第七章 碳族元素 无机非金属材料
学案1 碳族元素 硅及其化合物
第一轮复习碳族元素
第一轮复习碳族元素
第一轮复习碳族元素
特殊性：
1、碳、硅是非金属,锗、锡、铅是金属 .
硅、锗具有半导体的性质
2、碳族元素易形成共价键
3、碳族元素除了+4价外,还有+2价
碳、硅、锗、锡的+4价化合物是稳定的
如CO2、SiO2、GeO2、SnO2稳定,氧化性 较弱铅+4价化合物不稳定，+2价化合物是 稳稳定定的如PbO2有第较一轮强复习碳的族元素氧化性, 而PbO较
、 三 硅酸 不溶于水，弱酸(比碳酸弱)
H4SiO4＝ H2SiO3 +H2O
H2SiO3＝ SiO2 +H2O (表现硅酸的不稳定性)
简介:硅胶是有多个单分子硅酸在水中逐渐聚合而 成的硅酸凝胶，经充分洗涤、干燥、脱水后形成
Na2SiO3的＋多C孔O2状＋固H体2O，对＝水2等N极aC性l＋物质H都2S有iO极3 强的吸附
二、二氧化硅
水晶
玛瑙
光导纤维
石英坩埚
纯净的二氧化硅是六 方柱状的透明晶体
原子晶体
第一轮复习碳族元素
坚硬、难溶固体
物理性质：坚硬、难溶于水、熔沸点高
化学性质
1、酸性氧化物:
但不能与水反应生成对应的酸 SiO2+H2O===
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
高温
不能用玻璃 塞的原因!!
SiO2+CaO===CaSiO3 高温
第一轮复习碳族元素
Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑ 生氢剂
生氢剂：在野外，用含量高的硅粉与干燥 的Ca(OH)2和NaOH混合，并强热，即可迅 速得到氢气
3、硅的制备和提纯
制备: SiO2＋2C=高=温=Si＋2CO↑ 提纯: Si＋2Cl2=高=温=SiCl4
高温
SiCl4+2H2第=一轮=复习=碳S族元i素+4HCl
考点3
硅及其化合物
第一轮复习碳族元素
一、单质硅
硅的结构类 似金刚石
灰黑色、有金属光 泽，硬而脆的固体
熔、沸点高，硬度大
良好的半导体
第一轮复习碳族元素
1、物理性质：灰黑色、有金属光泽，硬而 脆的固体，熔、沸点高，硬度大，良好的半 导体
2 、化学性质：
①加热时: Si＋O2高＝温SiO2
②常温时： Si＋2F2 ＝ SiF4 Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑
高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4
Al2O3 ·2SiO2 ·2H2O
钠长石:NaAlSi3O8
Na2O ·Al2O3 ·6SiO2
正长石:KAlSi3O8
K2O ·Al2O3 ·6SiO2
2、重要的硅酸盐: Na2SiO3
第一轮复习碳族元素
四、硅酸盐工业简介(传统无机非金属材料）
原料 设备 原理
例1： 水蒸气通过灼热的煤所产生的混合气， 其主要成分是CO、H2，还含有CO2和水蒸气， 请用如图所示装置设计一个实验，以确认上述 混合气中含有CO和H2。
连接上述装置的正确顺序是： E，F接D，C接A，B（或B，A）接J，I接H，G。
第一轮复习碳族元素
第一轮复习碳族元素
例题引路2. 对位练兵2 第一轮复习碳族元素
2、氧化性:SiO2+2C===Si+2CO
3、特殊性质:与氢氟酸反应—雕刻玻璃
SiO2+4HF=SiF第4一↑轮+复习2碳H族元2素O
思考:下列物质的晶体或分子空间构型为 正四面体的是（ ）
①SiO2 ②晶体硅 ③金刚石 ④NH4+ ⑤
NH3⑥CCl4
C
A 只有 ②③
B 只有①②③⑥
C ①②③④⑥ D 第一轮复习碳族元素 全部
石墨
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陶瓷
粘土
复杂的物理 化学变化
高温
高温
第一轮复习碳族元素
高温
新型无机非金属材料的特征
（1）耐高温、强度高 （2）具有电学性质
（3）具有光学性质 （4）具有生——高温结构陶瓷
高温结构材料与金属材料的性能比较：
高温结构材料:耐高温、耐腐蚀、硬度大、耐磨损、不怕氧化。 金属材料： 易受腐蚀、不耐氧化、不适合高温时使用
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简介１：碳的第三种同素异形体 C60
笼状分子，固态时是分子 晶体，每个碳原子只跟相 邻的三个碳原子形成共价 键，60个碳原子构成球形， 共32面体，包括12个五 边形，20个六边形。
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足球烯
C60晶体结构
第一轮复习碳族元素
第一轮复习碳族元素
D
第一轮复习碳族元素
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作用，是很好的干燥剂，吸附剂以及催化剂
制取：强酸制弱酸
Na2SiO3＋2HCl ＝ 2NaCl＋ H2SiO3
Na2SiO3＋CO2 ＋H2O ＝ Na2CO3 ＋ H4SiO4↓表现其弱酸性 第一轮复习碳族元素
四、硅酸盐：多数不溶于水
1、硅酸盐化学式的氧化物表示方法:
硅酸钠：Na2SiO3可以写成 Na2O ·SiO2
对位练兵1
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金刚石
石墨
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C60
金 刚 石
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109°28′
120º
共价键 范德华力
第一轮复习碳族元素
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主要 成分
反应 条件
水泥
玻璃
粘土、石 灰石
水泥回转窑
石灰石、纯碱、石英 玻璃窑
复杂的物理 Na2CO3+SiO高2温=Na2SiO3+CO2↑ 化学变化 CaCO3+SiO高2=温CaSiO3+CO2↑
3CaO·SiO2 2CaO·SiO2 3CaO·SiO2
Na2SiO3、CaSiO3、 4SiO2
第一轮复习碳族元素
第一轮复习碳族元素
酸性氧化物： CO2 + Ca(OH)2 ==== CaCO3 + H2O
CaCO3 + CO2 + H2O ==== Ca(HCO3)2
Na2CO3(饱和) + CO2 + H2O ==2NaHCO3
第一轮复习碳族元素
第一轮复习碳族元素
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