第四章非金属及其化合物第二卷.docx
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第四章非金属及其化合物第二卷
第四章非金属及其化合物
第一节二氧化硅和硅酸
学习目标:
1.记住硅元素的原子结构特点和存在形式。
2.记住SiO2的存在形态,掌握其化学性质。
3.记住硅酸的组成和性质,了解硅胶的形成和用途。
知识梳理
一、硅的存在与结构
1.硅的存在
(1)含量:
硅在地壳中的含量仅次于。
(2)存在:
硅是一种元素,在自然界中只存在态,主要以
及的形式存在。
2.硅的原子结构
原子结构示意图为:
C:
Si:
最外层均有个电子,其原子既失电子也得到电子,化合物中一般显价。
二、二氧化硅和硅酸
1.二氧化硅(SiO2)
(1)SiO2的存在
存在形态有形和形两大类,石英、玛瑙、沙子的主要成分是。
(2)SiO2的物理性质
熔点,硬度,导电,溶于水。
(3)SiO2的化学性质
①不与水、一般的酸反应。
②酸性氧化物的通性。
与CaO反应的化学方程式为:
;
与强碱NaOH溶液反应的化学方程式为:
。
思考:
实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而为什么不用玻璃塞?
(提示:
玻璃中含有SiO2)
③特性
与氢氟酸(HF)反应,化学方程式为:
。
(5)用途
①是基本的建筑材料。
②纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料,可以制作。
③实验室中使用的。
④和制作饰物和工艺品。
2.硅酸
(1)硅酸的性质
硅酸是一种很弱的酸,酸性比碳酸。
向Na2SiO3溶液中通人CO2,反应的化学方程式为:
知能检测
1、科学家提出硅是“21世纪的能源”,这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。
下列关于硅的说法中错误的是()
A.自然界硅的贮量丰富 B.自然界中存在大量的单质硅
C.高纯度的硅被用于制作计算机芯片D.光导纤维的主要成分是Si
2、下列说法正确的是( )
A.二氧化硅溶于水显酸性
B.二氧化碳通入硅酸钠溶液中可得硅酸
C.已知高温时有
所以硅酸的酸性比碳酸强
D.因为二氧化硅属于酸性氧化物,所以不溶于任何酸
3、能证明碳酸比硅酸酸性强的实验事实是( )。
A.CO2是气体,SiO2是固体
C.CO2溶于水生成碳酸,而SiO2却不溶于水
D.CO2通入Na2SiO3溶液中有胶状沉淀生成
4、赏心悦目的雕花玻璃是用下列物质中的一种对玻璃进行刻蚀而制成的。
这种物质是()
A.盐酸B.氢氟酸C.烧碱D.纯碱
5、空气中久置而不会变质的是()
A.烧碱B.过氧化钠C.二氧化硅D.硅
6、下列物质间转化必须加入还原剂才能实现的是()
A.SiO2→Na2SiO3B.Si→Na2SiO3C.Si→SiF4D.SiO2→Si
第一节无机非金属材料的主角——硅
硅酸盐、硅单质
学习目标:
1、掌握硅酸盐的性质、用途。
2、了解陶瓷、玻璃、水泥等几类硅酸盐产品。
3、了解新型陶瓷和其它几种具有特殊功能的含硅物质。
知识梳理
三.硅酸盐
1.概念:
由组成的化合物的总称。
2.性质:
硅酸盐是一类结构复杂的固态物质,大多数水,化学性质很。
3.最常见的硅酸盐――Na2SiO3
(1)性质:
溶于水,水溶液俗称,呈性。
(2)用途:
是和的原料。
4.硅酸盐组成的表示
通常用二氧化硅和金属氧化物的组成形式表示其组成
例如:
硅酸钠:
Na2SiO3:
石棉:
;
黏土的主要成分:
;长石KAlSi3O8:
。
5.三种常见的硅酸盐产品
硅酸盐产品
原料
主要成分
主要设备
水泥
玻璃
陶瓷
水泥、玻璃、陶瓷是传统的、重要的无机非金属材料。
6.特殊功能的含硅物质
(1)金刚砂(SiC)具有类似的结构,硬度,可以用作砂纸、砂轮磨料。
(2)硅钢(含硅4%)具有很高的,主要用作变压器铁芯。
(3)硅橡胶:
既耐又耐,可用于制造火箭,导弹的零件。
(4)人工制造的分子筛(具有均匀微孔结构的铝硅酸盐),主要用作
和。
7.新型陶瓷:
主要有、、、几类。
四.硅单质
单质硅有和两类。
(1)硅的物理性质
晶体硅是有光泽的色固体,熔点、硬度、有性,是良好的。
(2)硅的化学性质
①硅单质与强碱溶液反应:
。
②硅单质与氢氟酸(HF)反应:
。
(3)硅的用途
①材料,如硅芯片等。
②新型能源,如等。
知能检测
1.下列物质中属于纯净物的是()
A.Na2CO3·10H2O B.水泥 C.纯净的盐酸 D.普通玻璃
2.下列物质有固定熔点的是()
A.玻璃B.水泥C.水玻璃D.Na2O·SiO2
3.在实验室熔化NaOH固体,不能选用的坩锅是()
A.铁坩锅B.瓷坩锅C.铝坩锅D.石墨坩锅
4.在玻璃工业、水泥工业中都用到的原料是()
A.纯碱B.石英C.石灰石D.粘土
5.高岭土的组成表示为Al2Si2Ox(OH)y,其中x、y的数值分别为()
A.7,2B.6,3C.5,4D.3,6
6.能将CaCO3、SiO2、Na2SiO3三种白色粉末鉴别开来的试剂是()
A.苛性钠溶液B.水C.氢氟酸D.稀盐酸
7.下列物质的浓溶液,能用磨口玻璃试剂瓶盛放的是()
A.浓H2SO4B.水玻璃C.苛性钾D.氢氟酸
8.下列几种物质不能长期暴露在空气中的是()
A.水晶B.水玻璃C.醋酸D.石英
第二节富集在海水中的元素——氯
氯气
【学习目标】1、了解氯气的物理性质
2、掌握氯气的化学性质
【知识梳理】
一、活泼的黄绿色气体─氯气
1、氯的原子结构及存在
⑴原子结构
原子结构示意图为_______,氯原子很容易__________而形成_______,表现为典型的_______性。
⑵存在
氯在自然界中以_______态存在,主要以_______的形式存在于海水和陆地的盐矿中。
2、氯气的发现和确认
化学方程式为:
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+2H2O+Cl2↑
该反应中的氧化剂为_____,还原剂为_____,转移的电子数为____,反应的离子方程式为____。
3、物理性质
氯气在通常情况下呈_______色,有_______气味(闻气体气味时的正确操作为____________
______________________________),______毒。
在低温和加压的条件下易________,液态的氯称为_________,氯气能溶于水,在25℃时,1体积的水可溶解约________的氯气,其水溶液称为______。
4、化学性质
氯气是一种化学性质_________的非金属单质,具有很强的_________性,表现为能与多种物质反应。
⑴与金属单质反应(注意:
与变价金属反应时生成高价金属氯化物)
写出氯气分别与钠,铁、铜反应的化学方程式为__________________________________________、
__________________________________、_______________________________________。
⑵与非金属单质反应
将氢气在空气中点燃,然后把导管缓缓伸入盛满氯气的集气瓶中,现象为:
_______________________________________,化学方程式为_____________________________。
⑶与水的反应
常温下,溶于水中的部分氯气会与水反应,反应的化学方程式为_____________________________,离子方程式为_________________________,该反应中的氧化剂为________,还原剂为________。
生成物中次氯酸(________)具有________性,能杀死水中的病菌,起到消毒作用,目前,很多自来水厂用氯气来杀菌、消毒,近年来有科学家提出,使用氯气对自来水消毒时,氯气会与水中的有机物发生反应,生成的_______可能对人体有害,现在人们已开始研究并试用新的自来水消毒剂,如_____(______)、______等。
①次氯酸(________)
a.弱酸性:
很弱的酸,酸性比碳酸弱。
b.不稳定性:
不稳定,只存在于水溶液中,在光照下易分解放出氧气,反应的化学方程式为:
。
c.强氧化性:
能杀菌消毒,具有漂白作用。
②氯水
新制氯水中,所含的分子有__________________,离子有____________,氯水是______
(填纯净物或混合物)。
氯水的多种成分决定了它具有多重性质:
①Cl2的强化性;②HCl的强酸性;③HClO的强氧化性、弱酸性;④Cl-的性质。
【练习】
⑴新制的氯水呈浅黄绿色,说明氯水中有________存在;
⑵向碳酸氢钠溶液中加入适量的氯水,有气泡产生,是利用了_______,反应的离子方程式为________________________;
⑶向AgNO3溶液中加入适量的氯水,有白色沉淀产生,是利用了________的性质,反应的离子方程式为_________________________;
⑷往新制得的氯水中滴入紫色石蕊溶液时,溶液________________________,是盐酸的强酸性和HClO的强氧化性的具体体现。
【知能检测】
1、下列物质间反应不能称为燃烧的是()
A.铁丝在氧气中燃烧B.将氢气在空气中点燃后伸入盛满氯气的集气瓶中
C.金属钠露置在空气中D.将铜丝在空气中加热后伸入盛满氯气的集气瓶中
2、下列氯化物既可由金属与氯气直接反应制得,也可由金属与盐酸反应制得的是()
A.CuCl2B.FeCl3C.FeCl2D.AlCl3
3、关于氯水的叙述中不正确的是()
A.新制氯水的氧化性强于久置氯水B.新制氯水的酸性比久置氯水的酸性强
C.新制氯水中Cl2的分子数目多于久置氯水D.氯水用于漂白体现了HClO的强氧化性
4、工业上常用氯气给自来水消毒,某同学用自来水配制下列物质的溶液,不会产生明显药品变质的是()
A.AlCl3B.NaOHC.NaHCO3D.AgNO3
5、实验室制氯气的反应为:
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+2H2O+Cl2↑。
下列说法错误的是()
A.还原剂是HCl,氧化剂是MnO2
B.每生成1molCl2,转移电子的物质的量为2mol
C.每消耗1molMnO2,起还原剂作用的HCl消耗4mol
D.生成的Cl2中,除含有一些水蒸气外,还含有HCl杂质
6、实验室中用8.7gMnO2与足量的浓盐酸反应可制得标准状况下氯气多少L?
反应中被氧化的氯化氢的物质的量是多少?
第二节富集在海水中的元素——氯
【学习目标】1、掌握氯气与NaOH、Ca(OH)2溶液反应2、掌握氯离子(Cl-)的检验
【知识梳理】
一、活泼的黄绿色气体─氯气
4、化学性质
①与NaOH反应制漂白液
在常温下,将氯气通入NaOH溶液中可以得到以_______(_______)为有效成分的漂白液,反应的化学方程式为____________________________,离子方程式为_____________________,该反应中的氧化剂为_______,还原剂为_______,漂白液的有效成分为_______。
②与Ca(OH)2反应制取漂白粉
将氯气通入冷的消石灰(_______)中即制得以_______(_______)为有效成分的漂白粉。
反应的化学方程式为_________,若氯气与Ca(OH)2反应充分,并使___________成为主要成分,则得到_________。
5、用途
⑴重要的化工原料,是合成______、______、___________、_______、______和______的重要原料。
⑵自来水消毒。
二、氯离子(Cl-)的检验
【思考】检验氯离子(Cl-)时,为什么滴加AgNO3溶液后还要再加稀硝酸?
____________________。
在用AgNO3溶液检验Cl-时,一般________________________________________________________。
【知能检测】
1、检验Cl-时,所用试剂为AgNO3和HNO3,后者的作用是()
A.防止CO32―干扰 B.防止Cl―的干扰
C.防止NO3―的干扰 D.为了更好地析出AgCl沉淀
2、自来水是用氯气杀菌消毒的,不法商贩用自来水冒充纯净水出售,为辨别真伪,可用下列哪
种试剂鉴别()
A.酚酞溶液B.FeCl3溶液C.AgNO3溶液D.NaOH溶液
3、当不慎有大量氯气逸出时,可以用浸有一定浓度的某种物质水溶液的毛巾捂住鼻子,该物质最适宜选用的是()
A.NaOHB.NaClC.Ca(OH)2D.Na2CO3
4、将氯气通入含有大量下列离子的各组溶液中,无任何现象发生的是()
A.Na+H+SO42-B.H+Ag+NO3-C.K+HCO3-Cl-D.Na+NO3-Fe2+
甲
乙
丙
丁
甲
――
↓
↓
乙
↓
――
↓
↑
丙
↓
↓
――
↓
丁
↑
↓
――
5、甲、乙、丙、丁分别是盐酸、碳
酸钠、氯化钙、硝酸银4种溶液中的
一种。
将它们两两混合后,观察到的
现象如表所示,其中丁与乙混合产生
的是无色气体。
请回答下面的问题:
(1)写出丁与乙反应的离子方程式:
___________________________。
(2)这四种溶液分别是:
甲:
____、乙:
____、丙:
______、丁:
____(用溶质的化学式表示)。
氯气制法
【学习目标】1、掌握实验室氯气的制取方法2、了解卤素单质及其化合物的性质
【知识梳理】
三、成盐元素—卤素
1、卤素包括_______、_______、_______、_______、_______,这些元素原子的最外电子层都有_____个电子,是典型的非金属元素。
2、化学性质
卤素单质在化学性质上具有相似性。
⑴都具有氧化性,其氧化性由强到弱顺序为____________________________。
①将Cl2分别通入KBr溶液和KI溶液中,反应的离子方程式为_____________________________、
________________________________________。
②溴水滴入KI溶液中,反应的离子方程式为____________________________。
【思考】向反应后的溶液中滴入淀粉溶液会有何现象?
_________________________________。
⑵Cl2、Br2、I2与水或碱溶液的反应极其相似。
与水反应的通式为_________________________________________________(X=Cl、Br、I)。
与NaOH溶液反应的通式为___________________________________________(X=Cl、Br、I)。
四、实验室制取氯气
1、药品:
二氧化锰,浓盐酸
2、反应原理:
_______________________________。
3、仪器装置:
固+液
气
主要仪器:
铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗、集气瓶、烧杯等。
4、收集方法
⑴_________排空气法(原因:
__________________)。
⑵排饱和食盐水法(氯气在饱和NaCl溶液中的溶解度很小,且用此法还可除去实验过程中挥发的HCl气体)。
5、验满方法_________________________________________________________________。
6、尾气处理
氯气有毒,易污染空气,需用_________吸收。
【知能检测】
1、在实验室中制取纯净、干燥的氯气时,可使气体依次通过()
A.饱和食盐水、浓硫酸 B.NaOH溶液、浓硫酸
C.NaHCO3溶液、碱石灰 D.浓硫酸、饱和食盐水
2、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
3、有一些二氧化锰牢固地附着在试管壁上,能洗掉它的试剂是________,其化学方程式为:
________________________________________。
4.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
5.在下在下面的装置中,A是Cl2发生装置,C、D为气体的净化装置,C中装有饱和食盐水,
D中装有浓H2SO4,E是硬质玻璃管,其中装有细铁丝网;F为干燥的广口瓶,烧杯G为尾气吸收装置。
试回答:
(1)A、B、G中各装有什么药品:
(2)为什么从A中生成的气体一定要通过C、D两个装置?
(3)E中的现象为;生成的物质是
(4)写出A、G中发生反应的离子方程式和E中反应的化学方程式、
第三节硫和氮的氧化物
学习目标:
1.掌握二氧化硫的性质。
2.了解可逆反应的特点和表示方法。
3.了解硫的氧化物对大气的污染,树立环保意识。
知识梳理:
一、硫
1、存在:
广泛存在于自然界中,游离态存在于和。
化合态主要以和的形式存在。
例如:
硫铁矿,黄铜矿,石膏,芒硝。
2、性质:
俗称,色粉末,溶于水,微溶于,易溶于。
在空气中燃烧的化学方程式为:
,火焰呈色。
二、二氧化硫
1、物理性质:
SO2是色、有气味的气体,密度比空气,易,溶于水。
2、化学性质:
二氧化硫与水的反应,水溶液的酸碱性,二氧化硫或亚硫酸的漂白性实验:
实验操作
现象
结论
(1)把盛有SO2的试管倒立于水中,打开胶塞
试管内液面。
SO2溶于水。
(2)用pH试纸测定溶液的酸碱性
PH试纸。
SO2的水溶液呈性。
(3)滴入2滴品红溶液,振荡;加热试管,再观察
;
。
SO2具有,SO2与有色物质结合成,加热。
⑴SO2是一种酸性氧化物
①SO2与水的反应:
______________________。
SO2溶于水生成亚硫酸,亚硫酸是中强酸,因此溶液显酸性,亚硫酸不稳定,同时可以分解为和,所以SO2溶于水是一个可逆反应,用“
”表示。
可逆反应:
在同一条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应。
②SO2与碱性氧化物反应:
SO2+CaO==
SO2与碱溶液反应:
SO2+NaOH==+________
③SO2与某些盐溶液反应:
SO2+Na2CO3==+
⑵漂白性
SO2与某些有色物质生成的无色物质,但这种无色的物质而使有色物质恢复到原来的颜色。
利用品红溶液可检验SO2气体。
⑶还原性
由于SO2的硫元素的化合价为,属于中间价态,所以SO2既有又有。
一般表现为还原性,可被多种氧化剂(O2﹑Cl2﹑KMnO4等)氧化为价的硫。
①SO2可以被氧气氧化成三氧化硫,三氧化硫溶于水生成硫酸,工业上利用这一原理生产硫酸。
反应方程式:
;。
②SO2可以使氯水、KMnO4溶液褪色。
SO2+Cl2+2H2O==+
⑷SO2的用途:
①漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等;②用于杀菌消毒。
常见的漂白剂有哪些?
漂白原理有何区别?
⑴SO2漂白性的实质,是SO2与水反应生成的H2SO3跟有机色素结合成了不稳定的无色化合物,该化合物见光、遇热或长久放置又能恢复为原来的颜色。
SO2漂白原理属于非氧化—还原反应。
⑵氯水、Ca(ClO)2、H2O2、Na2O2、O3使品红溶液褪色,但加热不能复原,其实质为氧化还原反应,是氧化性漂白,漂白剂具有氧化性,将有机色素氧化成稳定的无色物质。
⑶木炭、活性炭具有疏松多孔的结构,形成较大的表面积,具有很强的吸附性。
使品红溶液褪色是吸附性漂白,物理变化。
知能检测
1.下列说法正确的是()
A.SO2能使KMnO4水溶液褪色B.可以用澄清的石灰水鉴别SO2和CO2
C.硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成SO3D.少量SO2通过浓的CaCl2溶液能生成白色沉淀
2.检验SO2气体中是否混有CO2气体,可采用的方法是( )
A.通过品红溶液 B.通过澄清石灰水
C.先通过NaOH溶液,再通过澄清石灰水 D.先通过酸性KMnO4溶液,再通过澄清石灰水
3.下列物质不能使品红溶液褪色的是()
A.SO2B.活性炭C.Ca(ClO)2D.CO2
4.实现下列变化,需要加入氧化剂的是()
A.S2-→SB.SO2→SC.SO32-→SO2D.MnO2→Mn2+
5.欲除去CO2中少量的SO2,可选用的试剂是()
A.Na2CO3溶液B.饱和NaHCO3溶液C.酸性高锰酸钾溶液D.石灰水
6.下列变化中,不属于化学变化的是()
A.SO2使品红溶液褪色B.氯水使有色布条褪色
C.活性炭使红墨水褪色D.漂白粉使某些染料褪色
第三节硫和氮的氧化物
学习目标:
1.掌握一氧化氮和二氧化氮的性质。
2.了解氮的氧化物对大气的污染,树立环保意识。
知识梳理:
一、氮气、一氧化氮和二氧化氮
1、氮气N2占空气体积的左右,是一种色味的气体,密度比空气,氮气在水里溶解度。
在通常情况下,N2与O2,但是在或的条件下,可以化合生成。
化学反应方程式:
。
2、一氧化氮NO是色,溶于水的毒气体。
在常温下很容易与空气中的O2化合生成NO2,化学方程式:
。
3、二氧化氮
⑴物理性质NO2是色,有气味的毒气体,密度比空气,易,溶于水。
⑵化学性质NO2溶于水生成和。
反应方程式:
。
【思考】俗话说“雷雨发庄稼”,有哪些科学道理?
写出有关的化学方程式。
二、SO2和NO2对大气的污染
1、SO2和NO2的主要来源的燃烧,尾气、硫酸厂、硝酸厂的尾气。
2、危害⑴引起污染,直接危害人体健康。
⑵溶于水形成。
3、防治措施⑴工业废气在排入大气之前,必须回收处理;⑵控制汽车尾气的排放标准。
4、酸雨
pH的降水称酸雨,主要是大气中的和溶于水造
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- 第四 非金属 及其 化合物 第二
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