第四章 非金属及其化合物

第四章非金属及其化合物[知识体系]：一、硅⑴物理性质：灰黑色固体，有金属光泽，硬度大，熔点高，半导体，形成晶体无色透明⑵化学性质：★常温下稳定，硅的化学性质不活泼，除了与F2、HF、强碱反应外，不跟其他任何物质反应，Si+2F2==SiF4Si+4HF==SiF4↑+2H2↑Si+2OH-+H2O==SiO32-+2H2↑⑶用途：良好的半导体材料。例如：硅芯片，硅太阳能电池等。二、二氧化硅24与氢氟酸反应与CaO反应物理性质与碱反应结论与水反应SiO2CO2CO2和SiO2的性质比较无色无味气体，能溶于水，密度比空气大固态、难溶于水、硬度大、熔点高CO2+H2O=H2CO3不反应CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCaO+CO2=CaCO3CaO+SiO2CaSiO3高温不反应SiO2+4HF=SiF4+2H2OCO2和SiO2都是酸性氧化物应用：1、实验室盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶要用橡皮塞而不用玻璃塞。2、用氢氟酸来雕刻玻璃。三、硅酸1、制备：可通过可溶性硅酸盐与其它酸反应制得，所生成的H2SiO3易聚合形成硅酸溶胶；Na2SiO3+2HCl=H2SiO3（胶体）+2NaClNa2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3(胶体）+Na2CO3说明：碳酸的酸性比硅酸强。四、硅酸盐1、硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质，大多数不溶于水，化学性质很稳定。2、硅酸钠：（1）硅酸钠是一种无色晶体，熔点高（2）硅酸钠易溶于水，其水溶液俗称水玻璃，其水溶液呈碱性（3）硅酸钠溶液易吸收空气中的CO2,因此要密封保存（4）用途：建筑工业和造纸工业用它做黏合剂，木材或织物用水玻璃浸泡后既防腐又不易着火3、硅酸盐工业(1)水泥工业原料：石灰石、粘土、、石膏普通水泥的成分：硅酸三钙3CaO•SiO2硅酸二钙2CaO•SiO2铝酸三钙3CaO•Al2O3(2)玻璃工业玻璃工业原料：石灰石、纯碱、石英玻璃成分：Na2SiO3,CaSiO3,SiO2[巩固练习]：1、下列说法不正确的是（）A.以二氧化硅为主要原料制造光导纤维B.碳炉边放盆水，可防止煤气中毒C.在墙壁刚粉刷过石灰浆的室内生一炭火盆，墙壁会冒汗D.用干冰进行人工降雨2、下列说法正确的是A．SiO2能和水发生化合反应生成硅酸B．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸C．SiO2的俗名叫水玻璃，不溶于水D．SiO2又叫水晶，能溶于NaOH溶液中3、在实验室下列物质不与晶体硅反应的是（）A．Ｆ2B．HFC．KOH溶液D．CI24.下列关于硅的说法中不正确的是（）Ａ．硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体Ｂ．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料Ｃ．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应Ｄ．加热到一定温度时，硅能与氢气、氧气等反应5.光纤通信是一种现代的通信手段，光纤是光导纤维的简称，制造光导纤维的主要原料是Ａ．铜Ｂ．铝Ｃ．石英Ｄ．水玻璃6、将过量的二氧化碳通入下列溶液中，最终会出现浑浊的是（）A．氯化钙溶液B．澄清的石灰水C．水玻璃D．硝酸钡溶液7、下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是（）A．＋4价氧化物都与氢氧化钠溶液反应B．单质在加热时都能与氧气反应C．氧化物都能溶于水生成相应的酸D．碳和硅两种元素都有能导电的单质8、下列试剂可用带玻璃塞的玻璃瓶保存的是（）A．硅酸钠溶液B．盐酸C．氢氟酸D．氢氧化钠溶液9.下列物质中能与SiO2起化学反应的是（）①浓H2SO4②H2O③盐酸④HF⑤NaOH溶液⑥氧化钙A.①②⑥B.②④C.④⑤⑥D.③④⑤⑥二、氯气[知识体系]一、氯气的实验室制法二、氯气的实验室制法实验装置制法原理收集装置：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MnO2+4HCl（浓）==MnCl2+2H2O+Cl2↑二、氯气的物理性质色、味、态毒。密度比空气，水溶性三、氯原子的结构：最外层电子数为，很容易电子，形成。化学性质活泼，表现有较强的性。四、氯气的化学性质现象方程式1、与金属与Na反应黄色火焰与Fe反应棕褐色的烟与Cu反应棕黄色的烟2、与非金属与H2反应苍白色火焰燃烧的条件及本质：3、与水反应4、与碱反应NaOH石灰水注意氯水成分：分子：H2O、Cl2、HClO离子：H+、Cl-、ClO-、(OH-)5、次氯酸的性质（1）不稳定：2HClO===2HCl+O2↑（2）强氧化性---杀菌消毒（3）弱酸，酸性比碳酸还弱（4）漂白性（能使红色纸条褪色）6.氯气与碱的反应Cl2+2NaOH===NaClO+NaCl+H2O2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O次氯酸钙［Ｃa(ClO)2］是漂白粉的有效成分，也具有漂白性。漂白粉的漂白原理：它的水溶液与空气中的CO2接触反应生成次氯酸的过程。Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3+2HClO五、氯离子（Cl-)的检验(1)试剂:AgNO3溶液、稀硝酸（2）方法：在被检验的溶液中滴入AgNO3溶液，若产生白色沉淀，再加入稀硝酸，沉淀不溶，则被检液中含有Cl-。有关反应的离子方程式是：Ag++Cl–==AgCl2Ag++CO32-==Ag2CO3Ag2CO3+2H+==2Ag++CO2+H2O[巩固练习]：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.KCl2、以氯气消毒的自来水作溶剂配制下列化学试剂，药品不会产生明显变质的是：（）A．Na2CO3B．NaClC．NaOHD．KIE.AgNO3F.石蕊试液3、下列物质中含有Cl-的是（）A．液氯B．KClO3C．NaCl晶体D．氯5、湿润的蓝色石蕊试纸接触氯气后，其颜色变化为（）A．变红B．变白C．先变红再变白D．不变色6、下列物质中，既含有氯分子，又含有氯离子的是（）A．氯化钠溶液B．新制氯水C．漂白粉D．液氯7、关于氯气的叙述中，下列正确的是（）A．氯气是一种黄绿色、有毒的气体B．氯气在自然界中既可以以化合态存在，也可以以游离态存在C．氯气不能溶解于水，所以可用排水法收集氯气D．氯气、氯水、液氯是同一种物质，只是状态不同，都属于纯净物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物质的量之比为（）A．1：1B．1：2C．2：1D．3：29.现有盐酸、氯化钠、氢氧化钠和氯水四种溶液，可用来区别它们的一种试剂是（）A．AgNO3B．酚酞试液C．紫色石蕊试液D．饱和食盐水10.除去Cl2中少量的HCl气体，最好选用的试剂是（）A.蒸馏水B．二氧化锰C．饱和食盐水D．氢氧化钠溶液11.将下列物质分别滴加到干燥的有色布条上，不能使其褪色的是（）A．新制的氯水B．液氯C．次氯酸钙溶液D．盐酸和次氯酸钠的混合溶液三、硫和氮氧化物[知识体系]：一、硫1、物理性质：黄色固体，难溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，易升华等。2、化学性质：与铁生成硫化亚铁、与铜生成硫化亚铜，也可以和活泼的金属反应；硫在空气中或氧气中可以燃烧生成SO2，可以与非金属反应。Fe+S==FeS2Cu+S==Cu2SHg+S=HgS（除汞）二、二氧化硫的物理性质无色、有刺激性气味、有毒、密度比空气大、易液化、易溶于水的气体。2、SO2的化学性质：（1）酸性氧化物SO2＋H2OH2SO3CO2＋H2OH2CO3比较特点：能同时向两个反应方向进行，属于可逆反应。可逆反应：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应，叫可逆反应。（2）二氧化硫漂白性：二氧化硫能使品红溶液褪色，受热又恢复原来的颜色。（暂时漂白）原理：SO2与某些有色物质直接结合生成不稳定的无色物质。★SO2和氯水的漂白有何不同?答：氯水漂白是因Cl2溶于水后产生的HClO有强氧化性，可将有色物质氧化成无色物质而漂白，实质为氧化还原反应，这种漂白效果是永久性的。SO2漂白是因为它与有色物质反应生成一种不稳定的无色物质，这种无色物质见光遇热易分解，从而使有色物质恢复原色。实质为非氧化还原反应，这种漂白结果是暂时的。★氯水与二氧化硫漂白性的比较：氯水二氧化硫原理氯水中HClO将有色物质氧化成无色物质SO2溶于水产生的H2SO3与有色物质直接结合生成不稳定的无色物质实质氧化还原反应非氧化还原反应效果永久性暂时性范围可漂白大多数有色物质，能使紫色石蕊试液褪色漂白某些有色（有机色）物质，不能使紫色石蕊试液褪色（石蕊变红）（工业上常用SO2来漂白纸浆，以致报纸放久会变黄。）注：SO2中硫元素为+4价，既可得电子显氧化性，又可失电子显有还原性。（3）氧化性：SO2＋2H2S====3S↓＋2H2O注：SO2的氧化性较弱，只在少数反应中体现。（4）SO2具较强的还原性，可被X2、O2、KMnO4、HNO3等许多氧化剂氧化：SO2＋Br2＋2H2O====H2SO4＋2HBr5SO2＋2KMnO4＋2H2O====K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4思考：1、SO2能使溴水、KMnO4溶液褪色，这与SO2使品红褪色，实质相同吗?答：不同。前者缘于SO2的还原性，发生的是氧化还原反应。后者缘于其漂白性，发生的是非氧化还原反应。2、如何检验CO2和SO2？答：不能用澄清的石灰水，都会变浑浊。可利用SO2的还原性，通入酸性高锰酸钾溶液或溴水。SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2OCO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O二、二氧化氮和一氧化氮1、NO：无色无味的气体，有毒，不溶于水，密度比空气略大化学性质：NO：不与水反应，通常情况下易被氧气氧化成NO22NO+O2=2NO2NO的生成及与NO2转化放电N2+O2====2NO2NO+O2====2NO23NO2+H2O====2HNO3+NO注：这种把游离态的氮转化为化合态的氮的方法叫做氮的固定，简称固氮。［小结］雷雨发庄稼2、二氧化氮物理性质：二氧化氮是红棕色、刺激性气味有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水。化学性质：与水反应3NO2+H2O=2HNO3+NO3、酸雨酸雨：主要指pH值小于5.6的雨水，其主要是含有硫酸和硝酸。正常雨水(含雨、霜、露、雹、雾等)由于存在CO2原因其pH值约为5.6。在水中当pH值小于5.5时,大部分鱼类难以生存;当降到小于5时,各种鱼类和两栖动物及昆虫、水草及浮游生物面临灭绝。[巩固练习]：1、下列变化需要加入氧化剂才能实现的是（）A、S2—→HS—B、Na2SO3→SO2C、H2S→SD、SO2→S2、下列物质均有漂白作用，其漂白原理相同的是（）①过氧化钠②次氯酸③二氧化硫④活性炭⑤臭氧A、①②⑤B、①③⑤C、②③④D、①②③3、检验SO2气体中是否存在CO2气体，应采用的方法是（）A、通过澄清石灰水B、先通过小苏打(NaHCO3)溶液，再通过石灰水C、先通过足量酸性高锰酸钾溶液，再通过石灰水D、通过品红溶液4、二氧化硫和氯水都有漂白性，现把二者混合使用，让混合气体通入品红溶液，则其漂白性将（）A、和氯气单独通过时相同B、和二氧化硫单独通过时相同C、是二者漂白效果之和D、可能失去漂白性5.（1）把SO2气体通入品红溶液中，现象为，加热溶液煮沸后，现象为（2）将Cl2通入紫色石蕊试液中，现象为将SO2通入紫色石蕊试液中，现象为（3）将SO2通入溴水中，溴水褪色，是否是SO2的漂白性？（填“是”或“否”）将SO2通入使酚酞呈红色的溶液中，溶液褪色，是否是SO2的漂白性？6.下列各组物质间反应，其中水既不作氧化剂又不作还原剂的氧化还原反应是（）。①Na+H2O②Na2O2+H2O③CO2+H2O④Na2O+H2O⑤Cl2+H2O⑥NO2+H2OA.①③⑤B.③④⑥C.③⑥D.②⑤⑥7、3.在NO2被水吸收的反应中，发生还原反应和发生氧化反应的物质，其物质的量之比为（）。A．3:1B.1:3C.1:2D.2:18.导致下列现象的主要