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《高中化学》必修1《归纳与整理-第四章非金属及其变化》硅Si硅的原子结构示意图:+14284其原子既不易失去又不易得到电子,但由于硅是一种亲氧元素,可以形成四价化合物。存在:硅元素在地壳中的含量居第二位。没有游离态,只有化合态。(如:二氧化硅和硅酸盐)最常见的沙子中,就含有硅的氧化物。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆、熔沸点高的固体。单质硅是良好的半导体材料。晶体硅的物理性质:人工制造出来的单质硅(晶体硅)晶体管、集成电路、硅整流器、太阳能电池、硅合金等。硅的用途晶体管集成电路太阳能电池二氧化硅存在:广泛存在于自然界中,也叫硅石,代表物为石英晶体——水晶每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。[SiO2]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(二)二氧化硅的结构物理性质:难溶于水,熔沸点高化学性质:稳定,不活泼氢氟酸是唯一可以与之反应的酸(1)与HF反应:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O玻璃中含有SiO2,可用HF来刻蚀玻璃。不与水反应SiO2+CaO===CaSiO3(2)与碱性氧化物反应高温SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+Ca(OH)2=CaSiO3+H2O(3)与碱反应:思考:实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶而橡皮塞而不用玻璃塞?因为玻璃的主要成分是SiO2,NaOH可以跟发生反应,生成有粘性的硅酸钠,使瓶和塞粘合。硅酸钠,水溶液俗名“水玻璃”,具有粘性,其用途很广,制备硅胶和木材防火剂等硅酸(H2SiO3)(1)制取:可溶性的硅酸盐与酸的反应Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓白色胶状强酸制弱酸(2)性质:①白色胶状,难溶②弱酸性(酸性H2SiO3H2CO3)③脱水形成“硅胶”Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3(用作干燥剂)原理生成的硅酸逐渐聚合而形成硅酸溶胶,经干燥脱水就形成硅酸干胶,称为“硅胶”。常常用做干燥剂。也可作催化剂的载体。(3)用途氯的原子结构和性质:结构:性质:氯气Cl得e-Cl-+17287Cl易得到一个电子,显-1价,强氧化性可以失去电子显正价+1、+5、+7物理性质色态:黄绿色气体溶解性:可溶于水(1:2)所得溶液叫氯水密度:密度比空气大气味:有刺激性气味易液化毒性:有毒[思考]闻气体时的正确操作?用手轻轻地在瓶口扇动,仅使极少量的气体飘进鼻孔。氯气的化学性质:(氧化剂,强氧化性)(1)氯气与金属反应2Na+Cl22NaCl点燃Cu+Cl2CuCl2点燃点燃2Fe+3Cl22FeCl3Cl2有很强的氧化性,能与多数金属反应生成相应的金属氯化物。要注意的是:它和变价金属反应时,生成高价的金属氯化物,如:CuCl2、FeCl3(2)氯气与某些非金属反应H2+Cl22HCl点燃H2+Cl22HCl光照(3)氯气与水的反应Cl2+H2OHCl+HClO0-1+1既是氧化剂又是还原剂Cl-的检验:试剂:AgNO3溶液,稀硝酸溶液操作及现象:先加AgNO3溶液,产生白色沉淀,再加稀硝酸,沉淀不溶解。离子反应:Ag++Cl-=AgCl↓次氯酸(HClO)的性质1、强氧化性:杀菌消毒、漂白作用2、极弱酸性:3、不稳定性:受热、见光易分解2HCIO2HCl+O2↑光照或△用途:可用于自来水的杀菌消毒和用做漂白剂漂白有色物质。H2CO3HClO(4)氯气与碱溶液的反应Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2OCl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2O2Cl2+2Ca(OH)2=====CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O氯气+碱氯化物+次氯酸盐+水漂白粉的制取、成分、原理:2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O漂白粉的成分:漂白粉的有效成分:CaCl2和Ca(ClO)2的混合物Ca(ClO)2Ca(ClO)2+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO漂白原理:(反应原理:强酸制取弱酸)卤素单质的化学性质2.卤素与氢气的反应(2)卤化氢的稳定性关系:HFHClHBrHI1.卤素与金属反应3.卤素与水反应通式:X2+H2O=====HX+HXO(X:Cl、Br、I)4.卤素间的相互置换氧化性:Cl2>Br2>I2还原性:I->Br->Cl-硫在氧气中燃烧:实验现象是:点燃S+O2===SO2生成明亮的蓝紫色火焰。硫是黄色粉末化学方程式是:硫二氧化硫物理性质:无色、有刺激性气味的有毒的气体,密度比空气大,易液化,易溶于水(1∶40)。化学性质:(1)与H2O的反应SO2+H2O=H2SO3(亚硫酸)(2)与碱反应生成盐和水SO2+2NaOH=Na2SO3+H2OSO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O(3)既有氧化性,又有还原性2SO2+O22SO3催化剂SO2+2H2S=3S↓+2H2O(4)漂白性:暂时性漂白,可逆品红褪色红色无色SO2用途:它可以用来漂白纸浆、毛、丝、草编制品等。化学性质:(1)与H2O的反应(硫酸)(2)与碱反应生成盐和水SO3+2NaOH=Na2SO4+H2OSO3无色固体,酸性氧化物SO3+H2O=H2SO4SO3+Ca(OH)2=CaSO4+H2O(3)与碱性氧化物反应生成盐SO3+CaO=CaSO41、在放电或高温下:N2+O2=2NO(无色)一氧化氮2、在常温下:2NO+O2=2NO2(红棕色)二氧化氮*比较NO和NO2的性质:NO:无色无味、不溶于水(不与水反应)、不稳定(易氧化)NO2:红棕色有刺激性气味、易溶于水、稳定、有毒性3、NO2易溶于水:3NO2+H2O=2HNO3+NO放电NO2和NO或高温二氧化硫和二氧化氮对大气的污染1、空气中SO2和NO2的来源:(1)煤、石油等含硫燃料的燃烧;(2)火山爆发、工厂尾气;(3)汽车尾气。2、SO2和NO2的危害性:形成酸雨物理性质:NH3无色有刺激性气味的气体,比空气轻、极易溶于水(1:700),易液化。化学性质:1、氨与水反应NH3+H2O大部分小部分约1%NH3·H2ONH4++OH-NH3.H2O不稳定,受热分解为氨和水:NH3·H2O==NH3+H2O铵盐的性质铵盐受热易分解:NH4HCO3==NH3+H2O+CO2NH4Cl==NH3+HCl△NH4NO3+NaOH==NH3↑+NaNO3+H2ONH4+的检验:铵盐OH-△有刺激性气味的气体产生湿润的红色石蕊试纸变蓝喷泉实验【实验现象】现象硫酸1、物理性质:浓硫酸无色、无味、粘稠的油状液体,密度大,沸点高,难挥发,与水任意比互溶。2、化学性质:1)稀硫酸具有酸的通性A、使石蕊溶液变红B、和碱反应C、和碱性氧化物反应D、和盐反应E、和金属反应3、浓硫酸的特性:①吸水性:可作干燥剂(不可干燥氨气)②脱水性:脱水性是指浓硫酸能把有机物中的氢氧原子按2:1(H2O)的个数比脱去。【实验】取10g蔗糖放入小烧杯中,加入几滴水,用玻璃棒搅拌均匀,再加入10mL浓硫酸,并用玻璃棒迅速搅拌。观察物质的颜色、体积变化并闻味。现象:蔗糖变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状的炭,并有刺激性气味的气体产生。C12H22O1112C+11H2O浓硫酸2H2SO4(浓)+C==CO2+2H2O+2SO2脱水性氧化性△浓硫酸的强氧化性:①加热时浓硫酸能与大多数金属(除Au、Pt)反应,但不生成氢气。现象:加热能反应,产生的气体能使湿润的品红试纸褪色,溶液稀释后呈蓝色。反应:Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2+2H2O△实验:Cu与浓H2SO4的反应C+2H2SO4(浓)=CO2+2SO2+2H2O△钝化:常温下,浓硫酸或浓硝酸能使Al、Fe等金属表面生成致密的氧化物保护膜,阻止内部金属继续反应。此现象称“钝化”②与某些非金属反应硝酸纯HNO3是色、易,有气味物理性质:能与水任意比互溶.的液体,挥发刺激性无化学性质:强氧化性稀硝酸和浓硝酸都有强氧化性硝酸能与大部分金属(除金和铂)反应:3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O特殊物质的物理性质:①有色气体:氟气(淡黄绿色)、氯气(黄绿色)、二氧化氮气体(红棕色)等。②无色但在空气中显红综色的气体:一氧化氮气体。③有刺激性气味的气体:氨气、二氧化硫气体、氯气。④有臭鸡蛋气味的气体:硫化氢气体。⑤在水中溶解度最大的气体:氨气。⑥最轻的气体:氢气。⑦银白色、有金属光泽的液体:汞、钠钾合金。⑧深红棕色液态纯净物:单质溴。⑨有色溶液:Fe2+(淡绿色)、Cu2+(蓝色)、Fe3+(棕黄色)、MnO-4(紫色)、氯水(淡绿色)、溴水(橙色)、碘水(褐色)、氢氧化铁胶体(红褐色)。⑩、有色固体红色:Cu、Fe2O3(红棕色粉末)红褐色:Fe(OH)3绿色:Cu2(OH)2CO3、FeSO4·7H2O蓝色:Cu(OH)2、CuSO4·5H2O黑色:CuO、FeO、MnO2、炭黑、Fe3O4浅黄色:Na2O2、AgBr、S白色:Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、Al(OH)3、Mg(OH)2谢谢观看
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