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1、第四章 非金屬及其化合物復(fù)習(xí)學(xué)案 第一節(jié) 無(wú)機(jī)非金屬材料主角硅知識(shí)梳理在地殼里,硅的含量在所有元素中居第次于氧全部以 態(tài)存在。硅元素位于元素周期表中的第周期,族:其原子結(jié)構(gòu)示意圖:。一、二氧化硅及硅酸1、二氧化硅(1)物理性質(zhì):二氧化硅廣泛存在于自然界中,沙子、石英的主要成分就是二氧化硅,SiO2不溶于水,熔點(diǎn)、硬度。水晶、石英是二氧化硅晶體。(2)結(jié)構(gòu):二氧化硅晶體是由硅原子和氧原子構(gòu)成的,晶體中硅原子和氧原于的個(gè)數(shù)比為,Si02晶體的平面結(jié)構(gòu)圖:(3)二氧化硅出化學(xué)性質(zhì)酸性氧化物的性質(zhì):Si02是酸性氧化物,是 的酸酐,于水。常溫下Si02與NaOH溶液反應(yīng)得到硅酸鈉(Na2SiO3),反
2、應(yīng)的化學(xué)方程式為:。 高溫下Si02能和堿性氧化物(如CaO)反應(yīng)生成硅酸鹽,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:。 常溫下,SiO2能與氫氟酸(HF)反應(yīng),此反應(yīng)常用于刻蝕玻璃,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:。 二氧化硅的弱氧化性:Si02高溫下與C作用可制取粗硅,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:。(4)二氧化硅的用途 :Si02是制造光導(dǎo)纖維的主要原料。Si02常被用來(lái)制造石英表中的壓電材料Si02用于制造各種玻璃制品。思考:(1)實(shí)驗(yàn)室為什么不用帶玻璃塞的試劑瓶盛放NaOH溶液?應(yīng)用什么樣的塞子?(2)Si02不溶于水,如何由Si02制取H2SiO3?2、硅酸(1)硅酸(H2Si03)硅酸不溶于水,其酸性比碳酸的酸性。(2)
3、硅酸鈉(Na2Si03): Na2SiO3的水溶液俗稱水玻璃,常用作黏合劑。往Na2SiO3溶液中通人CO2,能制得硅酸,反應(yīng)的化學(xué)方程式:。二、硅酸鹽硅酸鹽制品性質(zhì)穩(wěn)定、熔點(diǎn)較高,大都難溶于水,1、硅酸鹽的組成比較復(fù)雜,常用氧化物的形式表示。表示順序?yàn)椋夯顫娊饘傺趸铩⑤^活潑金屬氧化物、二氧化硅、水。例如:硅酸鈉(Na2Si03)改寫為氧化物形式為:;鈉長(zhǎng)石: (NaAlSi308)改寫為氧化物形式為。2、硅酸鹽的用途三、硅單質(zhì)1、硅的物理性質(zhì)單質(zhì)硅有晶體硅和無(wú)定形硅兩種。晶體硅是色、有光澤、脆而硬的固體,是良好的材料。2硅的化學(xué)性質(zhì)(1)常溫下硅的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,但能和氫氟酸(HF)、強(qiáng)堿(
4、NaOH)發(fā)生反應(yīng)。硅和氟氣反應(yīng)生成四氟化硅氣體,化學(xué)方程式為:。硅和氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅,寫出學(xué)方程式為:。 硅與NaOH溶液作用生成硅酸鈉,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:。(2)在加熱條件下,硅能和某些非金屬單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。硅與氧氣在加熱時(shí)反應(yīng)生成二氧化硅程式為:。 硅和C12在加熱條件下反應(yīng)生成四氯化硅的化學(xué)方程式為:。3硅的制?。鹤匀唤缰袥](méi)有游離態(tài)的硅,常見(jiàn)的化合態(tài)的硅有和等。工業(yè)上,用焦炭在電爐中還原二氧化硅得到含有少量雜質(zhì)的粗硅。反應(yīng)的化學(xué)方程式:。在該反應(yīng)中,氧化劑是,還原劑。4硅主要的用途:硅可以用來(lái)制造、等。四、小結(jié):比較SiO2、CO2在物理化學(xué)性質(zhì)上異同。二氧化碳二氧化硅狀態(tài)溶解性
5、與NaOH反應(yīng)與酸反應(yīng)(HF)CO2通入水玻璃SiO2與Na2CO3高溫下反應(yīng)本節(jié)小結(jié):1、 硅及其化合物的有哪些特性?(1)Si的還原性大于C,但C卻能在高溫下還原出Si:SiO2+2C=Si+2CO(2)非金屬與堿反應(yīng)一般無(wú)氫氣放出,但Si可以:Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2(3)非金屬單質(zhì)一般不與無(wú)氧酸反應(yīng) ,但Si可以與HF作用:Si+4HF=SiF4+2H2(4)非金屬單質(zhì)一般為非導(dǎo)體,但Si可以作為半導(dǎo)體。(5)SiO2是硅酸的酸酐,但不溶于水,不能直接與水作用生成硅酸。(6)非金屬的氧化物的熔點(diǎn)一般較低,但二氧化硅的熔點(diǎn)很高,原因是它為原子晶體。(7)酸性氧化物
6、一般不與酸反應(yīng),但SiO2可以與HF酸作用: SiO2+4HF=SiF4+2H2O(8)硅酸不溶于水。2、玻璃瓶塞會(huì)跟NaOH等堿性溶液反應(yīng),為什么NaOH溶液還能用玻璃瓶盛裝?由于玻璃不是簡(jiǎn)單的Na2SiO3 、CaSiO3 、 SiO2機(jī)械混合物,它們相互結(jié)合為多聚硅酸的長(zhǎng)鏈,金屬陽(yáng)離子處于無(wú)規(guī)則的多聚硅酸的長(zhǎng)鏈包圍之中。所以玻璃中的Na2SiO3 、CaSiO3 、 SiO2不是獨(dú)立存在的,即玻璃中SiO2與一般所說(shuō)的是有區(qū)別的。瓶口內(nèi)側(cè)與瓶塞都是經(jīng)過(guò)磨砂處理的,表面粗糙,造成堿性的液體容易滯留,并且水分蒸發(fā),堿液濃度增大,促使二者更易反應(yīng)。其他部位因表面光滑而難于反應(yīng)。由于從組成和結(jié)構(gòu)
7、上看多聚硅酸的長(zhǎng)鏈與SiO2相似,所以通常把玻璃跟NaOH等堿性溶液反應(yīng)簡(jiǎn)單地看成SiO2與堿溶液的反應(yīng)。3、二氧化硅與碳酸鈉和碳酸鈣反應(yīng)的原因?玻璃工業(yè)生產(chǎn)的主要原理是在強(qiáng)熱的條件下發(fā)生:Na2CO3 + SiO2 = Na2SiO3 + CO2 ,CaCO3 + SiO2 = CaSiO3 + CO2 上述反應(yīng)都是在高溫條件下進(jìn)行的,有利于二氧化碳從體系中揮發(fā)出來(lái),而二氧化硅不行,所以反應(yīng)可以進(jìn)行。符合難揮發(fā)性的酸酐制取易揮發(fā)性的酸酐的道理。所以上述反應(yīng)不與“Na2SiO3 + CO2+H2O= Na2CO3+ H2SiO3”矛盾,因?yàn)楹笳呤窃谌芤褐羞M(jìn)行的,符合復(fù)分解反應(yīng)的原理。例題分析【
8、例1】向下列物質(zhì)的濃溶液中緩慢地通入過(guò)量CO2氣體,整個(gè)過(guò)程中無(wú)明顯現(xiàn)象的是 A水玻璃 B苯酚鈉 C漂白粉 D飽和碳酸鈉 E氯化鈣答案:E。規(guī)律總結(jié): 此題易出錯(cuò)的地方有三個(gè):CO2通入氯化鈣溶液無(wú)明顯現(xiàn)象;題干中CO2是過(guò)量的;碳酸氫鈉因溶解度小而結(jié)晶析出?!纠?】(2002年上海)將足量CO2通人KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中,生成沉淀的物質(zhì)的量(n)和通入CO2體積(y)的關(guān)系正確的是A B C D答案:D。 規(guī)律總結(jié):遇到通入氣體沉淀又溶解的這類題,首先聯(lián)想到碳酸鹽,亞硫酸鹽轉(zhuǎn)化為酸式鹽,當(dāng)全部轉(zhuǎn)化為正鹽時(shí),如有OH,則應(yīng)把OH中和完畢,酸式鹽再轉(zhuǎn)化為正鹽。課后練習(xí)1、(2002
9、全國(guó)理綜,6)以下說(shuō)法正確的是 A.納米材料是一種稱為納米的新物質(zhì)制成的材料 B.綠色食品是指不含任何化學(xué)物質(zhì)的食品C.生物固氮是指植物通過(guò)葉面直接吸收空氣中的氮?dú)?D.光導(dǎo)纖維是以二氧化硅為主要原料制成的2、(2004上海,大綜)玻璃的主要成分之一是二氧化硅。能在玻璃上進(jìn)行刻蝕,將其制成毛玻璃和雕花玻璃的物質(zhì)是A、燒堿 B、純堿 C 、氫氟酸 D、 鹽酸3、對(duì)于碳族元素,下列說(shuō)法正確的是 A鍺、硅元素的單質(zhì)都是半導(dǎo)體材料 BCH4、SiH4、GeH4的穩(wěn)定性依次減弱CH2CO3、H2SiO3、H2GeO3的酸性依次增強(qiáng) DC、Si、Ge、Sn、Pb的熔、沸點(diǎn)依次升高4、下列說(shuō)法:硅化學(xué)性質(zhì)很
10、穩(wěn)定,因此硅在自然界中以游離態(tài)形式存在;硅和二氧化硅晶體都屬于原子晶體;二氧化硅和二氧化碳在物理性質(zhì)上有很大的差異;二氧化硅是一種酸性氧化物,它不與任何酸發(fā)生反應(yīng)。正確的是 A B C D 5、如果發(fā)現(xiàn)114號(hào)新元素X,則下列可能具有的性質(zhì)合理的是AX是非金屬元素 BX有穩(wěn)定的氫化物 CX的+4價(jià)化合物比+2價(jià)化合物穩(wěn)定 DXO2具有強(qiáng)氧化性6、下列5個(gè)轉(zhuǎn)化,其中不能通過(guò)一步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的是 SiO2 Na2SiO3 CuSO4 CuCl2 SiO2 H2SiO3 CuO Cu(OH)2 Na2O2 Na2SO4A B C D 課后練習(xí)參考答案:1、D 2C 3、AB 4、D 5、D 6、B 第二
11、節(jié) 富集在海水中的元素-氯知識(shí)梳理一、 氯元素的原子結(jié)構(gòu)與自然界的存在氯元素位于周期表周期族,在自然界中的主要存在形態(tài):。全球海洋中含鹽左右,主要為、。二、 活潑的黃綠色氣體氯氣1、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法 色有氣味的體,毒,易,溶于水,難溶于。實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)怎樣聞氣體: 。2、氯氣的性質(zhì)氯氣的物理性質(zhì): 。氯氣的化學(xué)性質(zhì):由氯的原子結(jié)構(gòu)示意圖可知氯元素的性質(zhì)如何?進(jìn)而能否預(yù)測(cè)氯氣的化學(xué)性質(zhì)又怎樣?為什么? 與金屬單質(zhì)的反應(yīng):與鈉反應(yīng)方程式 ?,F(xiàn)是 。與鐵反應(yīng)方程式 。現(xiàn)象是 。與銅反應(yīng)方程式 。現(xiàn)象是 。 與氫氣的反應(yīng):化學(xué)方程式: ,反應(yīng)現(xiàn)象:氫氣在氯氣中燃燒 ;氯氣與氫氣的爆炸實(shí)驗(yàn) 。Cl2 和紅磷
12、反應(yīng):化學(xué)方程式: ,反應(yīng)現(xiàn)象 。 結(jié)論:分析以上反應(yīng)中氯元素價(jià)態(tài)的變化也可得知:氯氣是一種強(qiáng)氧化性物質(zhì),常氧化劑。思考:在初中我們是如何定義燃燒的?現(xiàn)在通過(guò)氫氣與氯氣的燃燒實(shí)驗(yàn),你有什么新的認(rèn)識(shí)? 與水的反應(yīng):與水反應(yīng)的離子方程式: ,說(shuō)明:氯氣與水反應(yīng)很微弱,且未可逆反應(yīng)。思考:1、氯水的成分 ?(氯水參加反應(yīng)時(shí),能表現(xiàn)多種性質(zhì))2、氯水的保存方法?次氯酸的性質(zhì):a、一元弱酸(比弱)b、強(qiáng)氧化性c、不穩(wěn)定(見(jiàn)光或受熱分解):化學(xué)方程式: 。與堿的反應(yīng)Cl2 + NaOH - 。(常用于除去多余氯氣)離子方程式: 。漂白液主要成分是 。漂白粉的制法: 。其主要成分: ,有效成分: 。漂粉精的
13、有效成分: 。 漂白原理:ClO+ H = HClO(實(shí)際漂白者),Ca(ClO)2 +HCl(稀)= 。Ca(ClO)2 +CO2 +H2O = 。思考:抗洪救災(zāi)中防疫部門,向?yàn)?zāi)民發(fā)放的漂白粉片或漂粉精用于飲用水消毒。漂粉精為何要密封保存在陰暗處?三、 氯離子的檢驗(yàn)1、填寫下列表格:2、原理:被檢液中滴入少量酸化,再滴入溶液,若產(chǎn)生,則可斷定溶液中含有氯離子。不可用鹽酸酸化,酸化目的是防止(、)影響。+ AgNO3(aq) + 稀硝酸 白色解釋:Ag + Cl = AgCl2Ag + CO32 = Ag2CO3 Ag2CO3 + 2H = 2Ag + H2O + CO2例題分析【例1】有關(guān)氯
14、的敘述正確的是A液氯和氯水是同一物質(zhì) B紅磷在氯氣中燃燒產(chǎn)生白色煙霧 C氯氣與水的反應(yīng)中氯是氧化劑,水是還原劑D用氯制漂白粉是為了得到易貯存的漂白劑 答案:B、D?!纠?】 下列敘述中不正確的是A. 顏色深淺: AgIAgBrAgCl B. 還原性: HIHBrHFC. 水溶液的酸性:HIHBrHClHF D. 光敏性: AgFAgClAgBrAgI答案:D【例3】 鑒別NaCl、NaBr、KI三種白色固體。解答:方法一:可用氯水鑒別。把這三種物質(zhì)各取少量制成溶液,加入新制的氯水和汽油(或四氯化碳),振蕩,分層,使汽油層呈無(wú)色的是NaCl;使汽油層呈橙色的是NaBr;呈紫色的是KI。方法二:可
15、先用焰色反應(yīng)將KI區(qū)分出來(lái)。然后再將另外兩種物質(zhì)各取少量制成溶液,加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成的是NaCl,有淺黃色沉淀生成的是NaBr。方法三:直接加入AgNO3溶液。分別取少量固體制成溶液,分別加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成的是NaCl,有淺黃色沉淀生成的是NaBr,有黃色沉淀生成的是KI?!纠?】多原子分子氰(CN2)2 ,硫氰(SCN)2和(OCN)2的性質(zhì)與鹵素單質(zhì)相似,故稱為擬鹵素。它們可以生成酸和鹽(見(jiàn)表,表中X代表F、Cl、Br、I)。 鹵素氰硫氰物質(zhì)X2(CN)2(SCN)2(OCN)2酸HXHCNHOCN鹽KXKCNKSCN(1)在表中空格處應(yīng)該分別填寫_、_、_
16、。(2)完成下列反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式。 (CN)2與KOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為:_。已知陰離子的還原性強(qiáng)弱為: 。寫出在NaBr與KSCN的混合溶液中加入(CN)2反應(yīng)的離子方程式_。答案:(1)氧氰;HSCN;KOCN。 課后練習(xí)一、選擇題1、海水中含量最多的離子是( )A鈉離子 B氯離子 C鈣離子 D鎂離子2、下列關(guān)于氯水的敘述中,正確的是( )A新制氯水中既有分子,又有離子B新制氯水在光照的條件下,可以產(chǎn)生氣體,該氣體是氯氣C新制氯水中滴加硝酸銀溶液,沒(méi)有任何現(xiàn)象D新制氯水可以使干燥的布條褪色 3、下列關(guān)于對(duì)燃燒現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)中,不正確的是( )A燃燒一定是氧化還原反應(yīng) B燃燒一定
17、發(fā)光放熱C燃燒一定是化學(xué)反應(yīng) D燃燒一定有氧氣參與4、下列物質(zhì)中不會(huì)因見(jiàn)光而分解的是( )AHNO3 BAgNO3 CHClO DNaHCO35、在含有離子的酸性溶液中,能夠大量存在的離子是( )AAlO2- BCO32- CCl- DSO42-6、自來(lái)水可以用氯氣消毒。如果實(shí)驗(yàn)室中臨時(shí)沒(méi)有蒸餾水,可以用自來(lái)水配制某些急需的藥品,但有些藥品若用自來(lái)水配制,則明顯會(huì)導(dǎo)致藥品變質(zhì)。下列哪些藥品不能用自來(lái)水配制( )A Na2SO4 BNaCl C AgNO3 DAlCl37、下列離子方程式中,正確的是( )A向氯化亞鐵溶液中通入氯氣 Fe2+Cl2 Fe3+2Cl-B氯氣通入冷的氫氧化鈉溶液中 C
18、l2+2OH- Cl-+ClO-+H2OC鋁片跟氫氧化鈉溶液反應(yīng): Al2OH-AlO2-H2D金屬鋁溶于鹽酸中: Al2HAl3H28、制取漂白液的化學(xué)方程式是:Cl22NaOHNaClNaClOH2O,該反應(yīng)的氧化劑與還原劑之比為( )A1:1 B1:2 C 2:1 D 3:2二、填空題9、近年來(lái),某些自來(lái)水廠在用液氯進(jìn)行消毒處理時(shí)還加入少量液氨,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為:NH3 + HClO=H2O + NH2Cl (一氯氨)。NH2Cl較HClO穩(wěn)定。試分析加液氨能延長(zhǎng)液氯殺菌時(shí)間的原因: 。10、氰(CN)2、硫氰(SCN)2的化學(xué)性質(zhì)和鹵素很相似,化學(xué)上稱為擬鹵素。如:(CN)2 + H2O = HSCNO + HSCN ,它們陰離子的還原性強(qiáng)弱為:Cl-Br-CN-SCN-I-。試寫出:(1)(CN)2與KOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。(2)NaBr和KSCN的混合溶液中加入(CN)2反應(yīng)的離子方程式: 。11、(1)如圖所示,將氯氣依次通過(guò)盛有干燥有色布條的廣口瓶
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