非金屬及其化合物 文檔

PAGEPAGE16非金屬及其化合物無機(jī)非金屬材料的主角——硅高考考點(diǎn)：了解C、Si元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。常以實(shí)驗(yàn)探究、框圖推斷題考察C、Si元素單質(zhì)及其重要化合物知識的綜合應(yīng)用。硅存在：硅在地殼中的含量居第二位，僅次于氧，以化合態(tài)存在，主要存在形式為二氧化硅和硅酸鹽。結(jié)構(gòu)：第三周期，第ⅣA族，具有正四面體型空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，屬于原子晶體。物性：單質(zhì)硅有晶體和無定型兩種，晶體硅是灰黑色有金屬光澤，硬而脆的固體，熔點(diǎn)高，硬度大，良好的半導(dǎo)體材料?；裕海?）常溫下化性性質(zhì)穩(wěn)定，不與O2、Cl2、濃H2SO4、濃HNO3反應(yīng)。（2）常溫下可與F2、HF強(qiáng)堿反應(yīng)。Si+2F2=SiF4Si+4HF=SiF4↑+2H2↑Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2(3)加熱與O2反應(yīng)Si+O2=SiO2制法：SiO2+2CSi+2CO↑二氧化硅存在：天然二氧化硅統(tǒng)稱為硅石，無色透明的石英晶體叫水晶，含雜質(zhì)的石英晶體稱為瑪瑙。二氧化硅為原子晶體。物理性質(zhì)：熔沸點(diǎn)高，硬度大，不溶于水?；孕再|(zhì)：具有酸性氧化物的通性。SiO2+CaOCaSiOSiO2+2NaOH=Na2SiO3++H2O（故盛放堿性溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，只能用橡皮塞）弱氧化性SiO2+2CSi+2CO↑③特性SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O（腐蝕玻璃）④與碳酸鹽反應(yīng)SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑(制玻璃的原理)用途：光導(dǎo)纖維、石英坩堝、石英玻璃、石英鐘表、玻璃原料等。硅酸、硅酸鹽硅酸（H2SiO3）物理性質(zhì)：難溶于水的白色固體?；瘜W(xué)性質(zhì)：①弱酸性(H2CO3>H2SiO3)H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2ONa2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2NaHCO3②不穩(wěn)定性H2SiO3SiO2+H2O用途：硅膠作干燥劑，也可作催化劑的載體。硅酸鹽定義：由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱，是構(gòu)成巖石的主要成分。硅酸鈉（Na2SiO3）Na2SiO3的水溶液俗稱水玻璃，呈堿性，是無色粘稠液體，常用于制備粘合劑，防腐劑，耐火材料。硅酸鹽改寫成氧化物（活潑金屬氧化物·較活潑金屬氧化物·二氧化硅·水）Na2SiO3——Na2O·SiO2Al2（Si2O5)(OH)4——Al2O3·2SiO2·2H2O無機(jī)非金屬材料硅酸鹽材料陶瓷陶瓷硅酸鹽材料玻璃原料：純堿石灰石石英原理：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑主要設(shè)備：玻璃窯水泥原料：石灰石黏土（石膏）主要設(shè)備：水泥回轉(zhuǎn)窯原料：黏土主要設(shè)備：陶瓷窯特殊功能的含硅物質(zhì)碳化硅（SiC俗稱金剛砂）具有金剛石結(jié)構(gòu)，可用作磨料。含硅4%的硅鋼具有導(dǎo)磁性——變壓器的鐵芯。硅橡膠既耐高溫又耐低溫的橡膠（60～250℃）——用于制火箭、導(dǎo)彈、飛機(jī)的零件和絕緣材料。富集在海水中的元素——氯高考考點(diǎn)：1、了解氯氣單質(zhì)及化合物是主要性質(zhì)及應(yīng)用。2、掌握氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法。3、鹵素離子的檢驗(yàn)及鹵素單質(zhì)氧化性的比較。一、氯氣1、物理性質(zhì)：是黃綠色、有刺激性氣味的氣體，能溶于水，易液化（-34.6℃）ρ(Cl2)>ρ(空氣)有毒。2、分子結(jié)構(gòu)：Cl2Cl―Cl3、化學(xué)性質(zhì)：（1）與金屬反應(yīng)：Cu+Cl2CuCl2(棕黃色煙)2Fe+3Cl22FeCl3(棕色煙)2Na+Cl22NaCl(白煙)（2）與非金屬反應(yīng)：H2+Cl22HCl（蒼白色火焰)H2+Cl22HCl（不能用于制鹽酸）(3)與水反應(yīng)Cl2+H2OHClO+HCl2HClO2HCl+O2↑HClO（一元弱酸，具有強(qiáng)氧化性和漂白性）H―O―Cl氯水成分氯水成分分子：HClO、Cl2、H2O離子：H+、Cl-、ClO-、OH-(少量)與堿反應(yīng)Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O3Cl2+6NaOHNaCl+NaClO3+3H2O2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O漂粉精漂粉精Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO與某些還原性物質(zhì)的反應(yīng)。2KI+Cl2=2KCl+I2Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+2HCl與某些有機(jī)物的反應(yīng)。CH4+Cl2CH3Cl+HClCl2+CH2=CH2→CH2ClCH2Cl4、用途：制漂白劑、制鹽酸、農(nóng)藥、橡膠、塑料等。5、制法：a實(shí)驗(yàn)室制法（1）原理MnO2+4HClMnCl2+2H2O+Cl2↑（2）發(fā)生裝置：固體+液體氣體發(fā)生→凈化→收集→吸收（3）凈化：飽和食鹽水（ HCl），濃H2SO4（吸水）。（4）集氣方法：向上排空氣法（或排飽和食鹽水）。（5）驗(yàn)滿：用濕潤的淀粉KI試紙，若變藍(lán)證明已滿。（6）尾氣吸收：用NaOH溶液（直接插在液面下）b工業(yè)制法2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑陽極陰極陽極陰極二、鹵素（FClBrI）1、鹵素及其化合物的遞變規(guī)律。（顏色加深、密度增大、熔沸點(diǎn)升高）（1）單質(zhì)氧化性：F2>Cl2>Br2>I2（2）離子的還原性：I->Br->Cl->F-（3）HX穩(wěn)定性：HF>HCl>HBr>HI（4）HX的熔沸點(diǎn)：HF>（含氫鍵）HI>HBr>HCl（5）HX酸的酸性：HI>HBr>HCl>HF(弱酸)（6）AgX的溶解性：AgF(易溶)>AgCl>AgBr>AgI（7）最高價(jià)氧化物水化物的酸性：HClO4>HBrO4>HIO42、鹵素單質(zhì)及其化合物的特性（1）氟①無正價(jià)，只有-1價(jià)。②2F2+2H2O=4HF+O2③HF是弱酸，能腐蝕玻璃。④AgF易溶于水，無感光性。⑤CaF2難溶于水（螢石）。（2）溴①Br2深紅棕色液體②易揮發(fā)、貯存少量的溴，用水封，不能用橡皮塞。(3)碘①I2易升華②I2遇淀粉變藍(lán)③AgI用于人工降雨④Fe+I2FeI2單質(zhì)間相互置換2NaBr+Cl2=2NaCl+Br22KI+Cl2=2KCl+I2溴碘在水和有機(jī)溶劑中的顏色水中有機(jī)溶劑Br2黃→橙橙→橙紅I2深黃→褐紫→紫紅X-的檢驗(yàn)（1）AgNO3——沉淀法未知液未知液稀HNO3+AgNO3白色沉淀則有Cl-淡黃色沉淀則有Br-黃色沉淀則有I-（2）置換——萃取法藍(lán)色溶液則含有I藍(lán)色溶液則含有I-溶液淀粉橙紅色含Br-紫紅色含I-有機(jī)層振蕩靜置加CCl4或苯氯水振蕩加適量的新制未知液9.3硫及其化合物高考考點(diǎn)：單質(zhì)硫及其重要化合物的主要性質(zhì)。以及含硫化合物之間的轉(zhuǎn)化與推斷。硫（硫磺）存在CaSOCaSO4·2H2O（石膏）Na2SO4·10H2O（芒硝）硫化物：FeS2(硫鐵礦)CuFeS2（黃銅礦）化合態(tài)（主要）硫游離態(tài)：存在與火山噴口附近或地殼的巖層里硫酸鹽物理性質(zhì)：是一種黃色晶體，質(zhì)脆，不溶于水。微溶于酒精，易溶于CS2?；瘜W(xué)性質(zhì)：與金屬反應(yīng)Fe+SFeS2Cu+SCu2S與非金屬反應(yīng)S+O2SO2S+H2H2S與化合物反應(yīng)2S+H2SO4（濃）2SO2↑+2H2OS+6HNO3H2SO4+6NO2↑+2H2O3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O二氧化硫和三氧化硫二氧化硫物理性質(zhì)：無色有刺激性氣味氣體，易溶于水，ρ（SO2）>ρ(空氣)易液化，有毒?；瘜W(xué)性質(zhì)：a具有酸性氧化物的通性：①SO2+H2O=H2SO3②SO2+Na2O=Na2SO3③SO2+2NaOH=Na2SO3+H2OSO2+NaOH=NaHSO3④SO2+2NaHCO3=Na2SO3+H2O+CO2b還原性：2SO2+O22SO3SO2+X2+2H2O=2HX+H2SO4(X=Cl、Br、I)c氧化性：SO2+2H2S=3S↓+2H2Od漂白性：（能與某些有色物質(zhì)生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)）能使品紅溶液褪色。三氧化硫物理性質(zhì)：熔點(diǎn)16.8℃，沸點(diǎn)44.8℃，常溫下為無色液體，標(biāo)準(zhǔn)狀況下為無色固體?；瘜W(xué)性質(zhì)：具有酸性氧化物的通性①S03+H2O=H2SO4②CaO+S03=CaSO4③SO3+2NaOH=Na2SO4+H2OSO3+2NaHSO3=Na2SO4+H2O+2SO2(除SO2中S03)硫的氧化物對大氣的污染化石燃料的燃燒化石燃料的燃燒含硫礦石的冶煉以及硫酸、磷肥等生產(chǎn)的工業(yè)廢氣SO2來源危害：危害人體健康、形成酸雨（PH<5.6）治理：燃煤脫硫，改進(jìn)燃燒技術(shù)等硫酸物理性質(zhì)：純硫酸是無色油狀液體，沸點(diǎn)高，難揮發(fā)，易溶于水，能與水以任意比混溶（注意稀釋方法）化學(xué)性質(zhì)：稀硫酸H2SO4=2H++SO42-具有酸的通性濃硫酸的特性：吸水性（常用作干燥劑）能干燥氣體：中性氣體：N2、O2、CH4、C2H4等酸性氣體：HCl、NO2、CO2、Cl2等部分還原性氣體：H2、SO2、CO等不能干燥氣體：HBr、HI、H2S、NH3等脫水性：將有機(jī)物里氫氧元素按原子個(gè)數(shù)2:1的比例脫水的性質(zhì)。170170濃H2SO4CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2OC12H22O11濃H2SO412C濃H2SO4強(qiáng)氧化性：與多數(shù)金屬反應(yīng)Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O（常溫下濃硫酸能使鐵、鋁等金屬鈍化）與非金屬反應(yīng)C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2OS+2H2SO4(濃)3SO2↑+2H2O與還原性化合物反應(yīng)2HI+H2SO4(濃)=I2+SO2↑+2H2O2FeO+4H2SO4(濃)=Fe2(SO4)3+SO2↑+4H2O濃硫酸在有機(jī)化學(xué)中的特殊作用170170濃H2SO4CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O(催化劑脫水劑)硫酸的工業(yè)制法造氣：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2接觸氧化：2SO2+O22SO3S03吸收：S03+H2O=H2SO4SO42-、SO32-的檢驗(yàn)SO42-的檢驗(yàn)待測液加入稀HCl無明顯現(xiàn)象BaCl2加入稀HClBaCl2溶液SO32-的檢驗(yàn)加入稀HCl加入稀HCl白色沉淀通入品紅溶液BaCl2溶液加入稀HCl待測液產(chǎn)生無色氣體紅色退去產(chǎn)生無色有刺激性氣味的氣體9.4氮及其化合物高考考點(diǎn)：1了解氮元素單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及其作用。2、NO或NO2混合氣體的有關(guān)計(jì)算。3、環(huán)境保護(hù)。一、氮?dú)?、分子結(jié)構(gòu)：分子式：N2結(jié)構(gòu)式：電子式：(鍵能946KJ/mol所以N2很穩(wěn)定)2、物理性質(zhì)：無色無味氣體，ρ（N2）略小于空氣，難溶于水。化學(xué)性質(zhì)：（1）氧化性：Mg3Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑Mg3N2+8HCl=3MgCl2+2NH4ClN2+3MgMg3N2（2）還原性：N2+O22NO注意：①不能用向下排空氣法收集N2②N2化學(xué)性質(zhì)不活潑，但氮元素為活潑非金屬元素。定義：把大氣中的N2定義：把大氣中的N2轉(zhuǎn)化為氮的化合物類型③氮的固定人工固氮(合成氨)自然固氮（豆科植物根瘤菌固氮，雷電生成NO）人工固氮(合成氨)自然固氮（豆科植物根瘤菌固氮，雷電生成NO）4、用途：保護(hù)性氣體；合成氨；冷凍劑二、氮的化合物一氧化氮和二氧化氮NONO2物理性質(zhì)顏色無色紅棕色氣味無味有刺激性氣味毒性有毒有毒密度比空氣略大比空氣大溶解性不溶于水易溶于水化學(xué)性質(zhì)與O2反應(yīng)2NO+O2=2NO2與H2O反應(yīng)3NO2+H2O=2HNO3+NO實(shí)驗(yàn)室制法原理3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O收集方法排水法向上排空氣法2、氮的氧化物對大氣污染與防治汽車尾氣HNO汽車尾氣HNO3、化肥廠的尾氣（1）主要來源形成酸雨和光化學(xué)煙霧NO直接與人血紅蛋白結(jié)合是人體中毒形成酸雨和光化學(xué)煙霧NO直接與人血紅蛋白結(jié)合是人體中毒（2）危害使用清潔能源：減少氮氧化合物的排放汽車尾氣催化氧化：汽車安裝尾氣轉(zhuǎn)化裝置，將NO、NO使用清潔能源：減少氮氧化合物的排放汽車尾氣催化氧化：汽車安裝尾氣轉(zhuǎn)化裝置，將NO、NO2和CO轉(zhuǎn)化為N2和CO2工廠尾氣處理：HNO3、化肥廠的廢氣用堿液吸收（3）防治三、氨氣1、分子結(jié)構(gòu)：分子式：NH3結(jié)構(gòu)式：電子式：空間結(jié)構(gòu)：三角錐型，極性分子。2、物理性質(zhì)：無色、有刺激性氣味氣體，比空氣輕，易液化（液氨作制冷劑），極易溶于水（NH3為溶質(zhì)計(jì)算）3、化學(xué)性質(zhì)：（1）與水反應(yīng):NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-分子：NH3分子：NH3、NH3·H2O、H2O離子：OH-、NH4+、H+氨水成分NH3是唯一能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，氨水的密度比水小，氨水濃度越大密度越小。（2）與酸反應(yīng)：NH3+HCl=NH4Cl(白煙)NH3+HNO3=NH4NO32NH3+H2SO4=(NH4)2SO4（3）還原性4NH3+5O24NO+6H2O(工業(yè)制HNO3原理之一)4NH3+3O22N2+6H2O2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl與某些鹽反應(yīng):AlCl3+3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4ClAg++NH3·H2O=AgOH↓+NH4+AgOH+2NH3·H2O=Ag(NH3)2OH+2H2O4、制法（1）實(shí)驗(yàn)室制法①原理:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑不能用NaOH、KOH代替Ca(OH)2，原因NaOH、KOH吸濕性，易結(jié)塊，不利于產(chǎn)生氨氣。加熱條件下能腐蝕試管。不用NH4NO3（受熱易爆炸），不用碳銨（產(chǎn)生CO2氣體雜質(zhì)）△②裝置：固+固氣體△③干燥：堿石灰（不能用CaCl2）④集氣方法：向下排空氣法⑤檢驗(yàn)：a濕潤的紅色石蕊試紙（變藍(lán)）。b蘸有濃HCl的玻璃棒靠近前口。（白煙）。（2）工業(yè)制法：5、用途：制冷劑，制化肥，制HNO3四、銨鹽及的檢驗(yàn)形成與結(jié)構(gòu)H++NH3=NH4+2、物理性質(zhì)：銨鹽是白色或無色晶體，易溶于水（銨鹽溶于水一般都是吸熱）3、化學(xué)性質(zhì)：受熱易分解NH4ClNH3↑+HCl↑NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2ONH4NO3N2O↑+2H2O與堿反應(yīng)NH4++OH-NH3↑+H2O稀溶液不加熱:NH4++OH-=NH3·H2O濃溶液或不加熱:NH4++OH-NH3↑+H2O用途：氮肥，炸藥，制硝酸，焊藥NH4+的檢驗(yàn)取少許樣品與NaOH溶液混合于試管中并加熱，將濕潤的紅色石蕊試紙靠近瓶口，若試紙變藍(lán)證明樣品中含有NH4+。9.5硝酸高考考點(diǎn)：硝酸的酸性，不穩(wěn)定性，強(qiáng)氧化性及與相關(guān)離子方程式。硝酸的工業(yè)制法及相關(guān)計(jì)算。環(huán)境保護(hù)的相關(guān)知識。硝酸物理性質(zhì)：純硝酸是一種無色、易揮發(fā)、有刺激性氣味的液體，與水以任意比互溶，沸點(diǎn)83℃（低），98%以上的濃硝酸稱發(fā)煙硝酸，濃硝酸一般69%ρ（HNO3）＞ρ(H2O)?；瘜W(xué)性質(zhì)：強(qiáng)酸性：HNO3=H++NO3-硝酸是一元強(qiáng)酸，具有酸的通性，但與金屬反應(yīng)一般不放出氫氣。加稀HNO3加稀HNO3變紅加濃HNO3先變紅后褪色（不能漂白其他常見物質(zhì)）紫色石蕊試液不穩(wěn)定性4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O濃度較大，越易分解。保存在棕色細(xì)口瓶，用玻璃塞，放在陰暗處。濃硝酸常呈黃色，硝酸分解產(chǎn)生NO2溶于硝酸的緣故，除去方法：通入空氣。解釋a工業(yè)鹽酸顯黃色。B久置KI溶液變黃。C久置亞鐵鹽溶液變黃。D粗硝基苯顯黃色。強(qiáng)氧化性（無論濃稀均具有）與金屬反應(yīng)（除Pt、Au外，大部分金屬能與硝酸反應(yīng)）Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O(清洗做過銀鏡實(shí)驗(yàn)的試管)常溫下Fe、Al遇濃HNO3產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象王水（濃HNO3、濃HCl體積比1:3）Au+HNO3+4HCl=HAuCl4+NO↑+2H2O3Pt+4HNO3+18HCl=3H2PtCl6+4NO↑+8H2O與非金屬反應(yīng)C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2OS+6HNO3(濃)H2SO4+6NO2↑+2H2O與還原性化合物反應(yīng)(FeO、Fe3O4、Na2S、H2S、KI、Na2SO3等)3FeO+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O與有機(jī)物反應(yīng)硝化反應(yīng)：酯化反應(yīng)：顏色反應(yīng)：蛋白質(zhì)遇濃硝酸呈黃色。用途：一種重要的化工原料，可用于制火藥，染料，塑料，硝酸鹽等。制法：（了解）實(shí)驗(yàn)室制法：NaNO3+H2SO4(濃)NaHSO4+HNO3↑工業(yè)制法：氨催化氧化4NH3+5O24NO+6H2O2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO用NaOH溶液尾氣處理（可用Mg(NO3)2或濃H2SO4吸水劑，不能用CaCl2或MgCl2，以免蒸餾產(chǎn)生HCl）硝酸與金屬反應(yīng)的計(jì)算。電子守恒：氮原子得到電子數(shù)=金屬原子失去電子數(shù)。原子守恒：金屬與硝酸反應(yīng)時(shí)，一部分以NO3-存在，一部分轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物，這兩部分N的物質(zhì)的量之和與反應(yīng)消耗的硝酸中N的物質(zhì)的量相等。利用離子方程式計(jì)算硝酸與硫酸混合物與金屬反應(yīng)，當(dāng)金屬足量：3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O先做過量判斷，然后根據(jù)完全反應(yīng)的金屬或或H+或NO3-進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。9.6氮的氧化物溶于水的計(jì)算一.氮的氧化物溶于水的計(jì)算1.方程式法：3NO2+H2O=2HNO3+NO①4NO2+O2+2H2O=4HNO3②4NO+3O2+2H2O=4HNO3③2NO+O2=NO2④不同情況及剩余氣體的體積序號氣體反應(yīng)剩余氣體剩余氣體的量ⅠNO2①NOV(NO2)ⅡNO2+NO①NOV(NO)原+V(NO2)ⅢNO2+O2=②無0＞①②NO[V(NO2)-4V(O2)]＜②O2V(O2)原-V(NO2)ⅣNO+O2=③無0＞③NOV(NO)-V(O2)＜③O2V(O2)-V(NO)例1.在一定條件下,將充滿NO2和O2的試管倒立于水槽中,充分反應(yīng)后,剩余氣體體積為原混合氣