抓對比 抓特殊  抓基點

學好碳族元素的關鍵

                           （四川省 蜜疯直播一（yī）中 夏俊清 620500）

 

碳族元素是從非金屬（shǔ）性向金屬性變化規律相當典型的一族元素，這對複習鞏固周期律和物（wù）質結構理論有重要的作用。碳及（jí）其化合（hé）物在初中已（yǐ）經（jīng）有較多地學習，本章著重學習矽及其化（huà）合物。那麽，要學好本章知識，關鍵在於“三抓：。

一、          抓對比（bǐ），學（xué）知（zhī）識:

       1、 由於學生對碳及其化合物的結構和（hé）性質已經比較熟悉，而碳與矽在（zài）同一主族,它們的結構（gòu）和性質具有很多相似的地方，也有不同的地方。所以,抓住它們相似點和不同點進行比較，這樣便於學習新的知識。如從以下（xià）幾個方麵來對比學（xué）習碳與矽在結構和性質（zhì）上的異（yì）同點：

（1）、結構：最外層都有4個電子，碳的原子半徑小於矽的原子半徑。

（2）、物理性質：都具（jù）有較高的熔沸點，較（jiào）大（dà）硬度。金剛石的熔（róng）沸點（diǎn）、硬度（dù）都高於或強於晶體矽（guī）。金剛石是絕緣體、石墨是電的良導體，而Si是半（bàn）導（dǎo）體。

（3）、化學（xué）性質：常溫時都很穩定（dìng），都能跟O₂反應; Si能跟HF、NaOH溶液反（fǎn）應，而C不能。

由於矽在常溫下性質穩定，限（xiàn）於反應的條件，難以在（zài）課堂上做實驗，因此在學習中應多采用（yòng）對比的方法，通過對比找出碳與矽在結構和性質上的異同點，由碳的（de）性質推出矽的一些性質，使學生進一步樹立“結構決定性質”的觀點。

2、對SiO₂性質（zhì）的學習同（tóng）樣也采用（yòng）對比的方法，根據SiO₂和CO₂都是酸性氧化物（wù）這一特點，把他們的性（xìng）質一一列出，引導學生逐一分析對比：

  

		CO2	SiO2
存在		空氣	存在於岩石中，矽石、石英、水晶、矽藻土都含SiO2
物理性質		熔、沸（fèi）點低（dī），常溫時是氣體，微溶於水	堅硬難溶的固體，不溶於水。
化學性質	1與水	CO2+H2O==H2CO3	不反應（yīng）
	2與酸	不反應	除氫氟酸外不反應
	3與NaOH溶（róng）液	CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O	SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
	4與CaO	CO2+CaO==CaCO3	SiO2+CaO=高（gāo）溫==CaSiO3
用途		飲（yǐn）料、製堿	光導纖維、化學儀（yí）器、光（guāng）學儀器、鍾表、電子部件等（děng）。

    這樣使學生學會運用對比的方法學習元素化（huà）合物的知識，並通過對比加（jiā）深（shēn）對SiO₂的化學性質的認識，培養學生運用物質的類別、屬性推斷物質的性（xìng）質的學習方法。

二、抓特殊，記特性：

矽及（jí）其化合物有很多（duō）特殊（shū）性的地（dì）方，如：

1、  非金（jīn）屬單質與堿溶液作（zuò）用一般（bān）無H₂放（fàng）出，但Si卻放出H₂ :

Si+2NaOH+H₂O===Na₂SiO₃+2H₂O

2、  非金屬單質一般不跟非氧化性酸作用，但Si能與HF作用：

Si+4HF===SiF₄ +2H₂↑

3、  非（fēi）金屬單質一般為非（fēi）導體（tǐ），但Si為（wéi）半（bàn）導體。

4、SiO₂是H₂SiO₃的酸酐，但它不溶於水，不能（néng）直接將它與水作用製備H₂SiO₃。

5、非金屬氧化物的熔、沸（fèi）點一般較低，但SiO₂的卻很（hěn）高。

6、酸性氧化（huà）物一般不與酸作用，但SiO₂能跟HF作用：

SiO₂+4HF===SiF₄↑ +2H₂O

7、無機酸一般易溶於水，H₂SiO₃卻難溶（róng）於水。

8、因H₂CO₃的酸性（xìng）強於H₂SiO₃,但在高（gāo）溫下：

Na₂CO₃+SiO₂^{高（gāo）溫}=== Na₂SiO₃+CO₂↑也能進行（háng）。

9、Na₂SiO₃的水溶液稱（chēng）水玻璃（lí），但它（tā）卻與玻璃的成分大不（bú）相同。矽酸鈉的水溶液（yè）（即水玻璃）稱泡花堿，但它卻是鹽的溶（róng）液，並不是堿溶液（yè）。

三\抓基點，擴知識（shí）：

《碳族元素》這一章（zhāng）看似平平常常，學（xué）習中假如能抓住某些知識“基點”，進行挖掘和演譯，就能進一步深（shēn）化和擴展知識（shí）。如：

1、抓住碳酸的酸性強弱來擴展：

H₂CO₃的酸性比H₂SiO₃、HCIO、HAIO₂都要強，根據反應規律（lǜ）：

  較強酸（suān）+弱酸鹽====較強酸（suān）鹽+弱酸

可推廣得到下列反應（yīng）：

（1）、CO₂通人NaAIO₂溶液：

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

或CO₂+2NaAIO₂+3H₂O====2AI(OH)₃↓ +Na₂CO₃（因為HCO₃^—電離能力比（bǐ）HAIO₂還強）

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

2CO₂+Na₂SiO₃+H₂O===H₂SiO₃+2NaHCO₃

CO₂+NaCIO+H₂O===NaHCO₃+HCIO

2、抓住“矽的（de）親氟性”來擴展：

矽及其化合物易與F₂ 、HF等反應生成SiF₄，可得到如下反應式：

（1）、Si與 HF、F₂反應（yīng）：

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

  (2)、SiO₂ 與 HF反應：

       SiO₂+4HF===SiF₄+2H₂O

           由此可理解氫氟酸不能盛（shèng）裝在（zài）玻璃器皿中（zhōng）的原因（yīn）。

3、抓住“反（fǎn）常反應”來擴（kuò）展：

從氧化還原反（fǎn）應角度分（fèn）析（xī），碳、矽有許多“反常反（fǎn）應（yīng）”，但都可以從反應本身找到原因，從而擴展知識。

      ^4e-

如；SiO₂+2C==^高溫=Si+2CO↑

顯然失電子能力Si>C,但上述反（fǎn）應中C作（zuò）還原劑，SiO₂中矽得到電子（zǐ）。原因是（shì）由於產物CO屬於（yú）氣體易逸出，促使反應向正方向進行。類似（sì）的還有：

C+FeO=^高溫==Fe+CO↑

     此（cǐ）文已發表在《中學化學教學參考》2004年第6期上