年高考化學(xué) 碳族元素

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1、第40講碳族元素一、要點(diǎn)精講1、碳族元素的組成和結(jié)構(gòu)①碳族元素包括：碳（C）、硅（Si）、鍺（Ge）、錫（Sn）、鉛（Pb）5種元素，位于元素周期表的ⅣA族。②碳族元素原子最外層有4個(gè)電子，其最高正價(jià)為+4價(jià)，最高價(jià)氧化物及其水化物的化學(xué)式分別表示為RO2、H2RO3或H4RO4或R(OH)4，氣態(tài)氫化物的化學(xué)式表示為RH4。隨著原子序數(shù)的增大，碳族元素的原子半徑依次增大。③碳族元素由于位于活潑的金屬向活潑的非金屬過(guò)渡的中間位置，故在化學(xué)反應(yīng)中不易得到或失去電子，易形成共價(jià)鍵，難形成離子鍵。碳元素形成的單質(zhì)（金剛石）硬度最大；碳元素形成的種類(lèi)最多；在所有非金屬形成

2、的氣態(tài)氫化物中，甲烷中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大；硅在地殼中的含量?jī)H次于氧，其單質(zhì)的晶體是一種良好的半導(dǎo)體材料。2、碳族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律隨著原子序數(shù)的增大，碳族元素由非金屬元素逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘僭?，即金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱，最高價(jià)含氧酸的酸性逐漸減弱，堿性逐漸增強(qiáng)；氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱，還原性逐漸增強(qiáng)。3、碳族元素的特殊性①碳族元素的主要化合價(jià)有+2和+4，其中碳和硅有負(fù)價(jià)。碳族元素在化合物中多以+4價(jià)穩(wěn)定，而鉛在化合物中則以+2價(jià)穩(wěn)定。鉛的+4價(jià)化合物在化學(xué)反應(yīng)中易得到電子，具△有強(qiáng)氧化性，PbO2+4HCl(濃)PbCl2+Cl2↑+2H2O。而+2

3、價(jià)錫的化合物具有較強(qiáng)的還原性，例實(shí)驗(yàn)室保存的SnCl2溶液易被空氣氧化，故制時(shí)常加入金屬錫。②單質(zhì)鉛的顏色為藍(lán)白色，其熔點(diǎn)比錫高。鉛的金屬性比錫強(qiáng)，但鉛的金屬活動(dòng)性比錫弱。這兩者本質(zhì)上沒(méi)有矛盾，因金屬活動(dòng)性順序表中，金屬的活潑性是指金屬?gòu)乃峄蛩兄脫QH+的能力，因此單質(zhì)錫的活潑性比單質(zhì)鉛強(qiáng)，表明錫從酸或水中置換出氫氣的能力比鉛強(qiáng)；而錫元素的金屬性比鉛弱是指錫元素的原子失去電子的能力比鉛元素的原子弱。二、典例解析【例1】科學(xué)家預(yù)測(cè)，原子序數(shù)為114的元素具有相當(dāng)穩(wěn)定的同位素，它的位置在第7周期ⅣA族，稱(chēng)為類(lèi)鉛。關(guān)于它的性質(zhì)，預(yù)測(cè)錯(cuò)誤的是A．它的最外層電子數(shù)為4B．它

4、具有+2、+3、+4價(jià)C．它的金屬性比鉛強(qiáng)D．將銅放到114號(hào)元素的硝酸鹽溶液后，會(huì)得到114號(hào)元素單質(zhì)【例2】根據(jù)錫、鉛的主要化合價(jià)及其穩(wěn)定性，完成下列填空：（1）錫的+2價(jià)化合物應(yīng)具有較強(qiáng)的_______性，鉛的+4價(jià)化合物應(yīng)具有較強(qiáng)的_______性。（2）已知Sn2+的還原性比Fe2+的還原性強(qiáng)，PbO2的氧化性比Cl2的氧化性強(qiáng)。試寫(xiě)出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：①氯氣與錫共熱_______________________________；②氯氣與鉛共熱____________________________；③PbO2與濃鹽酸共熱______________

5、________________；④把棕色的PbO2投入亞硫酸溶液中充分反應(yīng)，可觀察到棕色PbO2逐漸變成白色固體物質(zhì)______________________________。三、當(dāng)堂反饋1．下列關(guān)于SiO2和CO2的敘述中不正確的是A．晶體熔化時(shí)均需破壞化學(xué)鍵B．均是酸性氧化物，均能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)C．均能與固體Na2CO3及焦炭反應(yīng)D．SiO2用于制光導(dǎo)纖維，干冰可用于人工降雨2．某些保健品中含有的鍺元素（Ge）位于周期表的第四周期ⅣA族，有關(guān)鍺的敘述中正確的是A．鍺的原子序數(shù)為34B．鍺的金屬性比錫強(qiáng)C．Ge可形成Na2GeO3的鹽D．單質(zhì)鍺是半導(dǎo)體材料3

6、．在120℃、101.3kPa條件下，有2LH2O、2LCO、1LCO2、0.5LO2和1LH2組成的混合氣體。將混合氣體通過(guò)分別放有足量Cu粉、C粉和CuO粉的三個(gè)灼熱的反應(yīng)管。假設(shè)氣體通過(guò)每個(gè)反應(yīng)管都能充分反應(yīng)，且不論三個(gè)反應(yīng)管以何種順序排列，問(wèn)：（1）尾氣是否有可能是單一氣體？答：________（填“可能”或“不可能”）。若可能，該氣體是__________。（2）原氣體中是否有幾種（或一種）不可能再存在于尾氣之中？答：（填“有”或“沒(méi)有”）。若有，它們（或它）是__________。（3）原氣體中是否有幾種（或一種）肯定存在于尾氣中？答：（填“有”或“沒(méi)

7、有”）。若有，它們（或它）是__________。4．（2004年北京理綜，29）有三種不同質(zhì)量比的氧化銅與炭粉的混合物樣品①②③。甲、乙、丙三同學(xué)各取一種樣品，加強(qiáng)熱充分反應(yīng)，測(cè)定各樣品中氧化銅的量。（1）甲取樣品①?gòu)?qiáng)熱，若所得固體為金屬銅，將其置于足量的稀硝酸中微熱，產(chǎn)生1.12L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則樣品①中氧化銅的質(zhì)量為_(kāi)_______________。（2）乙取樣品②ag強(qiáng)熱，生成的氣體不能使澄清的石灰水變渾濁。再將反應(yīng)后的固體與足量的稀硝酸微熱，充分反應(yīng)后，有bg固體剩余，該剩余固體的化學(xué)式為_(kāi)______。樣品②中氧化銅的質(zhì)量為_(kāi)________g（以

8、含a、b的