非金屬及其化合物 完整版課件PPT

1、 非金屬及其化合物慈利二中 李忠誠(chéng)二氧化硅10928約180 SiOSiO2是正四面體的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此性質(zhì)很穩(wěn)定 二氧化硅的性質(zhì)無(wú)色固體、難溶于水、熔沸點(diǎn)高、硬度大1、物理性質(zhì)二氧化碳二氧化硅空 氣 熔、沸點(diǎn)低， 溶于水CO2+H2O=H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+CaO=CaCO3不反應(yīng)存 在物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)與水反應(yīng)與NaOH反應(yīng)與CaO反應(yīng)與酸反應(yīng)CO2和SiO2性質(zhì)比較與某些鹽CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3二氧化硅的性質(zhì)無(wú)色固體、難溶于水、熔沸點(diǎn)高、硬度大不和水反應(yīng)和堿反應(yīng)： SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O和堿性氧化物反應(yīng)：Si

2、O2+CaO高溫 CaSiO3不和酸反應(yīng)，但HF例外 SiO2+4HF=SiF4 +2H2O和某些鹽反應(yīng)： SiO2+Na2CO3高溫 Na2SiO3+CO22、化學(xué)性質(zhì)-酸性氧化物1、物理性質(zhì)二氧化碳二氧化硅空 氣 硅石、石英、水晶、瑪瑙、沙子、硅藻土熔、沸點(diǎn)低， 溶于水熔點(diǎn)高，硬度大，不溶于水CO2+H2O=H2CO3不反應(yīng)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+CaO=CaCO3不反應(yīng)只與氫氟酸反應(yīng)SiO2+4HF=SiF4+2H2O存 在物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)與水反應(yīng)與NaOH反應(yīng)與CaO反應(yīng)與酸反應(yīng)CO2和SiO2性質(zhì)比較SiO2+CaC

3、O3 高溫 CaSiO3+CO2與某些鹽CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3SiO2+CaO 高溫 CaSiO3 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般不溶于水，化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定硅酸鈉(Na2SiO3), 其水溶液俗稱(chēng)水玻璃二、硅酸鹽硅酸鹽：是由硅、氧和金屬組成的 化合物的總稱(chēng)。硅酸鹽及其產(chǎn)品硅酸鹽組成的表示方法 硅酸鹽的種類(lèi)多、結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，其組成表示方法一般有兩種：1）鹽化學(xué)式法如：硅酸鈉Na2SiO3 、硅酸鈣CaSiO3等。此法一般用于組成較簡(jiǎn)單的硅酸鹽。 2）鹽氧化物法金屬氧化物寫(xiě)在前面，再寫(xiě)SiO2，最后寫(xiě)H2O；氧化物之間用“”隔開(kāi)。對(duì)于復(fù)雜的硅酸鹽，通常可用二氧化硅和金屬氧化物的形式來(lái)表示其組成。

4、例如：Na2SiO3 Na2OSiO2Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O32SiO22H2O要領(lǐng)：兩邊原子個(gè)數(shù)守恒格式：金屬氧化物二氧化硅水(各氧化物前系數(shù)為最簡(jiǎn)整數(shù)比)拆分原則練習(xí)：把下列式子改寫(xiě)成氧化物的形式1、蛇紋石：2、鈣長(zhǎng)石：3、石棉：4、長(zhǎng)石：5、普通玻璃：6、黏土：CaO 3MgO4SiO2K2OAl2O36SiO2 Na2OCaO6SiO2Al2O32SiO22H2O3MgO2SiO2 2H2OCaOAl2O3SiO2 H4Mg3Si2O9CaAl2SiO6CaMg3Si4O12KAlSi3O8CaNa2Si6O14Al2(Si2O5)(OH)41、硅的性質(zhì)1、硅有晶體硅

5、和無(wú)定形硅兩種。結(jié)構(gòu)：與金剛石類(lèi)似2、晶體硅是灰黑色、有金屬光澤、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)都很高，硬度大，有脆性 的固體。3、導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。常溫下硅單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不活潑物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)(1)與非金屬作用 常溫下Si只能與F2反應(yīng)，在F2中瞬間燃燒，生成SiF4. Si+F2 = SiF4 與氧反應(yīng)生成SiO2: Si+O2 =SiO2 (2)與酸作用 Si在含氧酸中被鈍化，但與氫氟酸及其混合酸反應(yīng)，:Si+4HF= SiF4+2H2 (3)與堿作用 無(wú)定形硅能與堿猛烈反應(yīng)生成可溶性硅酸鹽，并放出氫氣： Si+2NaOH+H2O = Na2SiO3+2H2(4)與金屬作用 硅還能與鈣、鎂、銅、鐵

6、、鉑、鉍等化合，生成相應(yīng)的金屬硅化物。2、硅的工業(yè)制法2、粗硅提純Si+2Cl2 = SiCl4SiCl4+2H2 = Si+4HCl高溫1、制粗硅SiO2+2C = Si+2CO高溫電爐3、用途 晶體硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和半導(dǎo)體之間,是良好的半導(dǎo)體材料,硅是信息技術(shù)的關(guān)鍵材料硅太陽(yáng)能電池電腦的中央處理器（CPU）活潑的黃綠色氣體氯氣物理性質(zhì)通常狀況下，氯氣呈黃綠色，有強(qiáng)烈刺激性氣味，有毒，易液化，密度比空氣大，能溶于水（1 : 2）。在瓶口輕輕扇動(dòng),三聞二飄使極少量氣體飄入鼻孔,仔細(xì)辨別氣味.小結(jié)：實(shí)驗(yàn)室無(wú)論聞什么物質(zhì)的氣味都是采用這個(gè)方法。實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)室聞氣體的方法 氯氣既然有毒, 那我們?nèi)?/p>

7、何聞氯氣的氣味?方法: 一扇伊普爾毒霧 在比利時(shí)的佛蘭德省,有一座名叫伊普爾的城鎮(zhèn),城鎮(zhèn)的西南有一塊高地.第一次世界大戰(zhàn)期間,協(xié)約國(guó)的聯(lián)軍占據(jù)了這塊具有戰(zhàn)略意義的高地.因此德軍發(fā)動(dòng)了多次的猛烈攻勢(shì),包括用大炮狂轟濫炸,組織大兵團(tuán)沖擊等,都未能奏效. 1915年4月22日下午,德軍的大炮又向高地轟擊.聯(lián)軍官兵立即跳入戰(zhàn)壕,像往常一樣,予以有力的回?fù)?90分鐘后,德軍的炮擊停止了,有的士兵打噴嚏,有的咳嗽,有的流眼淚,有的鼻子,喉嚨發(fā)癢,有的兼有這些癥狀.還有許多官兵直叫胸悶,并很快倒在陣地上.陣地上一片忙亂. 就在這時(shí),德軍發(fā)起了瘋狂的反攻.聯(lián)軍失去了往日的風(fēng)采,毫無(wú)抵抗力,防線(xiàn)崩潰了.原來(lái),德

8、軍使用了可以致人于死地的化學(xué)毒氣-氯氣.這次毒襲的發(fā)明者是德國(guó)化學(xué)家費(fèi)里茨.哈伯.這是人類(lèi)戰(zhàn)爭(zhēng)史上第一次林規(guī)模地使用化學(xué)武器. 費(fèi)里茨.哈伯曾在德國(guó)的卡爾斯魯大學(xué)和柏林大學(xué)當(dāng)過(guò)教授,在科學(xué)研究方面有一定的成果.他曾發(fā)明氨的空氣合成法,為以后的固定氮工業(yè)和氮肥工業(yè)奠定了基礎(chǔ).為此,他在1918年獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng).但同時(shí),他也是一名雙手沾滿(mǎn)鮮血的戰(zhàn)犯,他鼓動(dòng)德軍總參謀部實(shí)施了使用化學(xué)氯氣的作戰(zhàn)方案,命令士兵在600米長(zhǎng)的前線(xiàn)陣地上,每隔40米就構(gòu)筑一個(gè)土臺(tái),并在土臺(tái)上埋沒(méi)了40個(gè)裝有氯氣的鋼瓶. 1915年4月22日下午,微風(fēng)從德軍陣地吹向高地.借著風(fēng)勢(shì),德軍把毒氣放到聯(lián)軍陣地,這就是著名的伊普爾

9、毒霧.在這次毒襲中,僅英法聯(lián)軍就有1.5萬(wàn)人中毒,5000人喪生.正是氯氣開(kāi)創(chuàng)了將化學(xué)毒物作為武器用于戰(zhàn)爭(zhēng)的先例軍事史話(huà)伊普爾毒霧學(xué)以致用如果你是一名士兵遇到這樣的情況或者遇到氯氣泄漏應(yīng)該怎么自救和逃生？化學(xué)性質(zhì)Cl2 + H2O = H+ + Cl-+ HClOCl2 + H2O = HCl + HClO氯氣與水反應(yīng)HClO的性質(zhì)：弱酸性漂白性不穩(wěn)定性2HClO = 2HCl + O2光照新制氯水中的微粒：分子: H2O、Cl2、HClO離子: H+、Cl-、ClO-、OH-氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法反應(yīng)原理MnO2+4HCl(濃)= MnCl2+Cl2+2H2O注意:1.加熱不能強(qiáng)熱2.用濃鹽酸和M

10、nO2固體進(jìn)行反應(yīng)寫(xiě)出離子方程式：-氧化劑是-，還原劑是-，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為-氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法MnO2 + 4HCl(濃) MnCl2 + Cl2+ 2H2O（1）實(shí)驗(yàn)原理（2）發(fā)生裝置： 粉末狀固體或液體液體 氣體氣體發(fā)生裝置的選擇2、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法固固加熱塊固和液體（不加熱）固液加熱添加圖片氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法MnO2 + 4HCl(濃) MnCl2 + Cl2+ 2H2O（1）實(shí)驗(yàn)原理（2）發(fā)生裝置： 粉末狀固體或液體液體 氣體（3）收集裝置：向上排空氣法或排飽和食鹽水法（4）尾氣處理：用氫氧化鈉溶液吸收飽和NaCl濃H2SO4NaOH溶液飽和食鹽水(或水)作用： NaOH溶

11、液作用：濃硫酸作用：除HCl；吸收Cl2，防污染。除去水蒸氣；除雜和尾氣處理實(shí)驗(yàn)裝置： 思考：制備Cl2的裝置分哪幾部分？分別起什么作用？該裝置有什么缺點(diǎn)？發(fā)生裝置收集裝置尾氣吸收裝置討論 3、實(shí)驗(yàn)室還可用KMnO4或KClO3代替MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制氯氣：2KMnO4+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2KClO3+6HCl（濃）=KCl+3H2O+3Cl2 思考上述反應(yīng)哪些是屬于氧化還原反應(yīng)？練習(xí)：某學(xué)生設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)裝置用于制備純凈的氯氣。 （1）裝置中有六處錯(cuò)誤，請(qǐng)指出。 1、燒瓶下面缺石棉網(wǎng) 2、鐵圈下面缺酒精燈 3、原料使用了稀鹽酸 4、不應(yīng)使用長(zhǎng)頸漏斗 5

12、、盛濃硫酸的洗氣瓶和盛飽和食鹽水的洗氣瓶位置顛倒了 6、洗氣瓶D的氣體入口導(dǎo)管應(yīng)深插在液面下，而出口導(dǎo)管應(yīng)靠近瓶塞 氯氣的工業(yè)制法（氯堿工業(yè)）氯堿工業(yè)歷史 瓦特 法拉第 1833年，法拉第發(fā)現(xiàn)電解食鹽水能產(chǎn)生氯氣和氫氧化鈉 1851年，瓦特在英國(guó)申請(qǐng)有關(guān)電解的專(zhuān)利。2NaCl+2H2O = 2NaOH+H2+Cl2通電二氧化硫的物理性質(zhì)無(wú)色有刺激性氣味的氣體、密度比空氣大、易液化、易溶于水（1：40） 思考：在亞硫酸溶液中滴入幾滴品紅試劑，紅色立即褪去，說(shuō)明SO2具有什么性質(zhì)?加熱后，紅色恢復(fù)，說(shuō)明了什么? SO2具有漂白性，但生成的無(wú)色物質(zhì)不穩(wěn)定，受熱易分解，使顏色恢復(fù) .氯水二氧化硫原理氯

13、水中HClO將有色物質(zhì)氧化成無(wú)色物質(zhì)SO2溶于水產(chǎn)生的H2SO3與有色物質(zhì)直接結(jié)合生成不穩(wěn)定的無(wú)色物質(zhì)實(shí)質(zhì)氧化還原反應(yīng)非氧化還原反應(yīng)效果永久性暫時(shí)性范圍可漂白大多數(shù)有色物質(zhì)，能使紫色石蕊試液褪色漂白某些有色物質(zhì)，不能使紫色石蕊試液褪色（石蕊變紅）思考：在新疆與青海交界處有一山谷，人稱(chēng)“魔鬼谷”。經(jīng)常電閃雷鳴，狂風(fēng)暴雨，把人畜擊斃。然而谷內(nèi)卻是牧草茂盛，四季常青。這是為什么？N2+O2=2NO2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO雷雨發(fā)莊稼一、氨1、物理性質(zhì) 無(wú)色、有刺激性氣味，密度比空氣小，易液化（氣化吸熱可作制冷劑），極易溶于水（1700）。（2）溶液為什么變?yōu)榧t色？ （3

14、）實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是什么？ （1）氨為什么會(huì)形成噴泉？ 想想看：a.燒瓶干燥；b.裝置的氣密性好；c.收集的氣體純度盡可能高、盡可能滿(mǎn)。氨氣溶于水溶液顯堿性。氨極易溶于水，使燒瓶?jī)?nèi)外形成較大的壓差 （4）能做噴泉實(shí)驗(yàn)的其它氣體有哪些HCl、HBr、HI、SO2、CO2(用NaOH溶液吸收)2化學(xué)性質(zhì)(1)氨跟水的反應(yīng) NH3H2O = NH3+ H2O注意：NH3是惟一能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，常用此性質(zhì)檢驗(yàn)NH3干燥NH3的沒(méi)有堿性，氨水顯堿性。氨水的成份：三離子:NH4+ 、OH- 、 H+三分子:H2O 、NH3H2O 、 NH3 NH3H2O是一種溶于水的弱堿，具有堿的通性。氨水

15、密度比水小，濃度越大密度越小(2)氨跟酸的反應(yīng)(3)氨跟氧氣反應(yīng)-催化氧化（接觸氧化） 催化劑4NH3+5O2 = 4NO+6H2O2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O3、NH3的制法(1)工業(yè)制法： N2+3H2 2NH3 +92.4KJ (2)實(shí)驗(yàn)室制法：藥品原理氮的固定:游離態(tài)的氮化合態(tài)的氮裝置：固+固加熱型收集：驗(yàn)滿(mǎn)：蘸有濃HCl的玻璃棒接近試管口產(chǎn)生白煙。向下排空氣法濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)（唯一的一種堿性氣體）；棉花的作用： 浸有稀硫酸的棉花防止熱冷氣體對(duì)流；可防止氨氣逸出，污染大氣。干燥氨氣的常用試劑：CaO、堿石灰等堿性干燥劑無(wú)水CaCl2不能用來(lái)干燥NH

16、3（形成CaCl28NH3)實(shí)驗(yàn)室中其余的制氨氣的方法：CaO濃氨水加熱濃氨水法（裝置與實(shí)驗(yàn)室制氯氣的發(fā)生裝置相同）濃氨水加生石灰法（生石灰吸水、溶解時(shí)放熱）思考題 1、制氨氣時(shí)所用的銨鹽可 否是硝銨、碳銨（NH4HCO3）？而消石灰又可否用NaOH、KOH代替？ 因?yàn)榧訜釙r(shí)NH4NO3可能發(fā)生爆炸性的分解反應(yīng)，發(fā)生危險(xiǎn)；而NH4HCO3受熱易分解產(chǎn)生CO2，使產(chǎn)物不純。均不能 a. NaOH、KOH具有吸濕性，易結(jié)塊；b. 強(qiáng)堿具有強(qiáng)腐蝕性。 （1）固體銨鹽與固體堿之間的反應(yīng)不寫(xiě)離子方程式；如:實(shí)驗(yàn)室制取氨氣（2）銨鹽溶液和堿溶液混合后的離子方程式： （3）銨鹽溶液和堿溶液混合并加熱有氨氣逸出的離子方程式：NH4+ OH=NH3H2O注意事項(xiàng)：NH4+ OH=NH3+H2ONH4+的檢驗(yàn)樣品堿刺激性氣味氣體濕潤(rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)蘸有濃鹽酸的玻棒靠近有白煙NH4+探究性實(shí)驗(yàn): 制取氨氣并完成噴泉實(shí)驗(yàn)（圖中夾持裝置均已略去) 寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的 化學(xué)方程式 。 收集氨氣應(yīng)使用 法， 要得到干燥的氨氣可 選用 做干燥劑。 用圖1裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)， 上部燒瓶已裝滿(mǎn)干燥氨氣， 圖1 圖2 引發(fā)水上噴的操作是 。 該實(shí)驗(yàn)的原理是 。 如果只提供如圖2的裝置，請(qǐng)說(shuō)明引發(fā)噴泉的方法 硝酸和硫酸1、物性質(zhì)H2SO4 無(wú)色油狀液體、難揮發(fā)、與水任意比互溶、