江苏专用2021高考化学一轮复习专题12非金属及其化合物课件

专题12非金属及其化合物考点一氯、溴、碘及其化合物考点清单基础知识一、氯元素的位、构、性关系1.氯元素位于元素周期表中①第三周期②第ⅦA族,其原子结构示意图为 。氯原子易得到一个电子形成氯离子( ),因此,氯元素具有较强的非金属性,在自然界中以化合态存在。氯气具有③强氧化性,化学性质活泼,以得电子发生还原反应为主。2.氯气的性质  二、氯气的实验室制法基础知识联想拓展化学反应原理:⑦MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2OCl- Cl2用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2等固体与浓盐酸在常温下反应可制得Cl2装置类型:固+液 气 装置类型:固+液 气 收集方法:向上排空气法或排饱和食盐水法收集方法的选择与气体的密度、溶解性及其在空气中的稳定性等有关尾气吸收:Cl2有毒,常用⑧NaOH溶液吸收尾气,防止污染环境根据有害气体的性质,常设置点燃转化、试剂吸收等处理装置说明Cl2中的HCl(g)可用饱和食盐水吸收,H2O(g)可用浓硫酸吸收。三、卤素性质的相似性和递变性1.相似性(1)都能与大多数金属反应,如2Fe+3Br2 2FeBr3(I2与Fe反应生成⑨FeI2);(2)都能与H2反应:H2+X2 2HX;(3)都能与H2O反应:X2+H2O HX+HXO(F2与H2O的反应为2F2+2H2O 4HF+O2);(4)都能与碱液反应(F2除外),如Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O。2.递变性F2Cl2Br2I2颜色: 颜色加深熔、沸点: 逐渐升高密度: 逐渐增大水溶性: 逐渐减小氧化性: 逐渐减弱还原性(X-): 逐渐增强注意根据相似相溶原理,Br2、I2在水中溶解度小,而易溶于酒精、苯、四氯化碳等有机溶剂。对于在溶液中生成Br2、I2的反应,常加入苯或四氯化碳,通过有机层的颜色来加以确认。3.特殊性氟元素无正价,F2与H2O发生置换反应生成O2,F2可与Xe、Kr等稀有气体反应生成氟化物。 Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质;液溴易挥发且有毒,通常用 水液封来保存。I2易升华,淀粉溶液遇I2变蓝。Br2和I2都可被某些有机溶剂(如四氯化碳、汽油)萃取。I2易与Na2S2O3溶液反应:I2+2S2  2I-+S4 ,用于通过滴定(以 淀粉溶液为指示剂)来定量测定碘的含量。2-3O2-6O四、海水资源的开发利用 重点突破一、氯水成分的复杂性和性质的多样性1.反应原理及成分Cl2+H2O H++Cl-+HClOHClO H++ClO-2HClO 2HCl+O2↑新制氯水中,存在的分子有Cl2、H2O、HClO,离子有H+、Cl-、ClO-、OH-。长时间放置的氯水变质转化为稀盐酸。2.氯水的性质氯水在与不同物质发生反应时,表现出成分的复杂性和性质的多样性。 说明(1)氯水通常密封保存于棕色试剂瓶中(见光易分解的物质均保存在棕色试剂瓶中);(2)Cl2能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红,后褪色。二、次氯酸、氯气、活性炭、SO2和Na2O2漂白性的区别次氯酸漂白是利用次氯酸的强氧化性,把有机色素氧化成无色物质,属于化学变化,具有不可逆性、彻底性。次氯酸漂白的对象是有机色素,不能漂白无机离子如Fe3+、Cu2+等。氯气漂白的实质是次氯酸的漂白,干燥的氯气不具有漂白性。如Cl2只能使湿润的有色布条褪色,因为氯气和水反应生成次氯酸,次氯酸具有漂白性。这个性质常用于检验氯气。活性炭漂白是利用活性炭的吸附作用,是一种物理漂白。SO2漂白是由于它能跟某些有色物质反应生成不稳定的无色物质。注意SO2只能使紫色石蕊试液变红,而不能使其褪色。Na2O2具有漂白性是因为过氧化钠有极强的氧化性,能把有机色素氧化成无色物质。三、海水中提取溴和碘1.海水中提溴(1)先用蒸馏法将海水浓缩,再用硫酸将浓缩的海水酸化。(2)向酸化的海水中通入适量的氯气,使溴离子转化为溴单质。2NaBr+Cl2 Br2+2NaCl(3)向含溴单质的水溶液中通入热空气或水蒸气吹出溴蒸气,使溴蒸气与二氧化硫在吸收塔内作用以达到富集的目的。Br2+SO2+2H2O 2HBr+H2SO4(4)向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气。2HBr+Cl2 2HCl+Br2(5)用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔内溶液中的溴单质。2.海水中提碘虽然海水中碘的总蕴藏量很大,但由于其浓度很低,故目前工业生产中碘的获得并不是直接从海水中提取。因为海洋中的某些植物具有富集碘的能力,如海带等,所以从海带等海产品中提取碘是工业上获取碘的重要途径。从海带中提取碘的流程图如下:灼烧水氧化剂   干海带→海带灰→浸泡液 滤液 碘的四氯化碳溶液 碘单质常用的氧化剂有Cl2、H2O2、MnO2等。考点二碳的多样性含硅矿物与信息材料基础知识一、碳的多样性1.碳的单质主要有金刚石、石墨、C60或富勒烯等。2.碳的氧化物有CO和CO2,CO具有较强的还原性,CO2具有酸性氧化物的性质。几个重要的反应:Na2SiO3+CO2+H2O Na2CO3+H2SiO3↓Ca(ClO)2+CO2+H2O CaCO3↓+2HClO2NaAlO2+CO2(少量)+3H2O 2Al(OH)3↓+Na2CO3NaAlO2+CO2(过量)+2H2O Al(OH)3↓+NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O 2NaHCO3CaCO3+CO2+H2O Ca(HCO3)2NaCl+NH3+CO2+H2O NaHCO3↓+NH4Cl二、硅1.存在、结构、物理性质 2.化学性质:硅的化学性质不活泼,常温下只能与F2、氢氟酸、强碱溶液反应;在加热条件下,能与O2等少数非金属单质化合。 3.工业制备(1)制粗硅SiO2+2C Si+2CO↑(2)制高纯硅Si+2Cl2 SiCl4、SiCl4+2H2 Si+4HCl三、硅的重要化合物1.二氧化硅SiO2 2.硅酸H2SiO3 3.硅酸盐a.Na2SiO3:其水溶液俗称⑤水玻璃,在空气中易变质:Si +CO2+H2O H2SiO3↓+C 。盛Na2SiO3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞。b.硅酸盐的氧化物表示法:一般按照“金属氧化物·SiO2·H2O”的顺序来书写。2-3O2-3O考点三氧、硫及其化合物基础知识一、硫硫 说明S与变价金属发生化合反应一般生成低价态硫化物。二、二氧化硫 二氧化硫三、硫酸的性质和用途 硫酸四、臭氧(O3)1.物理性质在常温、常压下,臭氧是一种有特殊臭味的淡蓝色气体,它的密度比氧气大。2.化学性质(1)极强的氧化性:O3+2KI+H2O 2KOH+I2+O2(使湿润的淀粉KI试纸变蓝)。(2)不稳定性:2O3 3O2(升温,反应速率加快)。(3)漂白和消毒作用:有些染料受到臭氧的氧化作用会褪色,臭氧还可以杀死许多细菌,因此,臭氧是一种很好的 脱色剂和 消毒剂。(4)产生方式:3O2 2O3。3.臭氧层能吸收来自太阳的大部分紫外线,被称为生物的“保护伞”。氟氯代烷是破坏臭氧层的“元凶”。五、过氧化氢1.化学式:H2O2。电子式: 。结构式:H—O—O—H。H、O原子个数比为1∶1,H2O2是既含极性键,又含非极性键的共价化合物。2.化学性质(1)不稳定性:2H2O2 2H2O+O2↑。(2)还原性:H2O2遇强氧化剂时显还原性。如2KMnO4+5H2O2+3H2SO4 K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O(3)氧化性,如:H2O2+Na2SO3 Na2SO4+H2O。酸性条件下可溶解Cu:H2O2+Cu+2H+ Cu2++2H2O。杀菌消毒、漂白作用:如可使NaOH酚酞溶液的红色褪去,不是H2O2的弱酸性所致。六、环境保护1.环境问题(1)酸雨酸雨的酸度主要是 硫酸和硝酸造成的。我国的酸雨主要是硫酸型酸雨,主要是由 二氧化硫引起的。(2)臭氧空洞臭氧空洞的形成主要与氟氯烃和氮氧化合物有关。(3)水体富营养化主要是由过多排放含 磷、氮的废水所致。(4)温室效应主要由过多排放二氧化碳和甲烷等所致。2.大气污染(1)概念:大气中某些有毒、有害物质的含量超过正常值或超过大气的自净能力。(2)污染物:主要有可吸入颗粒物、硫的氧化物、氮的氧化物、碳氢化合物,以及氟氯代烷和放射性物质等。(3)主要危害:危害人体健康,影响动植物生长,影响全球气候。(4)防治的措施:立法,综合治理。3.水污染(1)概念:排放的污染物使水和水体的物理、化学性质发生变化,或使生物群落发生变化,从而降低了水体的使用价值。(2)污染物的种类:重金属、酸、碱、盐、耗氧物质、石油、难降解的有机物、洗涤剂等。(3)防止和治理:控制污水的排放,用物理、化学、生物等方法综合治理。4.土壤污染(1)概念:进入土壤中的污染物的数量超过土壤的 净化能力,导致土壤质量下降的现象。(2)污染物:城市污水、工业废水、生活垃圾、工矿企业固体废弃物、化肥、农药、大气沉降物、牲畜的排泄物、生物残体等。(3)防治的措施:控制和减少污染物的排放,加强对工矿企业固体废弃物及城市垃圾的处理和利用。七、绿色化学绿色化学在环境保护和清洁生产等方面发挥着越来越重要的作用。原子经济性可用原子利用率来衡量,可表示为:原子利用率= ×100%经济性有两个显著的特点:一是最大限度地利用原料,二是最大限度地减少废物的排放。期望产物的质量生成物的总质量考点四生产生活中的含氮化合物基础知识一、氮气氮气在空气中约占总体积的①78%。通常情况下,N2不与O2反应;在放电条件下,N2能跟O2反应生成无色、无味的一氧化氮:N2+O2 ②2NO。二、NO和NO2一氧化氮在常温下很容易与空气中的氧气反应,化学方程式为③2NO+O2 2NO2。一氧化氮(NO)二氧化氮(NO2)颜色无色④红棕色气味无味刺激性气味水溶性不溶与H2O反应毒性有毒有毒实验室制取时所用试剂Cu和稀HNO3Cu和浓HNO3NO与NO2的性质比较三、硝酸1.物理性质纯硝酸是无色、⑤易挥发、有刺激性气味的液体,能跟水以任意比互溶,常用浓硝酸的溶质质量分数约为69%,常因溶有少量NO2而略显黄色。2.化学性质(1)具有酸的通性,但与活泼金属反应时不能生成H2。(2)不稳定性,化学方程式为⑥4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O。久置的浓硝酸呈⑦黄色,因为溶解了NO2。实验室保存浓HNO3时应注意:低温、避光、密封。(3)强氧化性a.能与除Au、Pt以外的所有金属反应,如Cu与浓、稀HNO3均可反应,化学方程式分别为:⑧Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,⑨3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。有些金属(如Fe、Al等)在冷的浓HNO3中发生钝化。b.与不活泼的木炭反应的化学方程式为:C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O。c.与某些还原性化合物(如FeO)反应的化学方程式为:3FeO+10HNO3 3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O。3.工业制备原理4NH3+5O2 4NO+6H2O2NO+O2 2NO23NO2+H2O 2HNO3+NO4.用途制化肥、炸药、染料等。四、人类活动对自然界氮循环和环境的影响1.固氮及影响(1)活化氮N 、N 是自然界中活化氮的主要存在形态。(2)影响 (3)NOx的污染a.氮氧化物:主要有NO、N2O、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等,其中NO和NO2是最主要的空气污染物。4H-3O活化氮数量增加温室效应问题破坏全球生态平衡水体污染酸雨b.污染源:石油产品和煤的燃烧,工业废气的排放,农田土壤及动物排泄物中含氮化合物的转化。c.污染光化学烟雾:氮氧化物在紫外线作用下,与碳氢化合物发生一系列光化学反应,产生一种有毒的烟雾。硝酸型酸雨:NOx排入大气中后,与水反应生成HNO3和HNO2,随雨水等降到地面(pH 5.6)。2.对生产中氮氧化物污染的防治(1)控制进入自然界的有害物质的量。(2)增强生态系统对有害物质的吸收能力。五、氨的结构与性质1.结构:电子式为 ,分子空间构型为三角锥形。2.物理性质:无色,有刺激性气味的气体,密度比空气小,易液化,极易溶于水。3.