第四章 非金属及其化合物学案

第四章非金属及其化合物学案第一节无机非金属材料的主角------硅第一课时[学习目标]1、了解硅在自然界中的含量、存在、用途2、了解二氧化硅的物理性质，掌握二氧化硅的化学性质[学习重点]二氧化硅的性质(尤其是作为酸性氧化物的性质)[学习难点]二氧化硅的存在等STS关注的拓展性学习内容[学习过程]［思考与交流］画出C、Si的原子结构简图，并由此分析：硅的化学性质活不活泼，为什么？硅的化合价主要是多少？［思考］常温下，单质碳、硅的化学性质都不活泼，为什么碳在自然界中有稳定的单质（金刚石）存在，而硅却没有，说明了什么？一、二氧化硅和硅酸1、二氧化硅(SiO2)(1)存在(2)用途(3)物理性质熔点_____，硬度______的固体、_______溶于水，纯净的SiO2晶体无色透明［思考］为什么SiO2与CO2的性质上有着这么大的差别呢？(4)结构(5)化学性质：○1具有______氧化物的性质：(不溶于水且不和水反应)与强碱反应：与碱性氧化物反应：○2与HF的反应：○3弱氧化性：SiO2+2C高温Si+2CO↑(工业上制粗硅)○4与某些盐反应：Na2CO3+SiO2高温Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2高温CaSiO3+CO2↑(工业上制玻璃的主要反应)［思考与交流］1、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸？2、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？2、硅酸(H2SiO3)(1)硅酸是一种____酸，它____溶于水，______能使指示剂变色，是一种白色粉末状的固体。(2)制备硅酸(3)硅酸加热，其可以分解生成SiO2［自我评价］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、下列说法正确的是（）A．SiO2溶于水显酸性B．CO2通入水玻璃(硅酸钠的水溶液）可得硅酸C．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸D．SiO2晶体中不存在单个SiO2分子3、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6、CO2通入下列各溶液中,不可能产生沉淀的是()A石灰水B饱和碳酸钠溶液C硅酸钠溶液D氯化钙溶液P803、4P1075第二课时[学习目标]1、了解硅酸盐、硅的主要性质2、认识硅酸盐、硅等在生产、信息技术、材料科学等领域的应用[学习重点]硅、硅酸盐的丰富性和多样性[学习难点]通过学习，掌握研究非金属元素单质及化合物的一般方法[学习过程]复习CO2SiO2物理性质____色____味气体，熔沸点都很低，微溶于水，存在于空气中灰黑色固体，熔沸点都很___，不溶于水，存在于岩石中，俗名硅石、石英、水晶，纤维、玻璃、硅藻土中都大量含有化学性质和碱性氧化物CO2+CaO==SiO2+CO2高温和碱CO2+2NaOH==SiO2+2NaOH==和酸--------SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O和水CO2+H2O===H2CO3--------二、硅酸盐1、定义：硅酸盐结构________，一般_____溶于水，性质很_______。最简单的硅酸盐是__________2、硅酸钠(1)物理性质：白色固体，_______溶于水，水溶液俗称_________或泡花碱，是一种泡花碱(2)化学性质：相对稳定，________燃烧，__________被腐蚀，热稳定性________3、表示方法：原则：金属氧化物（较活泼------较不活泼）方法：○1找组成元素○2写成氧化物的形式○3原子个数比不变○4检查有无遗漏顺序:活泼金属氧化物----较活泼金属氧化物----SiO2-----H2O例、请用氧化物的形式表示下列硅酸盐的组成：硅酸钠（Na2SiO3）————————————镁橄榄石（Mg2SiO4）————————————高岭土{Al2(Si2O5)(OH)4}————————————4.传统硅酸盐材料：(1)陶瓷：日用器皿、建筑饰材、卫生洁具等都是以____________为原料,经_____________而成的.(2)玻璃是以______________________________为原料,经_________________,在_________中熔融制得的.(3)水泥：以_________和__________为主要原料,经_________|__________在____________中煅烧,再加入适量_________,研成细粉就得到普通水泥.5.具有特殊功能的含硅物质：三、硅单质1、存在形态：有_______硅和_________硅两种同素异形体2、晶体结构：正四面体形3、物理性质：______色具有金属光泽的固体、熔点____、硬度_____、质脆、导电性介于____________________之间，是好的__________材料。4、化学性质(1)常温下的反应：Si+2F2==SiF4Si+4HF==SiF4↑+2H2↑Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑(2)高温下的反应：Si+O2高温SiO2Si+2Cl2高温SiCl45.硅的用途5、硅的制备(1)工业上制粗硅SiO2+2C高温Si+2CO↑石英砂焦炭电炉中粗硅(2)由粗硅制纯硅Si+2Cl2高温SiCl4SiCl4+2H2高温Si+4HCl［自我评价］1、下列关于硅的说法不正确的是()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、硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，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，硅能与氧气、氯气等非金属反应2、下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是()A、氧化物都能与氢氧化钠溶液反应B、单质在加热时都能跟氧气反应C、氧化物溶于水都生成相应的酸D、碳和硅两种元素都有同素异型体P801、5、7、8、9、11第二节富集在海水中的元素------氯第一课时[学习目标]1、了解氯元素的存在，初步掌握氯气的化学性质，并从氯原子结构特点和氯气跟金属、非金属的反应。2、了解氯气是一种化学性质非常活泼的非金属3、了解氯气的主要物理性质，掌握氯气与水、碱反应及相关的生活生产应用。4、认识燃烧现象的本质。[学习重点]氯气的化学性质[学习难点]氯气的强氧化性[学习过程]学生活动请画出17号氯元素的原子结构示意图，分析氯元素的非金属性强弱。自然界中有没有游离态的氯?如果没有，人们是怎样制得氯气的呢？氯气的实验室制法［思考与交流］1、从氯气的发现到确认为一种新的元素，时间长达三十多年。你从这一史实中得到什么启示？2、舍勒发现氯气的方法至今还是实验室制取氯气的主要方法之一。请写出舍勒发现氯气的化学反应方程式一、氯气1、物理性质：通常情况下，_____色、气体、有剧烈的_______气味、能溶于水、有___、密度比空气______；易_________。2、化学性质（1）与金属反应：2Na＋Cl2(产生大量白烟)Cu＋Cl2(产生棕色的烟，溶于水后，溶液呈蓝绿色)2Fe＋3Cl2(实验现象：剧烈燃烧，生成棕色的烟)［思考］比较一下Cl2与HCl的氧化性强弱［点击试题］实验事实证明，在一定条件下，氯气可跟多种金属直接化合。写出氯气跟下列金属反应的化学方程式：1.跟铝反应：.2.跟镁反应：（2）与某些非金属反应H2＋Cl22HCl现象:［讨论］1.比较Cu在Cl2中燃烧与H2在Cl2中燃烧现象的共同点。2.燃烧是否一定要有O2参加?比较铁、硫、木炭在O2中燃烧与Cu、H2等在Cl2中燃烧的现象，找出共同特点，并由此推论什么叫燃烧。［点击试题］实验证明，在一定条件下，Cl2还可跟P、S、C等非金属直接化合。试写出下列反应的化学方程式：1.P在Cl2(不足量)里燃烧生成PCl32.P在Cl2(过量)里燃烧生成PCl5[讨论］金属、非金属跟Cl2化合时，氯元素的化合价如何变化?表现了氯气的什么性质?[交流探讨]打开自来水龙头，会闻到一股刺激性的气味，你想过什么原因么？（3）氯气与水反应：Cl2＋H2O=HClO的性质:［讨论］Cl2可以使湿润的有色布条褪色，不能使干燥的有色布条褪色，这个事实说明什么?(4)与碱液反应请同学们阅读课本中氯气与碱反应的有关内容。阅读后用化学方程式回答下列问题：1.Cl2跟NaOH溶液反应2.工业上用Cl2与石灰乳作用制取漂粉精3.漂粉精为什么具有漂白、消毒作用?［总结］氯气与碱反应的规律：氯气+碱==次氯酸盐+氯化物+水［讨论］漂白液、漂白粉、漂白精有何区别？漂白液（有效成分：NaClO）、漂白粉(主要成分：Ca(ClO)2、CaCl2，有效成分Ca(ClO)2)）。漂粉精(主要成分和有效成分都是Ca(ClO)2)。［问］存放漂粉精时应注意哪些问题?(5)与盐溶液反应：2Fe2＋+Cl2==2Fe3＋+2Cl―(溶液由浅绿色变成棕黄色)2Br―+Cl2==2Cl―+Br22I―+Cl2==I2+2Cl―(可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝)2、氯气的用途【自我评价］1.下列叙述正确的是（）A.氯原子和氯离子的化学性质相同。B.氯离子比氯原子多一个电子。C.氯气有毒，氯离子也有毒。D.氯气和氯离子都呈黄绿色。2.下列物质见光会分解的是（）A.HClB.Ca(ClO)2C.HClOD.NaCl3.用自来水养鱼，在将水注入鱼缸之前需把水在阳光下曝晒一段时间，目的是（）A.增加水中含氧量。B.利用阳光中紫外线杀菌。C.使自来水中少量次氯酸分解。D.通过日照提高水的温度。4、如图所示，A处通入湿润的Cl2，关闭B阀时，C处的红布看不到明显现象，当打开B阀后，C处红布条逐渐褪色，则D中装的是()A．浓H2SO4B．NaOH溶液C．H2OD．饱和NaCl溶液5、漂白粉在空气中易失效的原因是()A、CaCl2易吸收空气中的水分B.Ca(ClO)2见光易分解C.Ca(ClO)2与空气中的水分和二氧化碳作用，生成HClOD.Ca(ClO)2易被空气中的氧气氧化P871、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、14P1071、3ABC第二课时[学习目标]1、巩固氯气的化学性质，初步掌握Cl―的检验方法。2、了解卤族元素的性质与氯的相似之处。[学习重点]Cl―的检验方法[学习难点]卤族元素单质的氧化性[学习过程]［复习提问］1.灼热的铜丝伸入盛有氯气的集气瓶里，有何现象?写出反应的化学方程式。2.在空气中点燃氢气，然后伸入盛有氯气的集气瓶里，有何现象?写出反应的化学方程式。3.Fe、S、C在O2中燃烧，以及H2、Cu在Cl2中燃烧，有何共同特点?二、氯离子（Cl-）的检验［实验4-6］检验盐酸、NaCl溶液中的Cl-，并用Na2CO3溶液做对比实验，并填表。检验Cl―的方法:三、成盐元素—卤素氟单质是淡黄绿色气体，氯气是黄绿色气体，溴是深红棕色液体，易挥发，用水封，溴水是橙红色。碘是紫黑色固体，易升华，碘水是棕黄色，碘遇淀粉变蓝色。1.与金属反应3Br2+2Fe=2FeBr3I2+Fe=FeI22、卤素单质与非金属的反应H2+F2=2HF（黑暗、低温、剧烈反应发生爆炸）H2+CI2=2HCI（光照）H2+Br2=2HBr(加热500℃缓慢反应)H2+I22HI（不断加热，缓慢进行，同时分解）（1）卤素单质与H2化合的难易关系：F2Cl2Br2I2(2)卤化氢的稳定性关系：HFHClHBrHI3、卤素与水的反应2F2＋2H2O=4HF＋O2（特例）通式：X2＋H2O=HX＋HXO（X:Cl、Br、I）3、卤素单质间的置换反应2NaBr+Cl2===2NaCl+Br22KI+Cl2===2KCl+I22KI+Br2===2KBr+I2氧化性：Cl2＞Br2＞I2还原性：Ｉ－＞Ｂｒ－＞Ｃｌ－P8712、13△第三节硫和氮的氧化物第一课时[学习目标]1、了解二氧化硫的物理性质和用途，掌握二氧化硫的化学性质2、了解可逆