非金属及其化合物知识点详解及强化训练.docx
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非金属及其化合物知识点详解及强化训练
板块六非金属及其化合物
第一部分硅
知道:
SiO2是硅最重要的化合物,占地壳质量约12%,其存在形态有结晶型和无定型两大类,统称硅石。
SiO2基本结构单元为四面体结构:
Si与O按1:
2的比例组成立体网状结构。
二氧化硅SiO2的空间结构:
立体网状结构,SiO2直接由原子构成,不存在单个SiO2分子。
和二氧化碳性质比较
物质
二氧化硅
二氧化碳
熔沸点、硬度、状态
低、硬度小、气态
化
学
性
质
与水
CO2+H2O=H2CO3
与氢氟酸
可以用HF来腐蚀和雕刻玻璃。
不反应
与碱溶液
盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞,而不用玻璃塞。
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
与碱性氧化物
高温
CO2+CaO=CaCO3
异同点
相同点
都是酸性氧化物,都与碱或碱性氧化物反应。
不同点
①CO2与水反应生成H2CO3;SiO2不与水反应;
②SiO2溶于氢氟酸,CO2不与氢氟酸反应;
③SiO2须在下与碱性氧化物反应,而CO2可在常温常压下进行。
硅酸和碳酸的性质比较
物质
硅酸
碳酸
化学式
H2CO3
酸酐
CO2
制法
硅酸胶体的制备:
Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓
CO2+H2O=H2CO3
颜色与状态
白色、固体
无纯态,只存在于水溶液中
水溶性
只存在于水溶液中
酸性比较
H2CO3H2SiO3向硅酸钠饱和溶液中通入二氧化碳,同样可得到硅酸凝胶,说明硅酸是一种酸性比碳酸还弱的弱酸。
硅单质物性:
单质硅有晶体硅和无定形硅两种
①存在和形态:
自然界中无游离态,主要以硅酸盐和二氧化硅形式存在。
②晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。
③导电性:
半导体材料,介于导体和半导体之间。
2.硅的化学性质
(1)常温下硅的化学性质稳定,但能和氢氟酸(HF)、强碱(NaOH)发生反应。
①硅和氟气反应生成四氟化硅气体,化学方程式为:
_____________。
②硅和氢氟酸反应生成四氟化硅,写出学方程式为:
_____________。
③硅与NaOH溶液作用生成硅酸钠,反应的化学方程式为:
____________。
(2)在加热条件下,硅能和某些非金属单质发生反应。
①硅与氧气在加热时反应生成二氧化硅程式为:
_____________。
②硅和C12在加热条件下反应生成四氯化硅的化学方程式为:
_____________。
3.硅的制取:
自然界中没有游离态的硅,常见的化合态的硅有__和__等。
工业上,用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含有少量杂质的粗硅。
反应的化学方程式:
________________。
在该反应中,氧化剂是____,还原剂____。
SiO2+2C=Si(粗)+2CO↑Si(粗)+2Cl2=SiCl4SiCl4+2H2=Si(纯)+4HCl
硅酸盐材料:
水泥、玻璃、陶瓷、水玻璃(Na2SiO3的水溶液)等
本节小结:
1、硅及其化合物的有哪些特性?
(1)Si的还原性大于C,但C却能在高温下还原出Si:
SiO2+2C=Si+2CO↑
(2)非金属与碱反应一般无氢气放出,但Si可以:
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
(3)非金属单质一般不与无氧酸反应,但Si可以与HF作用:
Si+4HF=SiF4↑+2H2↑
(4)非金属单质一般为非导体,但Si可以作为半导体。
(5)SiO2是硅酸的酸酐,但不溶于水,不能直接与水作用生成硅酸。
(6)非金属的氧化物的熔点一般较低,但二氧化硅的熔点很高,原因是它为原子晶体。
(7)酸性氧化物一般不与酸反应,但SiO2可以与HF酸作用:
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
(8)硅酸不溶于水。
3、二氧化硅与碳酸钠和碳酸钙反应的原因?
玻璃工业生产的主要原理是在强热的条件下发生:
Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑,CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑
Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓
上述反应都是在高温条件下进行的
普通玻璃:
原料:
碳酸钠、石灰石和石英。
主要反应:
SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑,
SiO2+CaCO3
CaSiO3+CO2↑(原理:
难挥发性酸酸酐制易挥发性酸酸酐)。
主要成分:
Na2O·CaO·SiO2。
工业生产中根据需要制成各种特制玻璃。
如钢化玻璃、有色玻璃、光学玻璃、防弹玻璃等。
例题分析
【例1】向下列物质的浓溶液中缓慢地通入过量CO2气体,整个过程中无明显现象的是
A.水玻璃B.苯酚钠C.漂白粉D.饱和碳酸钠E.氯化钙
【例2】(2002年上海)将足量CO2通人KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中,生成沉淀的
物质的量(n)和通入CO2体积(y)的关系正确的是
A BC D
课后练习
1、(2002全国理综,6)以下说法正确的是
A.纳米材料是一种称为"纳米"的新物质制成的材料
B.绿色食品是指不含任何化学物质的食品
C.生物固氮是指植物通过叶面直接吸收空气中的氮气
D.光导纤维是以二氧化硅为主要原料制成的
2、(2004上海,大综)玻璃的主要成分之一是二氧化硅。
能在玻璃上进行刻蚀,将其制成毛玻璃和雕花玻璃的物质是
A、烧碱B、纯碱C、氢氟酸D、盐酸
3、对于碳族元素,下列说法正确的是
A.锗、硅元素的单质都是半导体材料B.CH4、SiH4、GeH4的稳定性依次减弱
C.H2CO3、H2SiO3、H2GeO3的酸性依次增强D.C、Si、Ge、Sn、Pb的熔、沸点依次升高
4、下列说法:
①硅化学性质很稳定,因此硅在自然界中以游离态形式存在;②硅和二氧化硅晶体都属于原子晶体;③二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大的差异;④二氧化硅是一种酸性氧化物,它不与任何酸发生反应。
正确的是
A.①②③④B.①②④C.①④D.②③
5、如果发现114号新元素X,则下列可能具有的性质合理的是
A.X是非金属元素B.X有稳定的氢化物
C.X的+4价化合物比+2价化合物稳定D.XO2具有强氧化性
6、下列5个转化,其中不能通过一步反应实现的是
①SiO2→Na2SiO3②CuSO4→CuCl2③SiO2→H2SiO3④CuO→Cu(OH)2⑤Na2O2→Na2SO4
A.①②B.③④C.②③④D.②③④⑤
课后练习参考答案:
1、D2.C3、AB4、D5、D6、B
第二部分氯
富集在海水中的元素---氯
知识梳理
一、氯元素的原子结构与自然界的存在
氯元素位于周期表__周期__族,在自然界中的主要存在形态:
___。
全球海洋中含盐___左右,主要为___、______。
二、活泼的黄绿色气体——氯气
1、氯气的实验室制法__色有__气味的__体,__毒,易__,__溶于水,难溶于__。
实验室中应怎样收集氯气:
。
2、氯气的性质
⑴氯气的物理性质:
。
⑵氯气的化学性质:
由氯的原子结构示意图可知氯元素的性质如何?
进而能否预测氯气的化学性质又怎样?
为什么?
①与金属单质的反应:
与钠反应方程式。
与铁反应方程式。
与铜反应方程式。
②与氢气的反应:
化学方程式:
,反应现象:
氢气在氯气中燃烧;氯气与氢气的爆炸实验。
③Cl2和红磷反应:
化学方程式:
结论:
分析以上反应中氯元素价态的变化也可得知:
氯气是一种强氧化性物质,常氧化剂。
思考:
在初中我们是如何定义燃烧的?
现在通过氢气与氯气的燃烧实验,你有什么新的认识?
③与水的反应:
与水反应的离子方程式:
,说明:
氯气与水反应很微弱,且未可逆反应。
思考:
1、氯水的成分?
(氯水参加反应时,能表现多种性质)2、氯水的保存方法?
④次氯酸的性质:
一元弱酸(比__弱)
1)强氧化性:
Cl2是新制氯水的主要成分,实验室常用氯水代替氯气,如氯水中的氯气能与KI,KBr、FeCl2、SO2、Na2SO3等物质反应。
2)漂白、消毒性:
氯水中的Cl2和HClO均有强氧化性,一般在应用其漂白和消毒时,应考虑HClO,HClO的强氧化性将有色物质氧化成无色物质,不可逆。
3)酸性:
氯水中含有HCl和HClO,故可被NaOH中和,盐酸还可与NaHCO3,CaCO3等反应。
4)不稳定性:
HClO不稳定光照易分解。
↑,因此久置氯水(浅黄绿色)会变成稀盐酸(无色)失去漂白性。
5)沉淀反应:
加入AgNO3溶液有白色沉淀生成(氯水中有Cl-)。
自来水也用氯水杀菌消毒,所以用自来水配制以下溶液如KI、KBr、FeCl2、Na2SO3、Na2CO3、NaHCO3、AgNO3、NaOH等溶液会变质。
⑤与碱的反应
Cl2+_NaOH--。
(常用于除去多余氯气)
离子方程式:
。
漂白液主要成分是。
漂白粉的制法:
。
其主要成分:
,有效成分:
。
漂粉精的有效成分:
。
漂白原理:
ClO-+H+=HClO(实际漂白者),Ca(ClO)2+_HCl(稀)=。
Ca(ClO)2+CO2+H2O=。
思考:
1、抗洪救灾中防疫部门,向灾民发放的漂白粉片或漂粉精用于饮用水消毒。
漂粉精为何要密封保存在阴暗处?
2、干燥的氯气能否使红纸褪色?
三、氯离子的检验
1、填写下列表格:
2、原理:
被检液中滴入少量__酸化,再滴入__溶液,若产生__,则可断定溶液中含有氯离子。
不可用盐酸酸化,酸化目的是防止(__、__、__、__)影响。
+AgNO3(aq)→+稀硝酸→白色↓
解释:
Ag++Cl—=AgCl↓
2Ag++CO32—=Ag2CO3↓Ag2CO3+2H+=2Ag++H2O+CO2↑
3、氯气的制法
(1)氯气的工业制法:
原料:
氯化钠、水。
原理:
电解饱和食盐水。
装置:
阳离子隔膜电解槽。
反应式:
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
(2)氯气的实验室制法
原理:
利用氧化剂氧化浓盐酸中的Cl-。
常用的氧化剂有:
MnO2、KMnO4、KClO3等。
反应式:
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+10Cl2↑+8H2O
KClO3+6HCl(浓)==KCl+3Cl2↑+3H2O
装置:
发生装置由圆底烧瓶、分液漏斗、双孔塞、导管、铁架台、石棉网、酒精灯等组成。
收集:
用向排空气法或用排水方法。
验满:
看或用湿润的试纸。
尾气吸收:
用氢氧化钠溶液吸收。
除杂:
用除去杂质;干燥:
用。
(3)中学实验室制H2、O2、Cl2的发生装置的比较
气体
反应物的状态
反应条件
装置或主要仪器
可适用的气体
H2
固体和液体反应
不加热
启普发生器或简易装置
H2S、CO2、SO2等
O2
固体或固体混合物
加热
大试管、铁架台、导管等
NH3、CH4等
Cl2
固体和液体或液体和液体
加热
圆底烧瓶、分液漏斗、双孔塞、导管、铁架台、石棉网、酒精灯
HCl、HBr、HI等
(二)氯、溴、碘
1.Cl2、Br2、I2的物理性质的比较
气体
物理性质
Cl2
黄绿色有刺激性气味的有毒气体,能溶于水(1:
2),易液化,密度比空气大。
Br2
深红棕色液体,易挥发,有刺激性气味,有毒,在水中溶解度不大,但在有机溶剂中溶解度较大,储存时要加水,水封,以防止挥发。
I2
紫黑色固体,有光泽,易升华,在水中溶解度不大,但在有机溶剂中溶解度较大。
2.Cl2、Br2、I2在不同溶剂中的颜色比较
水
酒精
苯
汽油
四氯化碳
Cl2
黄绿色(新制)
黄绿色
黄绿色
黄绿色
黄绿色
Br2
黄――橙
橙――橙红
橙――橙红
橙――橙红
橙――橙红
I2
深黄――褐色
棕――深棕
浅紫――紫
紫――深紫
浅紫红-紫红
3.Cl2、Br2、I2的化学性质的比较
①与金属反应
2Na+Cl22NaCl,Cu+Cl2CuCl2,2Fe+3Cl22FeCl3,2Fe+3Br22FeBr3,Fe+I2FeI2。
②与氢气反应
反应物
反应方程式
反应条件
反应现象
H2与F2
H2+F2==2HF
冷、暗
爆炸
H2与Cl2
H2+Cl2==2HCl
光照
爆炸
H2与Br2
H2+Br2==2HBr
加热
反应
H2与I2
H2+I2
2HI
持续加热
可逆反应
③与水的反应:
2F2+2H2O==4HF+O2X2+H2O
HX+HXO(X:
Cl、Br、I)
④Cl2、Br2、I2相互置换:
氧化性Cl2>Br2>I2,所以Cl2可以将Br2、I2置换出,Br2可以将I2置换出。
如:
Cl2+2NaBr==2NaCl+Br2.
4.Cl-、Br-、I-的检验
⑴AgNO3─HNO3法
离子
选用试剂
实验现象及离子方程式
Cl-
AgNO3的稀HNO3溶液
Ag++Cl-==AgCl↓白色沉淀
Br-
AgNO3的稀HNO3溶液
Ag++Br-==AgBr↓浅黄色沉淀
I-
AgNO3的稀HNO3溶液
Ag++I-==AgI↓黄色沉淀
⑵Br-、I-可以用氯水反应后加CCl4萃取的方法。
5.AgBr、AgI的感光性
它们都见光分解,AgBr用于感光底片的感光材料;AgI用于人工降雨。
例题分析
【例1】有关氯的叙述正确的是
A.液氯和氯水是同一物质
B.红磷在氯气中燃烧产生白色烟雾
C.氯气与水的反应中氯是氧化剂,水是还原剂
D.用氯制漂白粉是为了得到易贮存的漂白剂
【例2】下列叙述中不正确的是
A.颜色深浅:
AgI>AgBr>AgClB.还原性:
HI>HBr>HF
C.水溶液的酸性:
HI>HBr>HCl>HFD.光敏性:
AgF>AgCl>AgBr>AgI
【例3】鉴别NaCl、NaBr、KI三种白色固体。
【例4】多原子分子氰(CN2)2,硫氰(SCN)2和(OCN)2的性质与卤素单质相似,故称为拟卤素。
它们可以生成酸和盐(见表,表中X代表F、Cl、Br、I)。
卤素
氰
硫氰
①
物质
X2
(CN)2
(SCN)2
(OCN)2
酸
HX
HCN
②
HOCN
盐
KX
KCN
KSCN
③
(1)在表中①②③空格处应该分别填写_______、_________、_________。
(2)完成下列反应的化学方程式或离子方程式。
②(CN)2与KOH溶液反应的化学方程式为:
___________________________。
③已知阴离子的还原性强弱为:
。
写出在NaBr与KSCN的混合溶液中加入(CN)2反应的离子方程式________________________________。
答案:
(1)氧氰;HSCN;KOCN。
课后练习
一、选择题
1、海水中含量最多的离子是()
A.钠离子B.氯离子C.钙离子D.镁离子
2、下列关于氯水的叙述中,正确的是()
A.新制氯水中既有分子,又有离子
B.新制氯水在光照的条件下,可以产生气体,该气体是氯气
C.新制氯水中滴加硝酸银溶液,没有任何现象
D.新制氯水可以使干燥的布条褪色
3、下列关于对燃烧现象的认识中,不正确的是()
A.燃烧一定是氧化还原反应B.燃烧一定发光放热
C.燃烧一定是化学反应D.燃烧一定有氧气参与
4、下列物质中不会因见光而分解的是()
A.HNO3B.AgNO3C.HClOD.NaHCO3
5、在含有
离子的酸性溶液中,能够大量存在的离子是()
A.AlO2B.CO32C.ClD.SO42
6、自来水可以用氯气消毒。
如果实验室中临时没有蒸馏水,可以用自来水配制某些急
需的药品,但有些药品若用自来水配制,则明显会导致药品变质。
下列哪些药品不能用自来水配制()
A.Na2SO4B.NaClC.AgNO3D.AlCl3
7、下列离子方程式中,正确的是()
A.向氯化亚铁溶液中通入氯气Fe2++Cl2Fe3++2Cl
B.氯气通入冷的氢氧化钠溶液中Cl2+2OHCl+ClO+H2O
C.铝片跟氢氧化钠溶液反应:
Al+2OH=AlO2+H2↑
D.金属铝溶于盐酸中:
Al+2H+=Al3++H2↑
8、制取漂白液的化学方程式是:
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,该反应的氧化剂与还原剂之比为()
A.1:
1B.1:
2C.2:
1D.3:
2
二、填空题
9、近年来,某些自来水厂在用液氯进行消毒处理时还加入少量液氨,其反应的化学方程式为:
NH3+HClO=H2O+NH2Cl(一氯氨)。
NH2Cl较HClO稳定。
试分析加液氨能延长液氯杀菌时间的原因:
。
10、氰(CN)2、硫氰(SCN)2的化学性质和卤素很相似,化学上称为拟卤素。
如:
(CN)2+H2O=HSCNO+HSCN,它们阴离子的还原性强弱为:
Cl- 试写出: (1)(CN)2与KOH溶液反应的化学方程式: 。 (2)NaBr和KSCN的混合溶液中加入(CN)2反应的离子方程式: 。 11、 (1)如图所示,将氯气依次通过盛有干燥有色布条的广口瓶和盛有潮湿有色布条的广口瓶,可观察到的现象是_______。 (1)为防止氯气尾气污染空气,根据氯水显酸性的性质,可用溶液吸收多余的氯气,原理是(用化学方程式表示)_________________________________。 (2)根据这一原理,工业上常用廉价的石灰乳吸收工业氯气尾气制得漂白粉,漂白粉的 有效成分是__________(填化学式),长期露置于空气中的漂白粉,加稀盐酸后产生的气体是________(用字母代号填)。 A.O2B.Cl2C.CO2D.HClO (3)据“北方网”报道,2004年4月15日至16日,位于重庆市江北区的天原化工总厂相继发生氯气泄漏和爆炸事故。 截至记者发稿时,已有9人在事故中失踪死亡,3人受伤,15万人被紧急疏散。 当人们逃离爆炸现场时,可以用浸有一定浓度的某种物质的水溶液的毛巾捂住鼻子,最适宜采用的该物质是。 A.NaOHB.NaClC.KBrD.Na2CO3 课后练习参考答案 1、B2、AD3、D4、D5、AC6、C7、B8、A 9、由于加液氨后使HClO部分转化为较稳定的NH2Cl,当HClO开始消耗后,上述化学平衡向逆反应方向移动,不断产生HClO而起杀菌作用 10、 (1)(CN)2+2KOH=KCN+KCNO+H2O (2)(CN)2+2SCN-=(SCN)2+2CN- 11、 (1)潮湿有色布条褪色而干燥有色布条不褪色 (2)氢氧化钠(NaOH);2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O;Ca(ClO)2;C (3)D 第三部分硫及其化合物 一、硫及其重要化合物的主要性质及用途: 1.硫: (1)物理性质: 硫为淡黄色固体;不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2(用于洗去试管壁上的硫);硫有多种同素异形体: 如单斜硫、斜方硫、弹性硫等。 (2)化学性质: 硫原子最外层6个电子,较易得电子,表现较强的氧化性。 与金属反应(与变价金属反应,均是金属氧化成低价态) 2Na+S===Na2S(剧烈反应并发生爆炸) 2Al+3SAl2S3(制取Al2S3的唯一途径) Fe+SFeS(黑色) 2Cu+SCu2S(黑色) 与非金属反应 S+O2SO2 S+H2H2S(说明硫化氢不稳定) 与化合物的反应 S+6HNO3(浓)H2SO4+6NO2↑+2H2O S+2H2SO4(浓)2SO2↑+2H2O 3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O(用热碱溶液清洗硫) (3)用途: 大量用于制造硫酸、硫化天然橡胶,也用于制药和黑火药。 2.硫的氢化物: ①硫化氢的制取: Fe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2S↑(不能用浓H2SO4或硝酸,为什么? ) ——H2S是色、有气味的有毒气体;能溶于水,密度比空气略。 ②硫化氢的化学性质 A.可燃性: 当 ≥2/1时, B.当 ≤2/3时, C.当 时,两种反应物全部反应完,而产物既有硫又有SO2 B.强还原性: 常见氧化剂等,甚至SO2均可将H2S氧化。 C.不稳定性: 300℃以上易受热分解 ③H2S的水溶液叫氢硫酸,是二元弱酸。 3.硫的氧化物: (1)二氧化硫: ①SO2是色而有气味的毒气体,密度比空气,容易液化,易溶于水。 ②SO2是酸性氧化物,能跟水反应生成,是中强酸。 ③SO2有强还原性常见氧化剂(见上)均可与SO2发生氧化一还原反应 如: SO2+Cl2+2H2O==H2SO4+2HCl ④SO2也有一定的氧化性2H2S+SO2== ⑤SO2具有漂白性,能跟有色有机化合物生成无色物质(可逆、非氧化还原反应) ⑥实验室制法: Na2SO3+H2SO4(浓)==Na2SO3+H2O+SO2↑ 或Cu+2H2SO4(浓)===CuSO4+2H2O+SO2↑ (2)三氧化硫: 是一种没有颜色易挥发的晶体;具有酸性氧化物的通性,遇水剧烈反应生成硫酸并放出大量的热。 二氧化硫通常可有亚硫酸钠固体和70%左右的浓硫酸反应得到, 三氧化硫一般由二氧化硫和氧气在催化剂和高温条件下生成 二氧化硫可以和氢氧化钙反应生成亚硫酸钙和水 (3)比较SO2与CO2、SO3 SO2 CO2 SO3 主要物性 无色、有刺激性气体、易液化易溶于水(1: 40) 无色、无气味气体能溶于水(1: 1) 无色固体.熔点(16.8℃) 与水反应 SO2+H2OH2SO3中强酸 CO2+H2OH2CO3弱酸 SO3+H2O==H2SO4(强酸) 与碱反应 Ca(OH)2CaSO3↓Ca(HSO3)2 清液白清液 Ca(OH)2CaCO3↓ Ca(HCO3)2 清液白↓清液 SO3+Ca(OH)2==CaSO4(微溶) 紫色石蕊 变红 变红 变红 品红 褪色 不褪色 不褪色 鉴定存在 能使品红褪色 又能使清石灰变浑浊 不能使品红褪色 但能使清石灰水变浑浊 氧化性 SO
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- 非金属 及其 化合物 知识点 详解 强化 训练