碳硅氯及其化合物高考知识点 8页

碳、硅氯及其化合物知识点总结 A.碳 一、碳的几种单质 金刚石 无色透明，正八面体形状的固体，是天然最硬的物质。‎ ‎1、常温下，碳的化学性质不活泼，但在高温或点燃条件下，碳的活性大大增强。‎ ‎2、可燃性：碳在氧气中充分燃烧：‎ C + O2 点燃 CO2碳在氧气中不充分燃烧： ‎2C + O2 点燃 2CO ‎3、还原性：木炭还原氧化铜：‎ C+ 2CuO 高温 2Cu + CO2↑‎ 用于装饰品钻石，切割玻璃、钻探机的钻头。‎ 石墨 深灰色，有金属光泽，不透明细鳞片状固体，质软，有良好的导电性、润滑性 常用于做电极，铅笔芯、石墨炸弹等 活性碳 吸附性 常用木炭与活性炭做吸附剂。‎ ‎1.金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是：碳原子的排列不同。‎ ‎2.CO和CO2的化学性质有很大差异的原因是：分子的构成不同。‎ ‎3.无定形碳：由石墨的微小晶体和少量杂质构成.主要有:焦炭,木炭,活性炭,炭黑等.‎ 活性炭、木炭具有强烈的吸附性，焦炭用于冶铁，炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。‎ 反应方程式 ‎　1、一氧化碳与氧气 2CO+O2=CO2(点燃) 　2、一氧化碳与氧化铁 3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2↑ 　3、二氧化碳与水 CO2+H2O=H2CO3 　4、二氧化碳与过氧化钠 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑ 　5、二氧化碳与少量的氢氧化钠 CO2+NaOH=NaHCO3 　6、二氧化碳与足量的石灰水 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 　7、二氧化碳与少量的石灰水 Ca(OH)2+2CO2=Ca(HCO3)2 　8、二氧化碳与饱和的碳酸钠溶液 Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3 　9、二氧化碳与碳酸钙和水 CO2+CaCO3+H2O=Ca(HCO3)2 　10、二氧化碳与碳 CO2+C=2CO(高温)‎ 二、.单质碳的化学性质: ‎ 单质碳的物理性质各异,而各种单质碳的化学性质却完全相同!‎ ‎1、常温下的稳定性强 ‎2、可燃性:完全燃烧(氧气充足),生成CO2 : C+O2点燃CO2‎ 不完全燃烧 (氧气不充足),生成CO：‎2C+O2点燃2CO ‎3、还原性：C+2CuO 高温 2Cu+CO2↑ （置换反应） 应用：冶金工业 现象：黑色粉末逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊。‎ ‎2Fe2O3+‎3C高温4Fe+3CO2↑‎ 三、二氧化碳的制法 ‎1、实验室制取气体的思路：（原理、装置、检验）‎ ‎（1）发生装置：由反应物状态及反应条件决定：‎ 反应物是固体，需加热，制气体时则用高锰酸钾制O2的发生装置。‎ ‎ 反应物是固体与液体，不需要加热，制气体时则用制H2的发生装置。‎ ‎（2）收集方法：气体的密度及溶解性决定：‎ 难溶于水用排水法收集 CO只能用排水法 密度比空气大用向上排空气法 CO2只能用向上排空气法 ‎ 密度比空气小用向下排空气法 ‎2、二氧化碳的实验室制法 ‎1）原理：用石灰石和稀盐酸反应： CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑‎ 不能用浓盐酸（产生的气体不纯含有HCl），不能用稀硫酸（生成的CaSO4微溶于水，覆盖在大理石的表面阻止了反应的进行 ‎2) 选用和制氢气相同的发生装置 ‎ ‎3）气体收集方法：向上排空气法 ‎4）验证方法：将制得的气体通入澄清的石灰水，如能浑浊，则是二氧化碳。‎ ‎ 验满方法：用点燃的木条，放在集气瓶口，木条熄灭。证明已集满二氧化碳气体。‎ ‎3、二氧化碳的工业制法：‎ 煅烧石灰石： CaCO3高温CaO+CO2↑ ‎ 生石灰和水反应可得熟石灰：CaO+H2O=Ca(OH)2‎ 四、二氧化碳的性质 ‎1、物理性质：无色,无味的气体,密度比空气大,能溶于水,高压低温下可得固体----干冰 ‎2、化学性质:‎ ‎1)一般情况下不能燃烧,也不支持燃烧，不能供给呼吸 ‎2)与水反应生成碳酸： CO2+H2O==H2CO3 生成的碳酸能使紫色的石蕊试液变红，‎ H2CO3 == H2O+ CO2↑ 碳酸不稳定,易分解 ‎3)能使澄清的石灰水变浑浊：CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O 本反应用于检验二氧化碳。‎ ‎4）与灼热的碳反应： C+CO2高温2CO ‎（吸热反应，既是化合反应又是氧化还原反应，CO2是氧化剂，C是还原剂）‎ ‎3、用途：灭火（灭火器原理：Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑）‎ 既利用其物理性质，又利用其化学性质 干冰用于人工降雨、制冷剂 温室肥料 ‎4、二氧化碳多环境的影响：过多排放引起温室效应。‎ 五、一氧化碳 ‎1、物理性质：无色，无味的气体，密度比空气略小，难溶于水 ‎2、有毒：吸进肺里与血液中的血红蛋白结合，使人体缺少氧气而中毒。‎ ‎3、化学性质: （H2、CO、C具有相似的化学性质：①可燃性 ②还原性）‎ ‎1）可燃性：2CO+O2点燃2CO2 （可燃性气体点燃前一定要检验纯度）‎ H2和O2的燃烧火焰是：发出淡蓝色的火焰。‎ CO和O2的燃烧火焰是：发出蓝色的火焰。‎ CH4和O2的燃烧火焰是：发出明亮的蓝色火焰。‎ 鉴别：H2、CO、CH4可燃性的气体：看燃烧产物（不可根据火焰颜色）‎ ‎（水煤气：H2与CO 的混合气体 C + H2O高温 H2 + CO）‎ ‎2）还原性： CO+CuO △ Cu+CO2 （非置换反应） 应用：冶金工业 ‎ 现象：黑色的氧化铜逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊。‎ Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2（现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，石灰水变浑浊。）‎ 除杂：CO[CO2] 通入石灰水 或氢氧化钠溶液： CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O ‎ CO2[CO] 通过灼热的氧化铜 CO+CuO △ Cu+CO2‎ ‎ CaO[CaCO3]只能煅烧（不可加盐酸） CaCO3高温CaO+CO2↑‎ 注意：检验CaO是否含CaCO3加盐酸 ：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑‎ ‎ （CO32-的检验：先加盐酸，然后将产生的气体通入澄清石灰水。）‎ ‎4、自然界中碳的循环 ‎（1）大气中二氧化碳产生的主要途径 化石燃料的燃烧、动植物遗骸被生物分解、动植物呼吸 ‎（2）大气中二氧化碳的消耗 二氧化碳溶于水、植物的光合作用 ‎5、C、CO、CO2的转化 ‎6、应用 ‎（1）利用了CO2不能燃烧，也不支持燃烧，密度比空气大的性质，做灭火剂。‎ ‎（2）CO2能与NaOH反应，解释NaOH溶液露置空气中变质现象。‎ CO2能与Ca(OH)2反应产生白色沉淀，利用这一反应检验CO2或Ca(OH)2溶液 ‎（3）一氧化碳作为还原剂冶炼金属，并注意尾气处理。‎ ‎（4）CO2、CO的性质与功用、危害关系 物质 性质 功用或危害 CO2‎ 大气中二氧化碳含量增加，地表热量不易散发 温室效应加剧 干冰升华吸热 人工降雨 绿色植物在阳光照射下，把CO2和H2O转化成糖 光合作用、大棚内气体肥料 通常条件下不能燃烧，不支持燃烧 灭火 CO 可燃性，燃烧产生热量 重要气体燃料 跟血红蛋白极易结合 缺氧中毒 ‎7、碳酸和碳酸盐 化学式 来源和性质 用途 CaCO3（大理石、石灰石）‎ 难溶于水，在高温下分解，能与酸反应 建筑材料 Na2CO3（碳酸钠俗称纯碱、苏打）‎ 易溶于水，水溶液显碱性，能与酸反应 食品、造纸、洗涤剂 NaHCO3（碳酸氢钠俗称小苏打）‎ 能溶于水，水溶液显碱性，不稳定，加热易分解 洗涤剂、灭火剂 B.硅 C.氯 ‎ 氯及其化合物 ‎【课标要求】‎ ‎1．通过实验了解氯气及其重要化合物的主要性质及在生产中的应用。‎ ‎2．认识氯气及其重要化合物对环境质量的的影响。‎ ‎【知识梳理】‎ 一、氯气的性质及用途：‎ ‎1．物理性质：‎ 常温下，氯气是黄绿色、有刺激性、能溶于水、比空气重、易液化的有毒气体。‎ ‎2．化学性质：‎ 氯气是化学性质很活泼的非金属单质。‎ ‎（1）与金属反应（与变价金属反应，均是金属氧化成高价态）‎ 如：①2Na＋Cl2 2NaCl（产生白烟）‎ ②Cu＋Cl2 CuCl2（产生棕黄色的烟）‎ ③2Fe＋3Cl22FeCl3（产生棕色的烟）‎ 注：常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应，所以液氯通常储存在钢瓶中。‎ ‎（2）与非金属反应 如：①H2＋Cl22HCl（发出苍白色火焰，有白雾生成）——可用于工业制盐酸 ‎   H2＋Cl22HCl（会发生爆炸）——不可用于工业制盐酸 ②2P＋3Cl22PCl3（氯气不足；产生白雾）‎ ‎2P＋5Cl22PCl5（氯气充足；产生白烟）‎ ‎（3）与水反应：Cl2＋H2O = HCl＋HClO ‎（4）与碱反应 Cl2＋2NaOH = NaCl＋NaClO＋H2O（用于除去多余的氯气）‎ ‎2Cl2＋2Ca(OH)2 = Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O（用于制漂粉精）‎ Ca(ClO)2＋CO2＋H2O = CaCO3↓＋2HClO（漂粉精的漂白原理）‎ ‎（5）与某些还原性物质反应 如：①2FeCl2＋Cl2 = 2FeCl3‎ ②2KI＋Cl2 = 2KCl + I2（使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色，用于氯气的检验）‎ ③SO2＋Cl2＋2H2O = 2HCl + H2SO4‎ ‎（6）与某些有机物反应 如：①CH4＋Cl2 CH3Cl + HCl（取代反应）‎ ②CH2=CH2＋Cl2 → CH2ClCH2Cl（加成反应）‎ ‎3．氯水的成分及性质：‎ 氯气溶于水得黄绿色的溶液----氯水。在氯水中有少部分氯分子与水反应，Cl2 + H2O = HCl + HClO (次氯酸)，大部分是以Cl2分子状态存在于水中。‎ 注意：（1）在新制的氯水中存在的微粒有：H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-；久置氯水则几乎是盐酸溶液 ‎ ① 一元弱酸，比H2CO3弱 ‎ （2）HClO的基本性质 ② 不稳定，2HClO === 2HCl + O2↑‎ ‎ ③ 强氧化性；‎ ‎ ④ 漂白、杀菌能力，使色布、品红溶液等褪色。‎ ‎（3）几种漂白剂的比较 漂白剂 HClO Na2O2（H2O2）‎ SO2‎ 活性炭 漂白原理 氧化漂白 氧化漂白 化合漂白 吸附漂白 品红溶液 褪色 褪色 褪色 褪色 紫色石蕊 先变红后褪色 褪色 只变红不褪色 褪色 稳定性 稳定 稳定 不稳定 ‎——‎ ‎4．氯气的制法：‎ 加热 ‎（1）实验室制法 ‎ 药品及原理：MnO2 + 4HCl（浓） MnCl2 + 2H2O + Cl2↑‎ 强调：MnO2跟浓盐酸在共热的条件下才反应生成Cl2，稀盐酸不与MnO2反应。‎ 仪器装置：发生装置---收集装置---吸收装置 实验步骤：检密—装药—固定—加热—收集 收集方法：向上排空气法 （或排饱和食盐水法）‎ 净化装置：用饱和食盐水除去HCl，用浓硫酸干燥 尾气处理：用碱液吸收 通电 ‎ （2）氯气的工业制法：（氯碱工业）‎ ‎2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑ + Cl2↑‎ 二、氯化氢的性质和实验室制法：‎ ‎1．物理性质： 无色、有刺激性气味的气体；极易溶于水 (1:500)其水溶液为盐酸。‎ ‎2．盐酸的化学性质：(挥发性强酸的通性)‎ ‎3．氯化氢的实验室制法：‎ ‎(1)药品及反应原理:‎ 加热 ‎ NaCl + H2SO4 === NaHSO4 + HCl↑ (不加热或微热)‎ ‎ NaHSO4 + NaCl Na2SO4 + HCl↑ (加热到500ºC—600ºC)‎ 加热 总反应式: 2NaCl + H2SO4 Na2SO4 + 2HCl↑‎ ‎(2)装置: 与制氯气的装置相似 ‎(3)收集方法: 向上排空气法 ‎(4)检验方法: 用湿润的蓝色石蕊试纸是否变红或用玻璃棒蘸浓氨水靠近是否有白烟产生 ‎(5)尾气处理: 用水吸收(倒扣漏斗)‎ 三、卤族元素：‎ ‎1．卤素及化合物的性质比较：‎ 氟 氯 溴 碘 单质物理性质 状态 气 气（易液化）‎ 液（易挥发）‎ 固（易升华）‎ 熔、沸点 熔、沸点逐渐升高 颜色 淡黄绿色 黄绿色 红棕色 紫黑色 密度 密度逐渐增大 X2与H2化合 条件 冷暗处 光照 加热 持续加热 程度 剧烈爆炸 爆炸 缓慢 化合同时分解 X2与H2O化合 反应 ‎2F2+2H2O=4HF+O2‎ X2 + H2O = HX + HXO 程度 剧烈 缓慢 微弱 极弱 水溶性 反应生成氢氟酸 水溶性依次减小，有机溶剂中溶解性依次增大 化合价 只有-1价 有-1、+1、+3、+5、+7等 含氧酸 化学式 无含氧酸 有HXO、HXO2、HXO3、HXO4等 强弱程度 同一价态的酸性依次减弱 卤化银 颜色 AgF（白）‎ AgCl（白）‎ AgBr（淡黄）‎ AgI（黄）‎ 水溶性 易溶 均难溶，且溶解度依次减小 感光性 难分解 见光均易分解，且感光性逐渐增强 ‎2．卤素元素的有关特性：‎ ‎（1）F2遇水发生置换反应，生成HF并放出O2。‎ ‎（2）HF是弱酸、剧毒，但能腐蚀玻璃4HF + SiO2 == SiF4↑ + 2H2O；HF由于形成分子间氢键相互缔合，沸点反常的高。‎ ‎（3）溴是唯一的液态非金属，易挥发，少量的液溴保存要用水封。‎ ‎（4）碘易升华，遇淀粉显蓝色；碘的氧化性较弱，它与变价金属反应时生成低价化合物。‎ ‎（5）AgX中只有AgF溶于水，且不具有感光性；CaF2中只有CaF2难溶。‎ ‎3．卤素间的置换反应及X-离子的检验：‎ ‎（1）Cl2 + 2Br- = Br2 + 2Cl-‎ ‎ Cl2 + 2I- = I2 + 2Cl-‎ ‎ Br2 + 2I- = I2 + 2Br-‎ 结论：氧化性：Cl2 > Br2 > I2； 还原性：I- > Br- > Cl- ‎ ‎（2）溴和碘在不同溶剂中所生成溶液（由稀到浓）的颜色变化 ‎ 溶剂 溶质 ‎ 水 ‎ 苯 ‎ 汽 油 四氯化碳 ‎ Br2‎ ‎ 黄 → 橙 橙 → 橙红 橙 → 橙红 橙→ 橙红 ‎ I2‎ 深黄→ 褐 淡紫 → 紫红 淡紫→ 紫红 紫→ 深紫 ‎ 密 度 ‎ ‎ ‎ 比 水 轻 ‎ 比 水 轻 比 水 重 ‎（3）X-离子的检验 ‎ Cl- 白色沉淀 ‎ Br- + AgNO3 + HNO3 浅黄色沉淀 ‎ I- 黄色沉淀