碳族元素

碳族元素（共2篇）

碳族元素 篇1

一、碳族元素

1.结构特点

画出C、Si的原子结构示意图和电子式，比较它们的相似与不同。

对学生的回答给予正确的评价，重复正确答案后板书。

相似点：最外层4e。

不同点：核电荷数、电子层数、原子半径。

一学生到黑板上板演，其余在草稿纸上写。

比较C、Si原子结构的异同。

板书

投影

组织讨论

2.性质变化规律

指导学生阅读课本1~2页，总结规律，填写下表：

(见附2)

从物质结构角度分析金刚石比晶体硅的熔点高的原因?

阅读课文，总结规律，填表。

讨论后回答：

都为原子晶体，但碳原子半径比硅的小，碳原子间键长比硅的短，键能比硅的大，所以熔点高。

讲解

实验

板书

下面我们通过实验比较碳和硅的非金属性强弱。

Mg2Si和盐酸反应

Mg2Si+4HCl=SiH4↑+2MgCl2

SiH4+2O2=SiO2+2H2O(自燃)

观察、比较硅烷、甲烷的.稳定性，确定非金属性碳比硅强。

展示

讲解

金刚石、石墨图片，C60结构图片，硅、锡、铅实物样品。

碳族元素从上到下由非金属递变为金属的趋势非常明显。碳族元素C、Si、Ge、Sn元素的+4价稳定，而+4价的Pb有强氧化性，Pb的+2价稳定。

观察、记忆：

C、Si：非金属

Ge：金属性比非金属性强

Sn 、Pb：金属

教 师 活 动

学 生 活 动

板书

讲解

投影小结

二、碳及其化合物的性质

碳族元素的代表物之一――碳及其化合物的知识我们已经学习过一部分下面分别讨论和总结：CH4、C、CO、CO2的氧化性和还原性――从碳的化合价分析;CO2、Na2CO3的化学性质――从物质类别分析。

(见附3)

分组讨论、总结：

一组：CH4、C

二组：CO、CO2

三组：Na2CO3

(举他反应实例)

实验

练习

将CO2通入澄清石灰水中，当出现大量沉淀时暂停实验。

继续通入CO2至沉淀完全溶解。

将a mol CO2通入含b mol Ca(OH)2的澄清石灰水中，讨论a∶b为何值时：

产物为CaCO3、H2O____________

产物为Ca(HCO3)2____________

产物为CaCO3 、Ca(HCO3)2、H2O___________

观察，写出有关化学方程式：

CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O

观察，写出有关化学方程式：

CaCO3+ CO2+H2O=Ca(HCO3)2

(一学生黑板板书)

练习、讨论。

a∶b=1∶1

a∶b=2∶1

1∶1< a∶b<2∶1

实验

将上述实验得到的清液分成两份：

一份加入浓盐酸。

一份加入澄清石灰水。

观察并根据反应现象写出有关化学方程式和离子方程式。

2HCl+ Ca(HCO3)2=CaCl2+2CO2↑+2H2O

Ca(OH)2+ Ca(HCO3)2=2CaCO3↓+2H2O

OH +HCO3 +Ca =CaCO3↓+H2O

(两位学生黑板板书)

讨论后得出结论：

弱酸的酸式盐既可以和强酸反应又可以和强碱反应。

小结提问

碳族元素重要性质规律性变化的原因是什么?可从哪几方面讨论非金属单质和化合物的化学性质?

碳族元素的一些重要物理性质和化学性质发生规律性变化的原因，是它们的电子层和核电荷数的增加而引起的。

非金属元素单质及化合物的化学性质可以从元素化合价和物质所属类别入手分析。

作业

课本第2页1、2题。

随堂检测

1.下列气态氢化物中最不稳定的是_________。

A.CH4 B.SiH4 C.H2O D.HCl

2.将下列物质按酸性由强到弱的顺序排列________________。

H2CO3、H2SiO3、HNO3、H3PO4。

3.将0.8molCO2通入含1molNaOH的溶液中，求反应后溶液中CO3 和HCO3 的物质的量之比。

随堂检测答案

1.SiH4 2.HNO3 H3PO4 H2CO3 H2SiO3 3. 1∶3

碳族元素 篇2

在“碳族元素”章节里, 经常考查的知识点不是太多, 但不少的试题命题者往往设置“陷阱”, 学生解题时稍有不慎就会落入圈套, 不能正确解答.下面举例说明:

一、机械类推出错

例1 Fe3O4 可以写成FeO·Fe2O3, 若看成一种盐时, 又可以写成Fe[FeO2]2, 根据化合价规律和这种书写方法, 若将Pb3O4用上述氧化物形式表示, 其化学式可写成 __, 看成盐时可写成__ , 等物质的量的Fe3O4 和Pb3O4 分别在一定条件下和浓盐酸反应时, 消耗的盐酸量相同, 写出Fe3O4、Pb3O4与盐酸反应的化学方程式__.

错解:如果不注意Fe3O4 和Pb3O4 中铁、铅化合价不同以及Fe3+、Pb4+、Cl2三者氧化性强弱不同, 就机械模仿, 则会得出错误结论:将Pb3O4 类比Fe3O4 , Pb3O4写成PbO·Pb2O3、

正解:类比时一方面遵守化合价规则和Fe3O4书写方法, 另一方面因Fe3O4中Fe为

+2、+3价, 而Pb3O4 中Pb为+2、+4价, 故Pb3O4 中有一个+4价的铅原子和两个+2价的铅原子.不难得出:Pb3O4 氧化物形式为2PbO·PbO2 , 写成盐时为Pb2[PbO4];氧化性强弱顺序:Pb4+>Fe3+>Cl2, Fe3O4 和Pb3O4 与盐酸反应情况不同, 化学方程式如下: 将盐酸中的Cl-氧化为Cl2, Pb4+被还原Pb2+,

二、思维定势出错

例2 往下列溶液中通入过量的CO2, 将会看到白色沉淀的是 ( )

(A) CaCl2溶液 (B) 澄清石灰水

(C) 饱和碳酸钠 (D) Na2SiO3溶液

错解:解答此题时学生容易根据已掌握的知识——NaHCO3属于钠盐, 不可能生成白色沉淀, 而忽略NaHCO3相比Na2CO3溶解度较小的事实而漏选 (C) .

正解: (A) 选项CO2与CaCl2溶液不反应 (因为较弱的酸不能制取较强的酸) ; (B) 选项把CO2气体通入氢氧化钙饱和溶液, 发生反应为

CaCO3沉淀溶解, 最终不能出现浑浊; (C) 选项因CO2与Na2CO3会发生如下反应:由于碱金属碳酸氢盐溶解度小于碳酸盐 (注意:对于ⅡA族元素则恰好相反) , 同时反应中消耗了水, 因此往饱和碳酸钠溶液中通入二氧化碳会有沉淀 (碳酸氢钠) 析出; (D) 选项因为, 过量的CO2不会使H2SiO3沉淀溶解.故本题答案为 (C) 和 (D) .

三、解题技巧脱离知识载体出错

例3 纯净的碳酸氢钙试样可在高温下分解, 当剩余的固体物质的质量为原试样质量的一半时, 碳酸氢钙的分解率是 ( )

(A) 50% 75%

(C) 92.7% (D) 100%

错解:若根据反应方程式:Ca (HCO3) 2$\underset{}{\overset{\text{高}\text{温}}{=}}\text{C}\text{a}\text{C}\text{Ο}{}_3+\text{Η}{}_2\text{Ο}+\text{C}\text{Ο}$2↑, 直接用差量法进行计算, 就会选择75%这个选项, 或没有领会题意的实质, 随意估算, 则会错选50%.

正解:应从实际反应情况出发考虑, 可能发生两个化学方程式:

$\text{C}\text{a}(\text{Η}\text{C}\text{Ο}{}_3){}_2\underset{}{\overset{\text{高}\text{温}}{=}}\text{C}\text{a}\text{C}\text{Ο}{}_3+\text{Η}{}_2\text{Ο}+\text{C}\text{Ο}$${}_2\uparrow ‚\text{C}\text{a}\text{C}\text{Ο}{}_3\underset{}{\overset{\text{高}\text{温}}{=}}\text{C}\text{a}\text{Ο}+\text{C}\text{Ο}$2↑, 据此作出定性判断:Ca (HCO3) 2 的相对分子质量为162, CaCO3的相对分子质量为100, 当Ca (HCO3) 2 完全分解时, 其质量为原试样质量的61.7%, 而此时剩余的固体质量为原试样质量的一半, 通过这一矛盾的数据说明巳有部分CaCO3发生了分解, 以此推出碳酸氢钙的分解率为100%.故本题答案为 (D) .

四、反应本质认识不清出错

例4 将足量CO2通入KOH和Ca (OH) 2的混合液中, 生成沉淀的物质的量 (n) 和通入CO2体积 (V) 的关系正确的是 ( )

错解:忽视体系中KOH的存在, 没有考虑反应顺序.根据CO2与Ca (OH) 2的反应关系:

解题时若忽视了KOH的存在, 只根据可知:在

Ca (OH) 2一定的情况下, 参加反应 (1) 的CO2和参加反应 (2) 的CO2的物质的量 (体积) 为1∶1, 即产生CaCO3沉淀所需的二氧化碳和使沉淀CaCO3溶解消耗的二氧化碳的物质的量之比为1∶1.而错误认为该题的图象为 (C) .

正确:在原溶液体系中同时存在Ca2+、OH-、K+等离子, 当往体系中通入二氧化碳气体时, 二氧化碳先与OH-反应生成CO${}_3^{2-}$, 而CO${}_3^{2-}$与Ca2+作用生成CaCO3沉淀.根据体系中量的关系, 当CaCO3充分反应时, 溶液中仍然存在OH-离子, 此时继续通入CO2, CO2要先和OH-反应, 待两者充分反应后, 再通入CO2时才与沉淀CaCO3发生反应, 此时CaCO3开始溶解, 直到全部溶解完.故本题答案为 (D) .