高一化学非金属及其化合物

新课标人教版课件系列《高中化学》必修1第四章《非金属及其化合物》教学目标１、无机非金属材料的主角---硅：二氧化硅和硅酸，硅酸盐，硅单质。２、富集在海水中的元素---氯：活泼的黄绿色气体－氯气，氯离子（Cl-）的检验。３、硫和氮的氧化物：二氧化硫和三氧化硫，二氧化氮和一氧化氮，二氧化硫和二氧化氮对大气的污染。４、硫酸、硝酸和氨第四章非金属及其化合物第一节《无机非金属材料的主角---硅》第四章非金属及其化合物地壳中第二，为26.3%，占地壳质量的90%以上地球生物生存的根基——硅酸盐、空气、水、阳光从原子角度认识硅原子既不易失去电子，也不易得到电子，所以,硅的化学性质不活泼,主要形成四价化合物．CSi思考：碳和硅在自然界中存在形式有所不同的原因是什么？碳和硅都是亲氧元素但是硅的亲氧能力更强Si无单质状态化合态：硅的氧化物和硅酸盐一、二氧化硅和硅酸天然的SiO2硅石有结晶形（石英晶体）无定形——硅藻土{水晶玛瑙1、二氧化硅（SiO2）(1)存在思考题4什么是硅石、石英、水晶、玛瑙？阅读63页，画出由硅石分类到玛瑙的树状分类图。地球上存在的天然二氧化硅称为（统称为）硅石硅石结晶形（石英）无定形水晶玛瑙(2)结构每1个Si原子周围结合4个O原子，Si在中心,O在四个顶角.同时每1个O原子周围结合2个Si原子相结合。[SiO4]四面体二氧化硅中氧原子与硅原子个数比为2：1,用SiO2来表示二氧化硅的组成,表示O与Si的原子个数比,不是分子式是化学式思考题6下列说法错误的是（）A.SiO2是二氧化硅的化学式B.SiO2晶体是由Si和O按1:2的比例所组成的立体网状结构的晶体C.石英就是水晶D.SiO2从古到今被人类广泛地应用着，是因为SiO2的立体网状结构和它在自然界的广泛存在C现代通信用光缆光学纤维胃镜用光导纤维做无开刀手术光导纤维手术头灯危害：在隧道开凿，石英粉加工等工作环境下易形成含有二氧化硅的粉尘，人长期吸入含有二氧化硅的粉尘，就会患硅肺病。(3)性质SiO2是一种坚硬难熔的固体,不溶于水，纯净的二氧化硅无色透明。A、物理性质：与CO2对比（B）、化学性质：与CO2对比二氧化碳二氧化硅化学式化学式的意义通常状况下的状态硬度水溶性熔沸点二氧化硅和二氧化碳的比较CO2SiO2表示二氧化碳分子及其组成表示二氧化硅晶体中硅氧原子个数比气态固态很小很大可溶于水不溶于水很低很高（B）SiO2的化学性质（很不活泼）高温讨论：初中学过的酸性氧化物的通性包括哪些方面？（以CO2为例）1.酸性氧化物SiO2＋CaO==CaSiO3与强碱反应生成盐和水SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O硅酸钠与碱性氧化物反应生成盐（有粘性）与HF的反应SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O此反应常用于雕刻玻璃2.特性3.某同学根据SiO2既可与碱反应,也能与氢氟酸反应,推断SiO2为两性氧化物.是否正确?想一想2、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？1、实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？HF能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。NaOH溶液能与玻璃中的SiO2反应生成Na2SiO3，使瓶塞部分粘结而无法打开。因此盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞。3、弱氧化性：SiO2+2CSi+2CO↑二氧化碳二氧化硅状态气态固态物理性质熔点低熔点高，硬度大化学性质与酸——有特例用途人工降雨，灭火等P64,图4－5高温＝与水反应与碱性氧化物反应与碱反应CO2+H2O=H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+Na2O=Na2CO3CO2+CaO=CaCO3不能能能CO2＋H2O＝H2CO3，但是SiO2不能与水直接化合成H2SiO3，这是一个特性。思考：刚才讲到SiO2不能直接和水化合成H2SiO3，那怎样制备H2SiO3呢？2、硅酸（H2SiO3）H2SiO3是SiO2的对应水化物（SiO2是H2SiO3的酸酐），是一种不溶性酸，是一种白色固体，其酸性比H2CO3还弱。（1）制法——可溶性硅酸盐与酸反应：现象结论化学方程式滴入酚酞后溶液变为红色，再滴入稀盐酸，溶液红色变浅至无色，同时有白色胶状沉淀产生a、Na2SiO3溶液呈碱性，b、可溶性硅酸盐与盐酸反应生成不溶于水的硅酸，c、先形成硅酸溶胶，后形成硅酸凝胶，d、静置则形成硅酸沉淀。实验4-1Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3↓（2）酸性太弱，只能与强碱发生中和反应H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2O（3）不稳定（比H2CO3稳定），受热易分解用H2CO3可制得H2SiO3，可证明H2SiO3的酸性比H2CO3弱。SiO32-+H2O+CO2==CO32-+H2SiO3↓Na2SiO3+H2O+CO2==Na2CO3+H2SiO3↓SiO32-+2H+==H2SiO3↓Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3↓∆H2SiO3==H2O+SiO2二、硅酸（H2SiO3)（1）制取（实验4-1）强酸制弱酸（2）性质：①白色胶状，难溶（白色胶状）②弱酸性（酸性H2SiO3H2CO3）③脱水形成硅胶Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3用作干燥剂、吸咐剂原理思考与交流：CO2＋H2O＝H2CO3，我们知道SiO2不能直接和水化合成H2SiO3，那怎样制备H2SiO3呢？现象经色逐渐消失，且有白色胶状沉淀生成结论难溶于水的弱酸方程式Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓二、硅酸盐硅酸钠（Na2SiO3）：[实验4－2]P71硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。Na2SiO3溶液（水玻璃）—木材防火、黏胶剂等放入蒸馏水放入Na2SiO3饱和溶液现象燃烧无明火，不燃烧结论Na2SiO3不易燃烧，可作防火剂三、硅酸盐工业1、玻璃：原料：纯碱、石灰石和石英Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2（Na2O•CaO•6SiO2）2、水泥：主要原料：粘土和石灰石石膏—作用是调节水泥硬化速度3、陶瓷：主要原料：粘土4、特殊含硅化合物——碳化硅SiC，俗名金刚砂（金刚石，二氧化硅），具有的空间网状结构，硬度大，熔点高Na2SiO3:Na2O·SiO2Al2(Si2O5)(OH)4:Al2O3·2SiO2·2H2OCa(Al2Si3O10)·3H2OKAlSi3O8钙沸石正长石高岭石四、硅酸盐的改写：硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分（5%）五、硅1、存在和状态：(1)只有化合态，无游离态；(2)晶体硅和无定型硅。2、物理性质：灰黑色，有金属光泽、硬而脆的固体，熔沸点较高。3、化学性质：不活泼(1)常温下：①Si+4HF=SiF4+2H2↑②Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑注：与酸（除HF）碱不反应，其它氧化剂，如Cl2、O2、H2SO4、HNO3等常温下都不与硅起反应。(2)加热时：与某些非金属反应Si+O2==SiO24、用途：半导体材料5、工业制粗硅（课本练习）：SiO2+2C===Si+2CO↑高温粗硅提纯：Si+2Cl2===SiCl4高温SiCl4+2H2===Si+4HCl高温SiO2粗硅SiCl4Si+C+Cl2精馏+H2高温高温高温1、制造光导纤维的主要原料是（）A.晶体硅B.二氧化硅C.石墨D.硅酸钠2、下列各组物质有关性质关系的比较，正确的是（）A.稳定性：CO2SiO2B.酸性：H2SiO3H2CO3C.熔点：SiO2CO2（干冰）D.导电能力：SiCu3、下列物质中,不能用玻璃瓶来盛装的是()A.烧碱溶液B.浓硫酸C.氢氟酸D.碳酸钠溶液4、要除去SiO2中的CaO杂质，最适宜的试剂是（）A.纯碱溶液B盐酸C硫酸D苛性钠溶液5、加热熔融烧碱时应使用下列哪种坩埚（）A.石英坩埚B.普通玻璃坩埚C.铁坩埚D.陶瓷坩埚BCCBC第四章非金属及其化合物第二节《富集在海水中的元素---氯》•了解氯气的物理性质。•掌握氯的原子结构特点、化学性质。•认识氯水的组成和性质。•掌握氯离子的检验方法。•认识卤素，了解其相似点及递变性。•掌握结构性质用途的思维方法决定决定体现体现请看录象海水海洋是巨大的资源宝库请看录象中国盐场分布海洋中含有大量的盐类，主要为NaCl，以及MgCl2、MgSO4第二节富集在海水中的元素-氯氯的位置、结构氯气的性质成盐元素——卤素氯离子的检验氯气的发现及实验室制法氯气的用途（一）氯原子结构特点氯元素在周期表中位置？原子结构有何特点？氯元素有何特性？查一查想一想原子结构：典型非金属性（强氧化性）Cl得e-Cl-一、活泼的黄绿色气体——氯气＋17287舍勒(1742～1786)瑞典化学家。1774年舍勒发现氯气他将这种元素命名为Chlorine,这个名称来自希腊文，有“绿色”的意思。我国早年译文将其译成“绿气”，后改为氯气。在实验室里，氯气可以用浓盐酸与二氧化锰反应来制取实验装置制法原理MnO2+4HCl==MnCl2+2H2O+Cl2↑加热收集装置：尾气处理：气体发生装置：固、液加热向上排气法（或排饱和食盐水法）碱液（NaOH)吸收氧化剂还原产物还原剂氧化产物（二）氯气的实验室制法跟据舍勒制氯气原理，写出化学方程式。指出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物。想一想氯气有毒想一想怎样闻氯气（三）氯气的性质1.物理性质(1)氯气是黄绿色(2)有刺激性气味，有毒的气体(3)易液化(4)密度比空气大(5)能溶于水（1体积水可溶解2体积氯气）——加压液化，贮存在钢瓶中——向上排空气法收集不能用排水法收集，可用排饱和食盐水法收集应该这样干燥的氯气常温不与铁反应闻氯气的方法是：用手轻轻地在瓶口扇动，仅使极少量的氯气飘进鼻孔。注意:这是闻各种气体气味的方法。2.氯气的化学性质（1）、氯气与金属反应（2）、氯气与非金属反应（3）、氯气与水反应（4）、氯气与碱反应在一定条件下氯气能否与金属反应？金属的价态有什么规律？氯气与铜反应铜丝在氯气里剧烈燃烧，产生棕黄色的烟，产物溶于水后，溶液呈蓝绿色。现象Cu+Cl2===CuCl2点燃铁与氯气反应现象铁丝剧烈燃烧，产生—————色的————棕黄烟钠与氯气反应现象剧烈燃烧，火焰呈————色，生成————晶体2Na+Cl2===2NaCl点燃2Fe+3Cl2===2FeCl3点燃白色反应规律：生成高价金属的氯化物？FeCl3和CuCl2能用它们的金属与盐酸反应制取吗？黄(1)氯气与金属反应？例2：怎样制取FeCl2。Fe+2HClFeCl2+H2↑例1：下列化合物中，不能由氯气和相应的金属直接反应来制取的是A.FeCl3B.CaCl2C.FeCl2D.KCl（C）H2+Cl2===2HCl点燃或光照纯净的氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰，放出大量的热，瓶口有大量白雾产生。燃烧：任何发光发热的剧烈的化学反应叫做燃烧。燃烧不一定要有氧气参加，燃烧的本质是氧化还原反应。实验证明，在一定条件下，Cl2还能与P、S、C等非金属直接化合。实验现象一定条件（点燃或光照）下氯气能与氢气反应氢气和氯气的混合气体光照或点燃后发生爆炸。通过H2在Cl2中燃烧的实验,你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识?思考与交流(2)氯气与非金属反应(3)氯气与水反应次氯酸的性质：3、强氧化性漂白作用1、弱酸性Cl2+H2OHCl+HClO2、不稳定易分解光照2HClO2HCl＋O2↑可用于自来水的杀菌、消毒，可用做漂白剂。阅读与思考（1）打开自来水龙头为何有刺激性气味？（2）氯气溶于水为何有杀菌、消毒作用？（3）干燥的Cl2有杀菌、消毒和漂白作用吗？次氯酸酸性：H2CO3HClO液氯与氯水的区别？新制氯水与久置氯水的区别？液氯氯水分类成分性质纯净物混合物分子：离子：Cl2，HClO，H2OH+，Cl－，ClO－分子：H2O离子：H+，Cl－新