高中化学-碳族方面试题的解题方法与技巧

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一、硅及其化合物：

注意

1、不要混淆二氧化硅和硅的用途：用于制作光导纤维的是SiO₂，用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅。

2、水晶、石英、玛瑙的主要成分是SiO₂；珍珠的主要成分是CaCO₃；钻石是金刚石；宝石的主要成分是Al₂O₃。

 

方法技巧：

1、三种“反常”

（1）还原性强弱规律反常：SiO₂＋2CSi＋2CO↑，该反应中C作还原剂， SiO₂中硅原子得电子，而失电子的能力Si＞C。这反常情况可从化学平衡的角度理解，由于产物CO为气体，能及时离开反应体系降低了生成物的浓度，促使反应向正反应方向进行。

（2）强酸制弱酸规律反常：

Na₂CO₃＋SiO₂Na₂SiO₃＋CO₂↑

CaCO₃＋SiO₂CaSiO₃＋CO₂↑。

一般情况下，因为碳酸的酸性比硅酸强，溶液中可发生反应Na₂SiO₃＋CO₂＋H₂O=H₂SiO₃↓＋Na₂CO₃，即符合“较强酸制较弱酸”的复分解反应规律。而上述反应之所以能进行，是因为该反应是在高温干态条件下进行的，可从化学平衡角度理解，高温时，SiO₂这种高沸点、难挥发的固体制得了低沸点、易挥发的CO₂气体，因CO₂生成后离开反应体系，使反应向右进行到底。

（3）氧化物的反应规律反常：一般情况，碱性氧化物＋酸―→盐＋水，SiO₂是酸性氧化物却能与氢氟酸反应：SiO₂＋4HF＝SiF₄↑＋2H₂O(SiF₄不属于盐)。

 

2、五种溶液：通入过量CO₂后溶液仍浑浊，符合条件的五种溶液是：

①Na₂SiO₃溶液；②NaAlO₂溶液；③苯酚钠溶液；

④饱和的Na₂CO₃溶液；⑤饱和NaCl的氨溶液(侯氏制碱原理)。

3、八个反应：常见非金属置换出非金属的反应：

2H₂＋SiCl₄Si＋4HCl

C＋H₂O(g) CO＋H₂

2C＋SiO₂Si＋2CO↑

O₂＋2H₂S2S↓＋2H₂O

2F₂＋2H₂O=4HF＋O₂

Cl₂＋2NaBr=2NaCl＋Br₂

二、碳、硅的氧化物

1、一氧化碳：

（1）物理性质：无色气体，有毒，难溶于水。

（2）化学性质：

①燃烧：CO燃烧产生淡蓝色火焰，2CO＋O₂2CO₂。

②还原CuO：Cu＋COCu＋CO₂（冶炼金属）。

 

2、二氧化硅和二氧化碳：

注意

玻璃中含有SiO₂，SiO₂能够与碱液缓慢反应，带玻璃塞的玻璃试剂瓶一般都是磨砂口的，接触非常严密，接触碱液时间长了会生成具有黏合性很强的Na₂SiO₃水溶液，从而使瓶塞与瓶颈黏在一起，不易分开。

 

方法技巧：

1、熟记可用CO₂制取的弱酸：碳酸酸性比硅酸、次氯酸、偏铝酸等强，将CO₂气体通入Na₂SiO₃、NaClO、NaAlO₂盐溶液中，均能发生反应而生成相应的弱酸和碳酸(氢)盐，这是“强酸制弱酸”原理的应用。。

 

2、反应顺序的判断：当有多种组分与一种物质反应时，判断反应顺序的方法：先假设与其中的一种组分反应，若产物还能与另一种组分反应，则假设错误。如将CO₂通入KOH、Ba(OH)₂混合溶液中，假设CO₂先与KOH反应，则生成的K₂CO₃会与Ba(OH)₂继续反应生成BaCO₃，故假设错误，应该是CO₂先与Ba(OH)₂反应。

 

3、CO₂与碱反应产物的定量判断：以CO₂与NaOH溶液反应为例：CO₂＋2NaOHNa₂CO₃＋H₂O、CO₂＋NaOH＝NaHCO₃，当n(OH^－)∶n(CO₂)的值不同时产物如下：

三、硅酸盐及其无机非金属材料

1、由硅、氧和金属组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。硅酸盐的表示方法：硅酸盐的种类很多，结构复杂，其组成的表示方法有两种：

（1）盐化学式法：如：硅酸钠Na₂SiO₃，硅酸钙CaSiO₃等。此法一般用于表示组成较简单的硅酸盐。

（2）氧化物法：如黏土：Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O；石棉：CaO·2MgO·4SiO₂。

 

2、无机非金属材料分类

方法技巧：

硅酸盐改写成氧化物形式的方法技巧：

（1）氧化物的顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。

（2）氧化物前系数配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数。

注意事项：

①氧化物之间以“·”隔开；

②系数配置出现分数应化为整数。如：黏土：Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O；石棉：CaO·2MgO·4SiO₂。