+O22CO2(用点燃的方法除去CO);②还原性(与Fe3O4、CuO、H2O的反应)Fe3O4+4CO △3Fe+4CO2;CuO+CO △Cu+CO2;H2O+CO H2+CO2(工业制H2)⑶毒性:CO有剧毒,与血液里的血红蛋白结合,使人体缺氧而死亡;主要来自汽车尾气、煤和石油燃烧及钢铁冶炼等。
3.二氧化碳⑴物理性质:无色无味,密度比空气大的气体,微溶于水,固体CO2叫做“干冰”。
⑵分子结构:电子式;结构式O=C=O。
⑶化学性质:①弱氧化性CO2+C2CO;CO2+2Mg2MgO+C②酸性氧化物的通性CO2+ H2O=H2CO3CO 2+Ca(OH)2=CaCO 3↓+H 2O ;CO 2+CaCO 3+H 2O =Ca(HCO 3)2 CO 2+CaO =CaCO 3③与盐的反应(相对较强的酸制取较弱的酸):(A)往漂白粉溶液中不断通入CO 2气体的反应为:Ca(ClO)2+CO 2+H 2O==CaCO 3↓+2HClO ,CaCO 3+CO 2+H 2O==Ca(HCO 3)2 (B)在NaAlO 2溶液中不断通入CO 2气体至过量时,反应为:2AlO 2-+CO 2 (少量)+3H 2O==2Al(OH)3↓+CO 32―AlO 2―+CO 2 (过量)+2H 2O==Al(OH)3↓+HCO 3-(C )往Na 2SiO 3溶液中不断通入CO 2气体至过量时,反应为:SiO 32―+CO 2+H 2O==H 2SiO 3 (胶体)+CO 32―,SiO 32―+2CO 2+2H 2O==H 2SiO 3 (胶体)+2HCO 3―(D )往饱和Na 2CO 3溶液中通入CO 2气体,反应为:2Na ++CO 32―+CO 2+H 2O==2NaHCO 3↓(E)C 6H 5ONa+CO 2+H 2O →C 6H 5OH ↓+NaHCO 3 ⑷制法:①工业制法:煅烧石灰石 CaCO 3CaO+CO 2↑②实验室制法:石灰石和稀盐酸反应 原理:CaCO 3+2HCl =CaCl 2+CO 2↑+H 2O装置:“固+液→气”或启普发生器及其简易装置 被提纯气体 杂质 除杂方法CO CO 2 通过盛有NaOH 溶液的洗气瓶 CO 2 CO 通过盛放灼热氧化铜的硬质玻璃管 CO 2 O 2 通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管CO 2 SO 2 通过盛有饱和NaHCO 3溶液或酸性高锰酸钾溶液 CO 2HCl 通过饱和NaHCO 3溶液4.碳酸盐 (1)溶解性正盐中只有碱金属的碳酸盐和铵盐溶于水,所有酸式盐均溶于水。
高中化学碳和硅的知识点介绍在高中的化学学习中,学生过会学习到很多的知识点,下面店铺的小编将为大家带来化学中关于碳和硅的知识点的介绍,希望能够帮助到大家。
高中化学碳和硅的知识点(一)碳族元素1、组成和结构特点(1)碳族元素包括碳、硅、锗、锡、铅五种元素,位于元素周期表的IVA族。
(2)碳族元素原子最外层有4个电子,在化学反应中不易得到或失去电子,易形成共价键。
主要化合价有+2和+4价,其中碳和硅有负价。
碳族元素在化合物中多以+4价稳定,而铅在化合物中则以+2价稳定。
碳族元素中碳元素形成的单质(金刚石)硬度最大;碳元素形成的化合物种类最多;在所有非金属形成的气态氢化物中,CH4中氢元素的质量分数最大;12C是元素相对原子质量的标准原子;硅在地壳中的含量仅次于氧,其单质晶体是一种良好的半导体材料。
2、性质的递变规律随着原子序数的增大,碳族元素的原子半径依次增大,由非金属元素逐渐转变为金属元素,即金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱;最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱,碱性逐渐增强;气态氢化物的稳定性逐渐减弱,还原性逐渐增强。
(二)碳及其化合物1、碳单质(1)碳的同素异形体(2)碳的化学性质常温下碳的性质稳定,在加热、高温或点燃时常表现出还原性,做还原剂,温度越高,还原性越强,高温时的氧化产物一般为一氧化碳。
溶解性不同:一般情况下,所有的钾盐、钠盐和铵盐是可溶的,所有的酸式盐是可溶的,正盐的溶解度小于酸式盐的溶解度,但碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度。
热稳定性不同:一般情况下,难溶的正盐和酸式盐受热易分解,可溶性碳酸盐稳定不易分解。
与酸反应的剧烈程度不同:两者都能与强酸(H+)反应产生CO2,但反应的剧烈程度不同,根据反应的剧烈程度可鉴别两者。
可溶性盐的水解程度不同:相同浓度的正盐溶液的pH值大于酸式盐溶液的pH值。
与碱反应不同:弱酸的酸式盐可与碱反应生成正盐。
与盐反应不同:碳酸钠可与氯化钙或氯化钡反应生成难溶性碳酸盐,但碳酸氢钠不反应。
碳、硅及其重要化合物知识精讲1. 理清知识主线C -4H 4C 0 ―→C +2O ―→C +4O 2Si -4H 4Si 0―→Si +4O 2(H 2Si +4O 3) 2. 注意网络构建3. 必记重要反应(1)碳及其化合物C +CO 2=====△2COC +H 2O(g)=====高温CO +H 2 2C +SiO 2=====高温Si +2CO ↑ 提醒 由于C 过量,SiO 2与C 反应产物是CO 而不是CO 2,该反应用于工业上制备粗硅,必须在隔绝空气的条件下进行。
(2)硅及其化合物 Si +4HF===SiF 4↑+2H 2↑ Si +2NaOH +H 2O===Na 2SiO 3+2H 2↑ SiO 2+4HF===SiF 4↑+2H 2O SiO 2+2NaOH===Na 2SiO 3+H 2OSiO 2-3+2H +===H 2SiO 3↓Na 2SiO 3+CO 2+H 2O===H 2SiO 3↓+Na 2CO 3提醒 氢氟酸不能用玻璃容器盛放,NaOH 溶液能用玻璃试剂瓶,但不能用玻璃塞。
4. 扫除知识盲点(1)Si 的还原性大于C ,但C 却能在高温下从SiO 2中还原出Si :SiO 2+2C=====高温Si +2CO ↑。
(2)酸性氧化物一般能与水反应生成酸,但SiO 2不溶于水;酸性氧化物一般不与酸作用,但SiO 2能与HF 反应。
(3)硅酸盐大多难溶于水,常见可溶性硅酸盐硅酸钠,其水溶液称为泡花碱或水玻璃,但却是盐溶液。
(4)H 2CO 3的酸性大于H 2SiO 3,所以有Na 2SiO 3+CO 2+H 2O===H 2SiO 3↓+Na 2CO 3,但高温下Na 2CO 3+SiO 2=====高温Na 2SiO 3+CO 2↑也能发生,原因可以从两方面解释:①硅酸盐比碳酸盐稳定;②从化学平衡角度,由高沸点难挥发固体SiO 2制得低沸点易挥发的CO 2。