抓对比 抓特殊  抓基点

学好碳族元素的关键

                           （四川省 仁寿一中 夏俊清 620500）

 

碳族元素是从非金属性向金属性变化规律相当典型的一族元素，这对复习巩固周期律和物质结构理论有重要的作用。碳及其化合物在初中已经有较多地学习，本章着重学习硅及其化合物。那么，要学好本章知识，关键在于“三抓：。

一、          抓对比，学知识:

       1、 由于学生对碳及其化合物的结构和性质已经比较熟悉，而碳与硅在同一主族,它们的结构和性质具有很多相似的地方，也有不同的地方。所以,抓住它们相似点和不同点进行比较，这样便于学习新的知识。如从以下几个方面来对比学习碳与硅在结构和性质上的异同点：

（1）、结构：最外层都有4个电子，碳的原子半径小于硅的原子半径。

（2）、物理性质：都具有较高的熔沸点，较大硬度。金刚石的熔沸点、硬度都高于或强于晶体硅。金刚石是绝缘体、石墨是电的良导体，而Si是半导体。

（3）、化学性质：常温时都很稳定，都能跟O₂反应; Si能跟HF、NaOH溶液反应，而C不能。

由于硅在常温下性质稳定，限于反应的条件，难以在课堂上做实验，因此在学习中应多采用对比的方法，通过对比找出碳与硅在结构和性质上的异同点，由碳的性质推出硅的一些性质，使学生进一步树立“结构决定性质”的观点。

2、对SiO₂性质的学习同样也采用对比的方法，根据SiO₂和CO₂都是酸性氧化物这一特点，把他们的性质一一列出，引导学生逐一分析对比：

  

		CO2	SiO2
存在		空气	存在于岩石中，硅石、石英、水晶、硅藻土都含SiO2
物理性质		熔、沸点低，常温时是气体，微溶于水	坚硬难溶的固体，不溶于水。
化学性质	1与水	CO2+H2O==H2CO3	不反应
	2与酸	不反应	除氢氟酸外不反应
	3与NaOH溶液	CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O	SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
	4与CaO	CO2+CaO==CaCO3	SiO2+CaO=高温==CaSiO3
用途		饮料、制碱	光导纤维、化学仪器、光学仪器、钟表、电子部件等。

    这样使学生学会运用对比的方法学习元素化合物的知识，并通过对比加深对SiO₂的化学性质的认识，培养学生运用物质的类别、属性推断物质的性质的学习方法。

二、抓特殊，记特性：

硅及其化合物有很多特殊性的地方，如：

1、  非金属单质与碱溶液作用一般无H₂放出，但Si却放出H₂ :

Si+2NaOH+H₂O===Na₂SiO₃+2H₂O

2、  非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但Si能与HF作用：

Si+4HF===SiF₄ +2H₂↑

3、  非金属单质一般为非导体，但Si为半导体。

4、SiO₂是H₂SiO₃的酸酐，但它不溶于水，不能直接将它与水作用制备H₂SiO₃。

5、非金属氧化物的熔、沸点一般较低，但SiO₂的却很高。

6、酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO₂能跟HF作用：

SiO₂+4HF===SiF₄↑ +2H₂O

7、无机酸一般易溶于水，H₂SiO₃却难溶于水。

8、因H₂CO₃的酸性强于H₂SiO₃,但在高温下：

Na₂CO₃+SiO₂^高温=== Na₂SiO₃+CO₂↑也能进行。

9、Na₂SiO₃的水溶液称水玻璃，但它却与玻璃的成分大不相同。硅酸钠的水溶液（即水玻璃）称泡花碱，但它却是盐的溶液，并不是碱溶液。

三\抓基点，扩知识：

《碳族元素》这一章看似平平常常，学习中假如能抓住某些知识“基点”，进行挖掘和演译，就能进一步深化和扩展知识。如：

1、抓住碳酸的酸性强弱来扩展：

H₂CO₃的酸性比H₂SiO₃、HCIO、HAIO₂都要强，根据反应规律：

  较强酸+弱酸盐====较强酸盐+弱酸

可推广得到下列反应：

（1）、CO₂通人NaAIO₂溶液：

      CO₂+NaAIO₂+2H₂O====AI(OH)₃↓ +NaHCO₃

或CO₂+2NaAIO₂+3H₂O====2AI(OH)₃↓ +Na₂CO₃（因为HCO₃^—电离能力比HAIO₂还强）

         （2）、CO₂通入Na₂SiO₃ 或NaCIO溶液中，CO₂转变为HCO₃^—：

2CO₂+Na₂SiO₃+H₂O===H₂SiO₃+2NaHCO₃

CO₂+NaCIO+H₂O===NaHCO₃+HCIO

2、抓住“硅的亲氟性”来扩展：

硅及其化合物易与F₂ 、HF等反应生成SiF₄，可得到如下反应式：

（1）、Si与 HF、F₂反应：

      Si+2F₂===SiF₄    Si+4HF===SIF₄+2H₂↑

  (2)、SiO₂ 与 HF反应：

       SiO₂+4HF===SiF₄+2H₂O

           由此可理解氢氟酸不能盛装在玻璃器皿中的原因。

3、抓住“反常反应”来扩展：

从氧化还原反应角度分析，碳、硅有许多“反常反应”，但都可以从反应本身找到原因，从而扩展知识。

      ^4e-

如；SiO₂+2C==^高温=Si+2CO↑

显然失电子能力Si>C,但上述反应中C作还原剂，SiO₂中硅得到电子。原因是由于产物CO属于气体易逸出，促使反应向正方向进行。类似的还有：

C+FeO=^高温==Fe+CO↑

     此文已发表在《中学化学教学参考》2004年第6期上