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阜阳二中化学竞赛碳族元素


碳族元素

一、 碳
1、碳单质

二、 碳的化合物
1、CO(Carbon monoxide) (1)制法: H SO (浓) HCOOH CO + H2O (2)主要化学性质 (I)作为一种配体,能与一些有空轨道的金属原子或离子 形成配合物。如:Fe(CO)5、Ni(CO)4、Cr(CO)6
2 4

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Cu(NH)2CH3COO + CO + NH3 = Cu(NH3)2.CH3COO.CO
(II)还原性 CO + PdCl2 + H2O = CO2 + Pd + 2HCl (iii)与非金属作用: CO + 2H2 ==== CH3OH CO + 3H2 ===== CH4 + H2O CO + Cl2 ====== COCl2 (检验CO)

Mn+与可溶性碳酸盐的反应特点
1. Mn+电荷高,极易水解,如 Al3+,Fe3 +,Cr3+ 加入CO32-互

相促进,发生双水解反应。
Al2(SO4)3+Na2CO3+H2O == Al(OH)3+Na2SO4+CO2

2. Mn+可水解,其氢氧化物溶解度与碳酸盐差不多,生成
碱式盐沉淀,如Be2+,Mg2+,Cu2+。
2 Mg2+ +2 CO32- +H2O == Mg2(OH)2CO3+CO2 2 Be2+ +2 CO32- +H2O == Be2(OH)2CO3+CO2

3. Mn+ 水解程度小,碳酸盐溶解度小,生成碳酸盐沉淀,

如Ca2+,Sr2 +,Ba2 +: Ba2 + +CO32- == BaCO3

硅 1、性质: Si + 4OH- = SiO44- + 2H2 Si + 4HF(aq) = SiF4 + 2H2 Si(s) + O2(g) = SiO2(s) ΔG = -805kJ

2、制备: SiO2 + 2C(s) = Si(s) + 2CO(g) Δ H = -690kJ ΔS = 0.361kJ/K
SiO2 + CaC2 = Si + Ca + 2CO SiH4 == Si + 2H2

3、硅烷: Mg2Si + 4HCl = SiH4 + 2MgCl2 SiCl4 + LiAlH4 = SiH4 + LiCl + AlCl3 SiH4 + 2O2 = SiO2 + 2H2O

4、卤化硅 (1)SiF4:SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O

BaSiF6 ==== BaF2 + SiF4(g) SiF4 + 2H2O == SiO2 + 4HF SiF4 + 2Na2CO3 + 2H2O == 2Na2SiF6 + H4SiO4 + 2CO2 (防止污染) SiF4 + 2F- = SiF62- ΔH = -130.5kJ Na2SiF6 + 2H2O == 2NaF + SiO2 + 4HF

300~350? C

三、 锡、铅的重要化合物
1、 单质
SnO2 + C == Sn + CO2

白锡 锡 疫 ↓161℃以上
脆锡(斜方)

13.2℃以下

灰锡(无定形)

2Pb+O2+CO2+H2O == Pb2(OH)2CO3

2、Pb2+的难溶性及Pb(Ⅳ)的氧化性
PbCO3↓ (白) PbCrO4↓(黄)

PbCl2 ↓(白)
PbI2 ↓(黄)

PbSO4 ↓ (白)
PbS ↓(黑)

PbCO3+2HNO3 → Pb(NO3)2+H2O+CO2↑
PbSO4+OH-(过量) → [Pb(OH)3] -+SO42- PbSO4+NH4Ac(饱和) → Pb(Ac)3-+SO42-+NH4+

如何使这些 沉淀溶解?

醋酸铅俗名叫 “铅糖”,甜,

PbS + HNO3 →Pb2++ S↓+NO↑+H2O PbS + HCl(浓) == H2[PbCl4] + H2S↑
PbS + H2O2 → PbSO4↓+H2O

现出土的古代壁画、泥桶常常是黑的,

因为古代人用铅白作白颜料,铅白与H2S作
用成PbS黑色沉淀,因此可用此法使之变白。

PbCrO4 + HNO3 == Pb2+ + Cr2O72-+ NO3-

PbCl2 、PbI2 溶于热水 PbCl2 + HCl == H2[PbCl4] PbI2 + KI == K2[PbI4] 沉淀互相转化:
Na2SO4

Pb(NO3)2

PbSO4↓(白) PbS ↓

KI

PbI2 ↓(黄)
Na2CO3

PbCO3 ↓(白)

PbO2(棕黑) 强氧化剂
能氧化HCl,H2SO4,Mn2+ Pb3O4 红色

铅丹(2PbO· PbO2)
Pb3O4 + HNO3 == Pb(NO3)2 + PbO2 + H2O
K2CrO4

沉淀分离出来: PbO2+HCl(浓) PbO2 + Mn2+ + H+

PbCrO4↓
△ △

PbCl2 + Cl2↑ MnO42- + Pb2+ + H2O

专题讨论
1 、惰性电子对效应
主 要 是 6s2 电 子 对 的 惰 性

ⅢA
B Al Ga In Tl +1 ns2

ⅣA
C Si Ge Sn Pb +2 ns2

ⅤA
N P As Sb Bi +3 ns2

ns2np1 ns2np2 ns2np3

2 越与 的来族 氧越数 化不对 态稳应 愈定的 来,最 愈与高 稳族氧 定数化 差态

Tl3++ H2S == Tl2S + S + H+ Tl + HCl == TlCl + H2 PbO2 + 4HCl(浓) == PbCl2 + Cl2 + 2H2O
PbO2 + 2H2SO4 == 2PbSO4 + O2+ 2H2O
Ag +

5PbO2+ 2Mn2+ + 4H+ == 5Pb2+ +2MnO4- + H2O 5NaBiO3(s)+2Mn2++14H+ ==

2MnO4+5Na++5Bi3++7H2O


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