碳族元素
碳族元素位于元素周期表的ⅣA族,包括C,S,Ge, Sn,Pb,最外层电子数均为4个,易形成共价化合物.
1.碳族元素性质的递变规律
元素
性质
碳(C)
硅(Si)
锗(Ge)
锡(Sn)
铅(Pb)
主要化合价
2, 4
4(只有 4)
2, 4
2, 4
2, 4
单质色,态
无色或黑色固体
灰黑色固体
灰白色固体
银白色固体
蓝白色固体
氢化物RH4的稳定性
主要氧化物
CO,CO2
SiO2
GeO,GeO2
SnO,SnO2
Pb,PbO2
最高价氧化物的水化物
化学式
H2CO3
H2SiO3 H4SiO4
Ge(OH)4
Sn(OH)4
Pb(OH)4
酸碱性
酸性递减
碱性递增(多数有两性)
金属性,非金属性
非金属性递减,金属性递增
2.碳的化学性质
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也能跟其它物质发生化学反应.
①还原性:_________________________________________
②可燃性: __________________________________________
③氧化性:__________________________________________
3.一氧化碳和二氧化碳的比较
(1)一氧化碳
物理性质:五色无味气体,剧毒(结合血红蛋白),难溶于水
化学性质
①可燃性
②还原性(与Fe304,CuO,H20的反应)
③不成盐氧化物
实验室制法
收集方法:排水法
检验方法:点燃后在火焰上方罩上干燥的烧杯,无水雾出现,罩沾有澄清的石灰水的烧杯,出现浑浊
工业制法主要用途:燃料,还原剂,化工原料
(2)二氧化碳
二氧化碳物理性质:无色略带酸味气体,无毒,能溶于水(1:1)固体时俗称干冰
化学性质
①不能燃烧,一般情况下不助燃;
②氧化性(与C,Mg的反应)
③酸性氧化物(与碱及碱性氧化物的反应)
④与盐[Ca(Cl0)2,Na2Si03,NaAl02, C6H5ONa]
收集方法:向上排空气法
体验:使澄清的石灰水变浑浊煅烧石灰石:CaC03=CaO C02↑
用途:灭火剂,致冷剂,人工降雨,制纯碱,尿素等作用
4.硅及化合物
(1)硅
①晶体结构:与金刚石的晶体结构类似,是正四面体型空间网状结构的原子晶体.
②物理性质:硬度大,熔点高,具有金属光泽,是一种半导体,只能以化合态存在于自然界.
③化学性质:不活泼.注意下列化学反应的条件,前三者常温反应,后四者需加热.
第三个化学反应方程式说明NaOH等碱性溶液不使用玻璃塞的试剂瓶.
第四个化学方程式说明氢氟酸能用玻璃试剂瓶,而应用塑料瓶.
(3)硅酸
①制法:用可溶性硅酸盐与酸反应制取:
(思考,上述反应说明硅酸的酸性比碳酸的酸性强这是为什么 )
②化学性质
常温可与F2 ,HF ,NaOH 反应,加热条件下可与O2,H2 HNO3 Cl2 等物质反应
(2)二氧化硅
结构
化学性质:酸性氧化物(与碱性氧化物反应,碱反应),特殊反应(HF ),与碳反应
(3)硅酸 ①制法②化学性质
考点2 硅酸盐工业简介,新型无机非金属材料
一,硅酸盐工业简介
1.水泥
普通水泥的主要成分是硅酸三钙(3CaO·Si02),硅酸二钙(2CaO·Si02)和铝酸三钙(3CaO·A1203)等.
2.玻璃
玻璃有普通玻璃,石英玻璃,光学玻璃等等.玻璃没有固定的熔,沸点.
3.陶瓷
(1)制造陶瓷的主要原料:粘土.
(2)制造陶瓷的一般过程:混合,成型,干燥,烧结,冷却,陶器
(3)陶瓷的种类(根据原料,烧制温度划分):土器,陶器,瓷器,炻器等.硅酸盐的组成可以用氧化物形式来表示例 高岭石:A12(Si205)(OH)4可表示为:A1203·2Si02·2H20
二,新型无机非金属材料
1.无机非金属材料的分类
(1)传统无机非金属材料:水泥,玻璃,陶瓷等硅酸盐材料.
(2)新型无机非金属材料:半导体材料,超硬耐高温材料,发光材料等.
2.新型无机非金属材料的特性
(1)耐高温,强度高
(2)具有电学特性
(3)具有光学特性
(4)具有生物功能
3.高温结构陶瓷
(1)高温结构陶瓷的优点:能经受高温,不怕氧化,耐酸碱腐蚀,硬度大,耐磨损,密度小等.
(2)高温结构陶瓷的种类:
①氧化铝陶瓷:又称人造刚玉,具有熔点很高,硬度高的优点.可用于作坩埚,高温炉管,球磨机,高压钠灯的灯管等.
②氮化硅陶瓷:具有硬度极高,耐磨损,抗腐蚀和抗氧化能力等优点.可用于制造轴承,汽轮机叶片,机械密封环,永久性模具,发动机部件等.
③碳化硼陶瓷:具有熔点高,硬度大的优点.广泛应用于工农业生产,原子能工业,宇航工业等.
4.光导纤维(光纤)
(1)光导纤维的特点:传导光的能力非常强,抗干扰性能好,不发生电辐射等.
(2)光导纤维的应用:通讯,医疗,信息处理,传能传像,遥测遥控,照明等.
