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學法指導(dǎo)

1.要注意知識的縱向和橫向?qū)Ρ取?/p>

縱向，即碳族元素的單質(zhì)及化合物性質(zhì)的遞變規(guī)律的研究。如CH4和SiH4的穩(wěn)定性強弱的比較，H2C03和H2Si03，的酸性強弱的比較等。

橫向，即碳族元素跟同周期的氮族元素、氧族元素和鹵素元素的對比。如Si、P、S、Cl的非金屬強弱的比較，氫化物的穩(wěn)定性、最高價氧化物對應(yīng)水化物酸性強弱的比較等。

2.要注意知識的歸納總結(jié)。如歸納硅及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，水泥、玻璃、陶瓷的生產(chǎn)過程等。在歸納時要注意各物質(zhì)的特殊性，如CO的毒性和還原性，SiO2的特性(與Na2CO3、HF反應(yīng))等。

3.要重視所學知識與社會、生產(chǎn)、科技的聯(lián)系。如半導(dǎo)體材料與計算機技術(shù)的聯(lián)系，光導(dǎo)纖維與通訊的聯(lián)系等

考點說明

碳、硅等元素知識也是非金屬元素的命題熱點之一，該類試題常以元素及其化合物知識為載體與化學基本概念、基本理論、化學實驗及化學計算密切結(jié)合?？疾榈膬?nèi)容主要有：

1.C、CO的還原性；

2.CO、C02的檢驗與鑒別；

3.C02、CO等氣體的制取和收集；

4.C02與Na0H、S02與C等反應(yīng)產(chǎn)物的確定及計算；

5.幾種新型無機非金屬材料的性能和重要用途；

6.環(huán)境保護，消除碳氧化物污染的綜合應(yīng)用。

CO2作為化學與生物學相互聯(lián)系的重要物質(zhì)(CO2是植物光合作用的反應(yīng)物，是動物新陳代謝的產(chǎn)物)，在今后的綜合測試中應(yīng)引起重視。

7.金剛石、石墨、晶體硅、二氧化硅的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

第一講碳、硅及其化合物

第一節(jié)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，最外層電子數(shù)均為4個，易形成共價化合物。

1.碳族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律

元素

性質(zhì)

碳(C)

硅(Si)

鍺(Ge)

錫(Sn)

鉛（Pb）

主要化合價

+2、+4

+4（只有+4）

+2、+4

+2、+4

+2、+4

單質(zhì)色、態(tài)

無色或黑色固體

灰黑色固體

灰白色固體

銀白色固體

藍白色固體

氫化物RH4的穩(wěn)定性

主要氧化物

CO、CO2

SiO2

GeO、GeO2

SnO、SnO2

Pb、PbO2

最高價氧化物的水化物

化學式

H2CO3

H2SiO3H4SiO4

Ge(OH)4

Sn(OH)4

Pb(OH)4

酸堿性

酸性遞減

堿性遞增（多數(shù)有兩性）

金屬性、非金屬性

非金屬性遞減、金屬性遞增

2.碳的化學性質(zhì)

碳在常溫下性質(zhì)比較穩(wěn)定，很難被氧化，但在點燃或加熱的條件下也能跟其它物質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)。

①還原性：_________________________________________

②可燃性:__________________________________________

③氧化性：__________________________________________

3.一氧化碳和二氧化碳的比較

（1）一氧化碳

物理性質(zhì)

五色無味氣體，劇毒(結(jié)合血紅蛋白)，難溶于水

化學性質(zhì)

①可燃性

②還原性(與Fe304、CuO、H20的反應(yīng))

③不成鹽氧化物

實驗室制法

收集方法:排水法

檢驗方法:點燃后在火焰上方罩上干燥的燒杯，無水霧出現(xiàn)，罩沾有澄清的石灰水的燒杯，出現(xiàn)渾濁

工業(yè)制法主要用途:燃料、還原劑、化工原料

（2）二氧化碳

二氧化碳物理性質(zhì)：無色略帶酸味氣體，無毒，能溶于水(1:1)固體時俗稱干冰

化學性質(zhì)

①不能燃燒，一般情況下不助燃；

②氧化性(與C、Mg的反應(yīng))

③酸性氧化物(與堿及堿性氧化物的反應(yīng))

④與鹽[Ca(Cl0)2、Na2Si03、NaAl02、C6H5ONa]

收集方法：向上排空氣法

體驗：使澄清的石灰水變渾濁煅燒石灰石：CaC03=CaO+C02↑

用途：滅火劑、致冷劑、人工降雨、制純堿、尿素等作用

4.硅及化合物

(1)硅

①晶體結(jié)構(gòu)：與金剛石的晶體結(jié)構(gòu)類似，是正四面體型空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的原子晶體。

②物理性質(zhì)：硬度大、熔點高，具有金屬光澤，是一種半導(dǎo)體，只能以化合態(tài)存在于自然界。

③化學性質(zhì)：不活潑。注意下列化學反應(yīng)的條件，前三者常溫反應(yīng)，后四者需加熱。

第三個化學反應(yīng)方程式說明NaOH等堿性溶液不使用玻璃塞的試劑瓶。

第四個化學方程式說明氫氟酸能用玻璃試劑瓶，而應(yīng)用塑料瓶。

(3)硅酸

①制法：用可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)制取：

(思考，上述反應(yīng)說明硅酸的酸性比碳酸的酸性強這是為什么?)

②化學性質(zhì)

常溫可與F2、HF、NaOH反應(yīng)，加熱條件下可與O2、H2HNO3Cl2等物質(zhì)反應(yīng)

（2）二氧化硅

結(jié)構(gòu)

化學性質(zhì)：酸性氧化物（與堿性氧化物反應(yīng)、堿反應(yīng)），特殊反應(yīng)（HF）,與碳反應(yīng)

（3）硅酸

制法

化學性質(zhì)

課堂之外

硅的制?。涸诎雽?dǎo)體及集成電路的發(fā)展史上，硅是極其重要的角色，因此研究計算機的地方稱為硅谷，集成電路需要超純度的硅，它是怎樣產(chǎn)生的呢?

Si02+2CSi+2C0↑

主要副反應(yīng)為：Si02+3CSiC+2C0↑

因此生產(chǎn)的粗硅所含的雜質(zhì)有C、Si02、SiC等，它們都是高熔沸點物質(zhì)。為了提純硅采用下列方法：

SiCl4的沸點很低，可以采用蒸餾的方法反復(fù)提純，直所需的純度。

2.鉛的化合物與鉛污染

鉛的應(yīng)用很廣，如鉛蓄電池、汽油抗爆震的添加劑四乙基鉛[Pb(C2H5)]等，古代也有人用鉛制成器皿，但鉛是有毒的，古羅馬帝國時興用鉛皿煮酒以消除酸味：

Pb+2CH3COOH＝(CH3COO)2Pb+H2↑

(醋酸)鉛糖

但由于鉛糖是有毒的，不少的人因此而中毒。現(xiàn)代鉛污染主要來源于汽車的尾氣，環(huán)保部門已在很多城市禁止使用含鉛汽油。

考題解析

例下列關(guān)于硅的說法不正確的是()

A.硅是非金屬元素，但它的單質(zhì)是灰黑色有金屬光澤的固體

D.硅的導(dǎo)電性能介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導(dǎo)體材料

C硅的化學性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)起反應(yīng)

D.當加熱到一定溫度時，硅能與氧氣、氫氣等非金屬反應(yīng)

[解析]常溫下，硅可與氟氣、氫氟酸、強堿溶液反應(yīng)，加熱和高溫條件下，硅能與氧氣、氫氣起反應(yīng)。選C。

[答案]C

例下列關(guān)于碳族元素的說法中，錯誤的是()

A.它們從上到下的非金屬性向金屬性遞變的趨勢比鹵族元素明顯

B.碳族元素的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性從上到下逐漸減弱

C碳族元素原子的最外層都有4個電子

D.主要化合價有+2價和+4價，大多數(shù)+2價化合物穩(wěn)定

[解析]由碳族元素主要化合價及有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)遞變規(guī)律,

A、B、C說法正確，D不正確。因為C、Si、Ge、Sn的+4價化合物都是穩(wěn)定的，而只有鉛的+2價化合物是穩(wěn)定的。

[答案]D