主要是碳族,氧族,和铝、铁.

主要是碳族,氧族,和铝、铁.

碳族元素无机非金属材料
1. 碳族元素包括：碳（C）、硅（Si）、锗（Ge）、锡（Sn）、铅（Pb）五种元素,位于周期IVA族.最外层电子数为4个,易形成共价键,难形成离子键（但Na2CO3、NaSiO3、CaC2等是离子化合物）,C、Si、Ge、Sn的+4价是稳定的,而Pb的+2价是稳定的.碳族元素的气态氢化物为：RH4,从上至下稳定性依次减弱.最高价氧化物的水化物有： H2RO3、H4RO4、R(OH)4,从上至下酸性依次减弱,碱性依次增强.
元素名称 颜色、状态 密度 熔点 沸点
碳 金刚石：无色固体石墨：灰黑色固体 逐
渐
增
高 逐
渐
降
低
（C→Sn↓→Pb↑） 逐
渐
降
低
硅 晶体硅：灰黑色固体
锗 银灰色固体
锡 银白色固体
铝 蓝白色固体
C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O
Pb3O4+8HCl(浓) 3PbCl2+Cl2↑+4H2O→制Cl2
PbO2+4HCl(浓) PbCl2+Cl2↑+2H2O→制Cl2
3CO+Fe2O3 2 Fe+3CO2
C+ H2O 高温 H2+CO（水煤气）
注意：①碳的化学性质稳定（石墨的稳定性大于碳）；硅在地壳中的含量仅次于氧.
②碳族元素随着原子序数的增大熔沸点逐渐升高. （×）
③碳以游离态和化合态存在,其余碳族元素以化合态存在（例如硅,在自然界无单质存在）.
④锗、铅无最低负价→金属；锗或硅是半导体.
⑤CO2不与HF反应；C不与HF反应；C不与NaOH反应.
⑥HF不能保存在玻璃瓶中,保存在塑料瓶中或铅皿瓶中.
⑦证明C、Si为同素异形体的方法：点燃,产物都只有CO2.
2. 单质硅：①有晶体硅和无定形硅,晶体硅结构类似金刚石,熔点高,硬度高,但比金刚石低,是良好的半导体材料.
②单质硅化学性质不活泼,常温下除F2、HF和强碱外,不与其他氧化剂、强酸反应.加热能在氧气中燃烧.
Si+2NaOH+H2O Na2SiO3+2H2↑ Si+2F2 SiF4
③自然界没有单质硅的存在,工业上用碳在高温下还原SiO2的方法制取单质硅
3. 二氧化硅：①SiO2为空间网状原子晶体,熔点高,硬度大,不溶于水.
②SiO2的化学性质不活泼,一定条件下可反应：
SiO2+2C 高温 Si+2CO↑ SiO2+4HF SiF4↑+2H2O
CaO+ SiO2 高温 CaSiO3 2NaOH+SiO2 Na2SiO3+H2O
Na2SiO3+2HCl+ H2O=2NaCl+H4SiO4↓ Na2SiO3+2HCl =2NaCl+H2SiO3↓
CO2+Na2SiO3+ H2O H2SiO3↓+ Na2CO3 SO2+Na2SiO3+ H2O H2SiO3↓+ Na2SO3
SiH4+2O2=SiO2+2H2O→SiH4不与空气共存.
Na2CO3+ SiO2 高温 Na2SiO3+CO2↑→这个例外,不能说明碳酸比硅酸强.
SiO2+2C 高温 Si+2CO↑→这个例外,不能说明碳的还原性比硅的还原性强.
H4SiO4(原硅酸) H2SiO3(硅酸)+ H2O 原硅酸、硅酸难溶于水.
Si+2NaOH+2H2O= Na2SiO3+2H2↑ Si+3H2O= H2SiO3+2H2↑
H2SiO3+ 2NaOH= Na2SiO3(有粘性,俗称水玻璃)+2H2O
以SiO2为原料制H2SiO3的化学反应方程式：
2NaOH+SiO2 Na2SiO3+H2OCO2+Na2SiO3+ H2O H2SiO3↓+ Na2CO3
注：SiO2不与H2O反应,但SiO2是H2SiO3的酸酐（Si的化合价相同,又如H O3→ 2O5）→所有酸酐与水反应都生成相应的酸.（×）
③硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分,（硅存在于地壳中的各种矿物和岩石中的形式是SiO2和硅酸盐）
如：硅酸钠 Na2SiO3（Na2O·SiO2）高岭石 Al2(SiO5)(OH)4 (Al2O3·2SiO2·2H2O)
注意：Na2SiO3（与Na2CO3具有相似性,显碱性）保存在带橡皮塞的试剂瓶中.
4. 人造刚玉：Al2O3（主要原料）；Al2O3陶瓷可用于制造人造骨；水玻璃可做粘合剂及耐火材料（金刚石,石墨不能做耐火材料）.
注意：①用于人工降雨有CO2和AgI,但还要保存食品的良好制冷剂,是CO2（干冰）.
②混合物无固定熔点,如沥青,玻璃.
5. ①硅酸钠可存放于玻璃瓶中,但不能用磨口玻璃塞（与氢氧化纳一样,可用玻璃瓶保存,不能用磨口玻璃塞）.
②氢氟酸不能存在于玻璃瓶中.
氧族见：
http://taoti.tl100.com/UploadFiles/200903/2009030220340374043425.doc?wasid=c403a775869f35429a0a803a4ad944ee
铝及其化合物
1、铝的性质：
（1）物理性质：银白色金属,质较软,但比镁要硬,熔点比镁高.有良好的导电、导热性和延展性.
（2）化学性质：铝是较活泼的金属.
①通常与氧气易反应,生成致密的氧化物起保护作用.4Al + 3O2 == 2Al2O3.同时也容易与Cl2、S等非金属单质反应.
②与酸反应：强氧化性酸,如浓硫酸和浓硝酸在常温下,使铝发生钝化现象；加热时,能反应,但无氢气放出；非强氧化性酸反应时放出氢气.
③与强碱溶液反应：2Al + 2NaOH + 2H2O == 2NaAlO2 + 3H2↑.
④与某些盐溶液反应：如能置换出CuSO4、AgNO3等溶液中的金属.
⑤铝热反应：2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2Fe.该反应放热大,能使置换出的铁成液态,适用性强.在实验室中演示时要加入引燃剂,如浓硫酸和蔗糖或镁条和氯酸钾等.
2、氧化铝（Al2O3）：白色固体,熔点高（2054℃）,沸点2980℃,常作为耐火材料；是两性氧化物.我们常见到的宝石的主要成分是氧化铝.有各种不同颜色的原因是在宝石中含有一些金属氧化物的表现.如红宝石因含有少量的铬元素而显红色,蓝宝石因含有少量的铁和钛元素而显蓝色.工业生产中的矿石刚玉主要成分是α－氧化铝,硬度仅次于金刚石,用途广泛.
两性氧化物：既能与强酸反应又能与强碱反应生成盐和水的氧化物.
Al2O3 + 6HCl == 2AlCl3 + 3H2O ,Al2O3 + 2NaOH == 2NaAlO2 + H2O .
Al2O3是工业冶炼铝的原料,由于氧化铝的熔点高,电解时,难熔化,因此铝的冶炼直到1886年美国科学家霍尔发现在氧化铝中加入冰晶石(Na3AlF6),使氧化铝的熔点降至1000度左右,铝的冶炼才快速发展起来,铝及其合金才被广泛的应用.2Al2O3 4Al + 3O2↑.
3、氢氧化铝（Al(OH)3）：白色难溶于水的胶状沉淀,是两性氢氧化物.热易分解.
两性氢氧化物：既能与强酸又能与强碱反应生成盐和水的氢氧化物.
Al(OH)3 + 3HCl == AlCl3 + 3H2O, Al(OH)3 + NaOH == NaAlO2 + 2H2O．2Al(OH)3 Al2O3 +3 H2O
4、铝的冶炼：铝是地壳中含量最多的金属元素,自然界中主要是以氧化铝的形式存在.工业生产的流程：铝土矿（主要成分是氧化铝） 用氢氧化钠溶解过滤 向滤液中通入二氧化碳酸化,过滤 氢氧化铝 氧化铝 铝.
主要反应：Al2O3 + 2NaOH == 2NaAlO2 + H2O ,CO2 + 3H2O + 2NaAlO2 == 2Al(OH)3↓+ Na2CO3 ,2Al(OH)3 Al2O3 +3 H2O ,2Al2O3 4Al + 3O2↑.
5、铝的用途：铝有良好的导电、导热性和延展性,主要用于导线、炊具等,铝的最大用途是制合金,铝合金强度高,密度小,易成型,有较好的耐腐蚀性.迅速风靡建筑业.也是飞机制造业的主要原料.
6、明矾的净水：化学式：KAl(SO4)2•12H2O,它在水中能电离：KAl(SO4)2 == K+ + Al3+ + 2SO42-.铝离子与水反应,生成氢氧化铝胶体,具有很强的吸附能力,吸附水中的悬浮物,使之沉降已达净水目的.Al3+ + 3H2O == Al(OH)3 (胶体)+ 3H+ .
知识整理：
①（Al(OH)3）的制备：在氯化铝溶液中加足量氨水.AlCl3 + 3NH3•H2O == Al(OH)3↓+ 3NH4Cl .
②实验：A、向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液,现象是先有沉淀,后溶解.
反应式：先Al3+ + 3OH- == Al(OH)3↓, 后Al3+ + 4OH- == AlO2- + 2H2O.
B、向氢氧化钠溶液中滴加氯化铝溶液,现象是开始无沉淀,后来有沉淀,且不溶解.
反应式：先Al3+ + 4OH- == AlO2- + 2H2O,后Al3+ + 3AlO2- + 6H2O == 4Al(OH)3↓.
③实验：向偏铝酸钠溶液中通二氧化碳,有沉淀出现.CO2 + 3H2O + 2NaAlO2 == 2Al(OH)3↓+ Na2CO3.
④将氯化铝溶液和偏铝酸钠溶液混和有沉淀出现. Al3+ + 3AlO2- + 6H2O == 4Al(OH)3↓.
⑤实验：A、向偏铝酸钠溶液中滴加稀盐酸,先有沉定,后溶解.
反应的离子方程式：AlO2- + H+ + H2O == Al(OH)3 ,Al(OH)3 + 3H+ == Al3+ + 2H2O .
B、向稀盐酸中滴加偏铝酸钠溶液,先无沉淀,后有沉淀且不溶解.
反应的离子方程式：AlO2- + 4H+ == Al3+ + 2H2O ,3AlO2- + Al3+ + 6H2O == 4Al(OH)3↓.
铁：
1、铁的性质：（1）物理性质：铁是一种可以被磁铁吸引的银白色金属,纯铁的熔点较高（1535℃）,防腐能力强.密度7.83g/cm3,是电和热的良导体.但是通常炼制的铁中含有碳等杂质,使铁的熔点降低,防腐能力大大下降.
（2）化学性质：铁是活泼的金属,在自然界中只有化合态形式,如磁铁矿（Fe3O4）,赤铁矿(Fe2O3)等.
①与非金属�