强酸制弱酸什么意思(碳和硅及其它们的化合物)

一,碳及其化合物与硅及其化合物的转化关系


二,重要物质的性质

1,碳及其化合物

碳单质具有还原性,一氧化碳具有还原性,二氧化碳具有酸性氧化物的通性。

C+CO2===2CO(反应条件高温)

C+H2O(g)===CO+H2(反应条件高温)

2C+SiO2===Si+2CO↑(反应条件高温)

注意:由于C过量,SiO2与C反应产物是CO而不是CO2,该反应用于工业上制备粗硅,必须在隔绝空气的条件下进行。

2,硅及其化合物

硅单质具有还原性,二氧化硅具有酸性氧化物的通性,硅酸是难溶性的弱酸。

Si+4HF===SiF4↑+2H2↑

Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑

SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O

SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O

SiO3 2-+2H+===H2SiO3↓

Na2SiO3+CO2+H2O===H2SiO3↓+Na2CO3

注意:氢氟酸不能用玻璃容器盛放,NaOH溶液能用玻璃试剂瓶,但不能用玻璃塞。

三,硅及其化合物的特殊性质

(1)Si的还原性大于C,但C却能在高温下从SiO2中还原出Si:2C+SiO2===Si+2CO↑,因为反应条件是高温,产物一氧化碳是气体,符合熵增原理。

(2)非金属单质跟碱溶液作用一般无H2放出,但Si能跟强碱溶液作用放出H2:Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑,反应方程式和铝相似。

(3)非金属单质一般不跟非氧化性酸作用,但Si能跟氢氟酸作用:Si+4HF=SiF4↑+2H2↑。可以理解成氢氟酸的特殊性。

(4)非金属氧化物一般为分子晶体,但SiO2为原子晶体。

(5)酸性氧化物一般不与酸作用,但SiO2能与HF作用。

(6)H2CO3的酸性大于H2SiO3,所以有Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3,即强酸制备弱酸。但高温下Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑也能发生,原因可以从两方面解释:①硅酸盐比碳酸盐稳定;②从化学平衡角度,由SiO2高沸点难挥发固体制得低沸点易挥发的CO2,符合熵增原理。

(7)无机酸一般能溶于水,但H2SiO3及H4SiO4却难溶于水。

(8)硅酸钠水溶液俗称“泡花碱”或水玻璃,却是盐溶液。

(9)一般情况下,金属(Na、K)能转换出水中的氢,C在高温下也能置换出H2O中的氢:C+H2O(g) = H2+CO。

(10)SiO2不导电,是用作光导纤维的材料;Si是半导体,是用作光电池的材料。水泥、玻璃与陶瓷是三大传统无机非金属材料;碳化硅、氮化硅等是新型无机非金属材料。