1乔雅迪第四章(第1节)讲义

龙文教育1对1个性化教案教导处签字：日期：年月日学生乔雅迪学校广铁一中年级高一教师莫海金授课日期2012-2-19授课时段19:30-21:30课题第四章非金属及其化合物讲义1重点难点1、硅酸的性质和用途2、二氧化硅的性质和用途3、氯气的制取，氯水的成分和性质、用途4、氧化还原在实验设计中的重要应用教学步骤及教学内容第一节无机非金属材料的主角——硅一、二氧化硅和硅酸1二氧化硅(1)物理性质:（2）化学性质(3)二氧化硅的用途:用于制造光导纤维、光学仪器、玻璃原料和建筑材料2、硅酸(H2Si03)（1）硅酸制法——可溶性硅酸盐与酸反应：二、硅酸盐硅酸盐：由硅、氧和金属组成的化合物的总称三、硅单质1物理性质：晶体硅是灰黑色、有金属光泽、2化学性质：不活泼，除与氟气、氢氟酸和强碱外，一般不与其他物质反应第二节富集在海水中的元素——氯一氯气1、氯气的物理性质2、氯气的化学性质（1）氯气能与钠、铁、铜等大多数金属化合，（2）与非金属反应：（3）与水反应（4）与碱的反应二氯离子的检验:滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，用稀硝酸排除干扰离子（CO32－、SO32－）三Cl2的实验室制法总结作业课后评价一、学生对于本次课的评价O特别满意O满意O一般O差二、教师评定1、学生上次作业评价O好O较好O一般O差2、学生本次上课情况评价O好O较好O一般O差作业布置教师留言教师签字：家长意见家长签字：日期：年月日第四章非金属及其化合物讲义1第一节无机非金属材料的主角——硅一、二氧化硅和硅酸1二氧化硅(1)物理性质:①二氧化硅广泛存在于自然界中，沙子、石英的主要成分就是二氧化硅。②纯净的SiO2是无色透明的晶体，不溶于水，熔点高、硬度大。③石英（水晶和玛瑙）是二氧化硅晶体。（金刚石钻石C,金刚砂SiC，刚玉Al2O3）(2)二氧化硅的化学性质①Si02是酸性氧化物A与碱性氧化物反应：SiO2＋CaOCaSiO3B与强碱反应：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O（盛放碱液的试剂常用橡胶塞，而不用玻璃塞，Na2SiO3是一种矿物胶，能使瓶口与瓶塞发生黏合）C与纯碱反应：SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑②不与酸反应，只与弱酸HF反应SiO2＋4HF＝SiF4↑＋2H2O（HF的保存就不能使用玻璃瓶，而用塑料或橡胶瓶。用途：可以在玻璃上雕刻花纹等）③弱氧化性:Si02高温下与C作用可制取粗硅反应的化学方程式为：SiO2＋2CSi＋2CO↑(3)二氧化硅的用途:用于制造光导纤维、光学仪器、玻璃原料和建筑材料化学性质与CO2的比较二氧化碳二氧化硅稳定性稳定很稳定与水反应CO2+H2O=H2CO3不反应与碱性氧化物反应CO2+CaO=CaCO3SiO2+CaO=CaSiO3与碱反应CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O与HF反应不反应SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O弱氧化性CO2+C2COSiO2+2CSi+2CO↑与碳酸钠等反应CO2+H2O+Na2CO3==2NaHCO3CO2+H2O+CaCO3==Ca（HCO3）2SiO2+Na2CO3===Na2SiO3+CO2↑SiO2+CaCO3==CaSiO3+CO2↑高温高温高温高温高温2、硅酸(H2Si03)（1）硅酸制法——可溶性硅酸盐与酸反应：Na2Si03+2HCl==2NaCl+H2Si03↓Na2SiO3＋CO2＋H2O==Na2CO3＋H2SiO3↓（硅酸酸性比碳酸弱）（先形成硅酸溶胶，后形成硅酸凝胶，静置则形成硅酸沉淀）注意：硅酸不溶于水，不能用SiO2与水反应制取（2）硅酸的性质：H2SiO3H2O＋SiO2（热稳定性较弱）（3）用途：硅胶多孔疏松，可作干燥剂，催化剂的载体二、硅酸盐硅酸盐：由硅、氧和金属组成的化合物的总称物理性质：性质稳定、熔点较高，大都难溶于水（Na2Si03易溶于水）硅酸盐材料是传统无机的非金属材料1最简单的硅酸盐---硅酸钠(Na2Si03)Na2SiO3的性质：无色粘稠的液体，不能燃烧，不易腐蚀，热稳定性强，其水溶液俗称水玻璃用途：可用作肥皂填料，木材、织物的防腐剂和防火剂，建筑、纸张的黏胶剂。2传统无机的非金属材料性质：具有耐腐蚀、耐高温等优点，但质脆、耐热冲击差（1）陶瓷：陶瓷材料是人类应用最早的硅酸盐材料（2）玻璃：普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英为原料（3）水泥：水泥是重要建筑材料，其主要成分是黏土和石灰石，水泥具有水硬性。3新型无机的非金属材料性质：继承传统无机的非金属材料的优点，同时克服其弱点①高温结构陶瓷，如氮化硅(Si3N4)陶瓷，碳化硅(SiC)陶瓷等（耐高温，强度高）②生物陶瓷：如氧化铝陶瓷(A1203)，氧化锆陶瓷(Zr02)等（具有生物功能）③压电陶瓷：以钛酸钡(BaTi03)和钛酸铅(PbTi03)为主要成分（具有电学特性）三、硅单质1物理性质：单质硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、脆而硬的固体，晶体硅是原子晶体，为四面体的空间结构。导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。注意：硅在自然界中全部以化合态存在，主要为SiO2和硅酸盐，自然界不存在单质硅2化学性质：常温下不活泼，除与氟气、氢氟酸和强碱外，一般不与其他物质反应Si＋2F2===SiF4Si+4HF=SiF4+2H2↑Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑注意：能与NaOH溶液反应生成盐和H2的单质有Si和Al两种，但Al是两性金属，而Si不是两性非金属△第二节富集在海水中的元素——氯一氯气1、氯气的物理性质：氯气在通常情况下是黄绿色气体，有强烈刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，能溶于水，易溶于有机溶剂。闻氯气操作：用手轻轻的在瓶口煽动，仅使极少量的氯气飘进鼻孔2、氯气的化学性质：（1）氯气能与钠、铁、铜等大多数金属化合，具有强氧化性，是很活泼的非金属单质。2Na+Cl22NaCl(产生黄色火焰和大量白烟，放出热烈)Cu+Cl2CuCl2(剧烈燃烧，棕黄色烟，溶于水溶液呈蓝绿色)2Fe+3Cl22FeCl3（剧烈燃烧，产生大量棕褐色的烟，溶于水形成棕黄色溶液）注意：①常温下干燥的氯气或液氯不能与铁反应，工业上常把干燥的液氯贮存在钢瓶中②Cl2和变价金属反应时，生成高价的金属氯化物，如：CuCl2、FeCl3而Fe+2HCl===FeCl2+H2↑氧化性：氯气强于盐酸(H+)（2）与非金属反应：H2+Cl22HCl(安静燃烧，发出苍白色火焰，瓶口形成白雾)用途：工业制取盐酸——氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，氯化氢溶于水后得到盐酸光照条件下：H2+Cl22HCl(发生爆炸)结论：燃烧不一定有氧气参加，物质并不是只有在氧气中才可以燃烧。燃烧的本质：剧烈的氧化还原反应，所有发光放热的剧烈化学反应都称为燃烧。（3）与水反应Cl2+H2O=HCl+HClO（次氯酸）（Cl原子自身氧化还原反应）次氯酸不稳定，见光易分解：2HClO2HCl＋O2↑（次氯酸的不稳定性）（4）与碱的反应2NaOH+Cl2＝NaCl+NaClO+H2O（用来吸收多余氯气）2Ca(OH)2+2Cl2＝CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O（用来制漂白粉）注意：漂白粉和漂粉精为CaCl2和Ca(ClO)2等物质的混合物，其有效成分为Ca(ClO)2漂白粉使用时的反应（失效方程式）：Ca(ClO)2+CO2+H2O＝CaCO3↓+2HClOCa(ClO)2+2HCl＝CaCl2+2HClO（工业漂白的原理）（5）与还原性物质反应：2FeCl2+Cl2＝2FeCl3（除去FeCl3中的FeCl2）H2S+Cl2＝2HCl+S（氧化性：Cl2＞S）Cl2+2KI＝2KCl+I2（氯气的检验：能使淀粉碘化钾溶液变蓝色）Na2SO3+Cl2+H2O＝Na2SO4+2HClSO2+2H2O+Cl2＝H2SO4+2HCl光照点燃光照点燃明点燃点燃加热注意：氯水成分的复杂性和性质的多样性①反应原理及成分Cl2＋H2OH+＋Cl-＋HClOHClOH＋＋ClO－新制氯水中有H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-【少】、OH-【极少】等微粒②氯水性质的多样性成分表现性质反应Cl2氯水呈黄绿色，强氧化性Cl2＋Mg===MgCl2SO2+2H2O+Cl2＝H2SO4+2HClH+强酸性2HCl＋CaCO3===CaCl2＋CO2↑＋H2OHClO（1）弱酸性（2）强氧化性HClO＋OH－===H2O＋ClO－漂白、消毒、杀菌（滴入紫色石蕊试液先变红后褪色）Cl－沉淀Cl－＋Ag＋===AgCl↓③新制氯水、久置氯水与液氯的区别新制氯水久置氯水液氯类型混合物混合物纯净物微粒H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-H2O、H+、Cl-、OH-Cl2主要性质呈黄绿色，导电，具有酸性、氧化性、漂白性无色、导电、具有酸性、无漂白性黄绿色，不导电，氧化性保存棕色瓶盛装于阴暗处低温密封注意：次氯酸（HClO）的性质：一元弱酸（酸性比碳酸还弱），不稳定性，强氧化性（杀菌、消毒），漂白性说明：A氯水的保存：避光，密封贮存在棕色试剂瓶中BCl2能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色C干燥氯气不具有漂白性D新制饱和氯水呈浅黄绿色，久置后颜色变浅甚至为无色，酸性明显增强E实验室不能用自来水配制AgNO3溶液，城市自来水常用Cl2消毒，自来水中可能含有Cl-3Cl2用途：（1）作消毒剂，自来水常用Cl2来杀菌消毒（2）制取盐酸：H2+Cl22HCl（3）制取漂白剂：2Ca(OH)2+2Cl2＝CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O，用作棉、麻和纸张等的漂泊是合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品的重要原料二氯离子的检验:滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，用稀硝酸排除干扰离子（CO32－、SO32－）Cl－＋Ag＋＝AgCl↓三Cl2的实验室制法（1）反应原理：4HCl（浓）+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O注意：稀盐酸与MnO2不反应（2）制气类型：“固+液气”型（如图）（3）装置：如图（4）收集：向上排空气法或排饱和食盐水法（Cl2不溶于饱和食盐水），用湿润淀粉KI试纸验满（5）净化装置：用饱和食盐水洗气除去挥发的HCl，再用浓硫酸干燥（6）吸收装置：用强碱溶液吸收多余的Cl2，防止污染空气（7）注意事项：①反应温度不宜过高，防止HCl过多挥发；②收集Cl2时，导管应插到集气瓶底部思考：某溶液中可能含有Fe3+Fe2+离子中的一种或两种，请设计实验证明。第一节，硅和硅酸盐二氧化硅和硅酸【同步训练】1．光纤通讯是光作为信息的载体，让光在光导纤维中传输，制造光导纤维的基本原料是()A．铜B．钢C．石英D．铝2．下列说法正确的是()A．SiO2溶于水显酸性B．稀盐酸加入水玻璃中可得到硅酸C．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸D．因高温时SiO2与Na2CO3反应放出CO2，所以硅酸的酸性比碳酸强3．能说明二氧化硅为酸酐的原因是()A．它溶于水得相应的酸B．它对应的水化物是可溶性强酸△△点燃C．它与强碱溶液反应只生成盐和水D．它是非金属氧化物4．下列物质中不与二氧化硅反应的是()A．烧碱B．氢氟酸C．硝酸D．生石灰5．下列关于二氧化硅的说法中，错误的是()A．二氧化硅也叫硅酸酐B．二氧化硅中硅原子与氧原子个数比为1∶2C．不能用二氧化硅跟水直接作用制取硅酸D．二氧化硅既能与氢氟酸反应，又能与烧碱反应，所以它是两性氧化物6．和空气接触可发生非氧化还原反应的物质组合是()①Na②Na2SiO3溶液③Na2O2④烧碱溶液⑤石灰水⑥Fe(OH)2A．①③④B．②④⑤C．②③⑥D．①④⑤7．NaOH、KOH等碱性溶液可以贮存在下列哪种试剂瓶中()A．具有玻璃塞的细口瓶B．具有玻璃塞的广口瓶C．带滴管的滴瓶D．具有橡胶塞的细口瓶8．除去SiO2固体中混有的CaCO3固体，方法正确的是()A．加水，过滤B．加热C．加盐酸，过滤，干燥D．加NaOH溶液，过滤9．下列变化中，很难通过一步化学反应实现的是()A．SiO2→Na2SiO3B．H2Si