第四章非金屬及其化合物(全章課件)

1、第四章第四章 非金屬及其化合物非金屬及其化合物第一節(jié)第一節(jié) 硅硅 碳族元素碳族元素第二節(jié)第二節(jié) 氯氯 鹵族元素鹵族元素第三節(jié)第三節(jié) 硫和氮的氧化物硫和氮的氧化物第四節(jié)第四節(jié) 氨氨 硝酸硝酸 硫酸硫酸第一節(jié)第一節(jié) 硅硅 碳族元素碳族元素一、硅在自然界中的存在形式一、硅在自然界中的存在形式 硅在地殼中的分布很廣，含量位居第硅在地殼中的分布很廣，含量位居第二位。且只以二位。且只以化合態(tài)化合態(tài)形式存在。形式存在?；◢弾r花崗巖硅在自然界中主要以硅在自然界中主要以氧化物和硅酸鹽的形氧化物和硅酸鹽的形式存在。式存在。二、二氧化硅二、二氧化硅1 1、二氧化硅的用途、二氧化硅的用途二氧化硅晶體也二氧化硅晶體也叫

2、做叫做石英石英?？伞？梢灾谱髂透邷氐囊灾谱髂透邷氐氖⒉Ａ?，光導(dǎo)石英玻璃，光導(dǎo)纖維等。纖維等。 大而透明的棱柱狀石英晶體稱為大而透明的棱柱狀石英晶體稱為水晶水晶?？芍圃旃鈱W(xué)儀器、工藝品等可制造光學(xué)儀器、工藝品等 。有顏色的水晶是有顏色的水晶是含有某些雜質(zhì)的含有某些雜質(zhì)的石英晶體。石英晶體。 含有有色雜質(zhì)且含有有色雜質(zhì)且不透明的石英晶體稱不透明的石英晶體稱為為瑪瑙瑪瑙?？芍圃靸x器?？芍圃靸x器軸承、工藝品等。軸承、工藝品等。2 2、二氧化硅的性質(zhì)、二氧化硅的性質(zhì)二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，除二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，除HFHF以外，以外，不與其他酸類物質(zhì)作用，也不與水作用。不與其他酸類物質(zhì)作用，也不

3、與水作用。SiO2+4HF SiF4 +2H2O 玻璃中含有二氧化硅成分玻璃中含有二氧化硅成分, ,所以此反應(yīng)可用所以此反應(yīng)可用來雕刻玻璃來雕刻玻璃. .二氧化硅為酸性氧化物二氧化硅為酸性氧化物. .SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2OSiO2+CaO CaSiO3 高溫高溫硅酸鈉硅酸鈉硅酸鈉的水溶液俗稱硅酸鈉的水溶液俗稱水玻璃水玻璃, ,具有粘性具有粘性. .可可作為工業(yè)粘合劑和防火劑作為工業(yè)粘合劑和防火劑. .所以實(shí)驗(yàn)室盛裝所以實(shí)驗(yàn)室盛裝NaOHNaOH溶液的試劑瓶用橡膠塞而不用玻璃塞溶液的試劑瓶用橡膠塞而不用玻璃塞. .三、硅酸與硅酸鹽材料簡(jiǎn)介三、硅酸與硅酸鹽材料簡(jiǎn)介1 1、硅酸的

4、制備、硅酸的制備硅酸是一種比碳酸還弱的酸硅酸是一種比碳酸還弱的酸, ,溶解度很小溶解度很小. .通常用可溶性硅酸鹽與其他酸來制備通常用可溶性硅酸鹽與其他酸來制備. .Na2SiO3 + 2HCl= H2SiO3 + 2NaCl向硅酸鈉溶液中滴入鹽酸向硅酸鈉溶液中滴入鹽酸, ,可得到硅酸的膠可得到硅酸的膠體溶液體溶液硅酸溶膠硅酸溶膠當(dāng)硅酸濃度比較大時(shí)當(dāng)硅酸濃度比較大時(shí), ,形成白色膠狀沉淀形成白色膠狀沉淀. .硅酸凝膠經(jīng)干燥脫水后可得到吸水能力很硅酸凝膠經(jīng)干燥脫水后可得到吸水能力很強(qiáng)硅膠強(qiáng)硅膠. .2 2、硅酸鹽簡(jiǎn)介、硅酸鹽簡(jiǎn)介水泥水泥生產(chǎn)原料生產(chǎn)原料 以以粘土粘土和和石灰石石灰石為主要原料，研

5、磨煅燒為主要原料，研磨煅燒后再加入后再加入石膏石膏，研細(xì)后即為普通水泥。，研細(xì)后即為普通水泥。18241824年英國(guó)工程師阿斯普?。暧?guó)工程師阿斯普丁（AsPdihAsPdih）獲得）獲得第一份水泥專利，標(biāo)志著水泥的發(fā)明。第一份水泥專利，標(biāo)志著水泥的發(fā)明。玻璃玻璃 公元前公元前15001500年左右，埃及的匠人發(fā)明了制造年左右，埃及的匠人發(fā)明了制造玻璃容器的方法，第一本玻璃制造手冊(cè)則出玻璃容器的方法，第一本玻璃制造手冊(cè)則出現(xiàn)在約公元前現(xiàn)在約公元前650650年的亞述石版上。大約年的亞述石版上。大約20002000年前，敘利亞的工匠發(fā)明了玻璃吹制術(shù)。年前，敘利亞的工匠發(fā)明了玻璃吹制術(shù)。生產(chǎn)原料

6、生產(chǎn)原料 主要原料為主要原料為純堿純堿、石灰石石灰石和和石英石英。將原料粉碎并按比例混合后加強(qiáng)熱。將原料粉碎并按比例混合后加強(qiáng)熱。CaCO3+SiO2 CaSiO3 +CO2 高溫高溫Na2CO3+SiO2 Na2SiO3 +CO2 高溫高溫特種玻璃特種玻璃光學(xué)玻璃光學(xué)玻璃：透光性能好、有：透光性能好、有折光和色散性。折光和色散性。石英玻璃石英玻璃：膨脹系數(shù)小、耐：膨脹系數(shù)小、耐酸堿、強(qiáng)度大、濾光性好。酸堿、強(qiáng)度大、濾光性好。玻璃纖維玻璃纖維：耐腐蝕、耐高溫、：耐腐蝕、耐高溫、不導(dǎo)電、不吸水、隔熱、隔不導(dǎo)電、不吸水、隔熱、隔音、防蛀。音、防蛀。鋼化玻璃鋼化玻璃：耐高溫、耐腐蝕：耐高溫、耐腐蝕強(qiáng)

7、度大、質(zhì)量輕、抗震裂。強(qiáng)度大、質(zhì)量輕、抗震裂。陶瓷陶瓷早在九千多年的舊石器時(shí)代，在黃河流域，早在九千多年的舊石器時(shí)代，在黃河流域，以以“三黃三黃”神農(nóng)軒轅帝，伏羲氏炎帝，蚩尤神農(nóng)軒轅帝，伏羲氏炎帝，蚩尤帝為首的先皇及先民們已經(jīng)利用粘土的易塑帝為首的先皇及先民們已經(jīng)利用粘土的易塑性，燒制了各種陶制生活用品。性，燒制了各種陶制生活用品。到了唐宋時(shí)期，陶瓷制造水平到達(dá)了頂峰。到了唐宋時(shí)期，陶瓷制造水平到達(dá)了頂峰。唐朝的唐朝的“唐三彩唐三彩”、宋朝的、宋朝的“鈞瓷鈞瓷”等聞名等聞名于世?？梢哉f，陶瓷已成為中國(guó)文化精粹的于世。可以說，陶瓷已成為中國(guó)文化精粹的象征。象征。陶瓷具有抗氧化、抗酸堿、耐高溫、絕

8、緣、陶瓷具有抗氧化、抗酸堿、耐高溫、絕緣、易成型等許多優(yōu)點(diǎn)。易成型等許多優(yōu)點(diǎn)。四、四、新型無機(jī)非金屬材料新型無機(jī)非金屬材料1、高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、高溫結(jié)構(gòu)陶瓷 具有耐高溫、耐氧化、耐酸堿、硬度大、密度小等特點(diǎn)具有耐高溫、耐氧化、耐酸堿、硬度大、密度小等特點(diǎn)氧化鋁陶瓷氧化鋁陶瓷：極有前途的：極有前途的高溫結(jié)構(gòu)材料。由于熔點(diǎn)很高溫結(jié)構(gòu)材料。由于熔點(diǎn)很高，可用作高級(jí)耐火材料。高，可用作高級(jí)耐火材料。2、光導(dǎo)纖維、光導(dǎo)纖維 具有傳導(dǎo)能力強(qiáng)、信息容量大、抗干擾、防竊聽等特點(diǎn)。具有傳導(dǎo)能力強(qiáng)、信息容量大、抗干擾、防竊聽等特點(diǎn)。五、五、硅單質(zhì)簡(jiǎn)介硅單質(zhì)簡(jiǎn)介物理性質(zhì)物理性質(zhì)：帶有金屬光澤的灰黑色固體帶有金屬光澤的灰

9、黑色固體, ,熔點(diǎn)高、硬度大，性脆。熔點(diǎn)高、硬度大，性脆。特性特性：良好的半導(dǎo)體材料。是芯片等良好的半導(dǎo)體材料。是芯片等信息技術(shù)產(chǎn)品的關(guān)鍵材料。信息技術(shù)產(chǎn)品的關(guān)鍵材料。生活中最重要的調(diào)味品是什么？生活中最重要的調(diào)味品是什么？ 你知道么你知道么? ?若將海水中的鹽結(jié)晶后平鋪于陸若將海水中的鹽結(jié)晶后平鋪于陸地上，可使陸地平均升高地上，可使陸地平均升高你知道么你知道么? ?150米米第二節(jié)第二節(jié) 富集在海水中的元素富集在海水中的元素- -氯氯 趁著順風(fēng)，德軍開啟了壓縮氯氣鋼瓶，趁著順風(fēng)，德軍開啟了壓縮氯氣鋼瓶，在長(zhǎng)約六公里的戰(zhàn)線上，在長(zhǎng)約六公里的戰(zhàn)線上，黃綠色黃綠色的云團(tuán)飄向的云團(tuán)飄向法軍陣地。毫無

10、準(zhǔn)備的英法士兵隨著黃綠色法軍陣地。毫無準(zhǔn)備的英法士兵隨著黃綠色的氣體涌來，先是咳嗽，繼而喘息，拼命掙的氣體涌來，先是咳嗽，繼而喘息，拼命掙扎，口吐黃液慢慢躺倒。使扎，口吐黃液慢慢躺倒。使1.5萬人萬人中毒中毒，5000人死亡人死亡.這就是戰(zhàn)爭(zhēng)史上的第一次這就是戰(zhàn)爭(zhēng)史上的第一次化學(xué)戰(zhàn)，化學(xué)戰(zhàn)，從此，化學(xué)戰(zhàn)作為最邪惡的戰(zhàn)爭(zhēng)被寫入了人從此，化學(xué)戰(zhàn)作為最邪惡的戰(zhàn)爭(zhēng)被寫入了人類戰(zhàn)爭(zhēng)的史冊(cè)。類戰(zhàn)爭(zhēng)的史冊(cè)。歷史事件2Na+Cl2 2NaCl 點(diǎn)燃點(diǎn)燃Cu+Cl2 CuCl2 點(diǎn)燃點(diǎn)燃2Fe+3Cl2 2FeCl3 點(diǎn)燃點(diǎn)燃棕褐色煙（但無火焰）棕褐色煙（但無火焰） 現(xiàn)象現(xiàn)象 劇烈燃燒劇烈燃燒加少量的溶液呈棕褐

11、色加少量的溶液呈棕褐色H2 +Cl2 2HCl 點(diǎn)燃點(diǎn)燃實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象瓶口產(chǎn)生大量白霧瓶口產(chǎn)生大量白霧白色火焰白色火焰安靜燃燒安靜燃燒氫氣與氯氣混合后光照引爆氫氣與氯氣混合后光照引爆發(fā)生爆炸發(fā)生爆炸空氣中形成大量白霧空氣中形成大量白霧實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象問題討論問題討論什么叫燃燒什么叫燃燒 ？ 可燃物跟空氣中的氧氣發(fā)生的一種可燃物跟空氣中的氧氣發(fā)生的一種發(fā)光發(fā)熱發(fā)光發(fā)熱的的劇烈劇烈的氧化反應(yīng)叫做的氧化反應(yīng)叫做燃燒燃燒。（初中化學(xué)對(duì)燃燒的定義）。（初中化學(xué)對(duì)燃燒的定義） 可燃物是否一定有氧氣才能燃燒呢？可燃物是否一定有氧氣才能燃燒呢？ 金屬鈉和銅，非金屬氫氣等都可以在氯氣中燃金屬鈉和銅，非金屬氫氣

12、等都可以在氯氣中燃燒，這四個(gè)反應(yīng)有何相同的現(xiàn)象？燒，這四個(gè)反應(yīng)有何相同的現(xiàn)象？ 的的劇烈劇烈的的化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)叫做叫做燃燒。燃燒。發(fā)光發(fā)熱發(fā)光發(fā)熱Cl2+H2OHCl+HClO次氯酸次氯酸2HClO 2HCl +O2 光照光照Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O漂白液漂白液2NaClO+CO2+H2ONa2CO3+2HClO2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O漂白粉漂白粉Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3 + 2HClO第三節(jié)第三節(jié) 硫和氮的氧化物硫和氮的氧化物一、硫的存在以及物理性質(zhì)一、硫的存在以及物理性質(zhì)CS2二、硫的氧化物二、硫的氧化物1.

13、 二氧化硫二氧化硫 SO2S +O2 SO2 點(diǎn)燃點(diǎn)燃SO2+2NaOHNa2SO3+H2O氯水與二氧化硫的漂白性比較 氯水氯水 二氧化硫二氧化硫原理原理實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)效果效果范圍范圍氯水中的氯水中的HClO將有將有色物質(zhì)氧化成無色色物質(zhì)氧化成無色物質(zhì)物質(zhì)SO2溶于水產(chǎn)生的溶于水產(chǎn)生的H2SO3與與有色物質(zhì)直接化合生成無色有色物質(zhì)直接化合生成無色不穩(wěn)定的物質(zhì)。不穩(wěn)定的物質(zhì)。氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)非氧化還原反應(yīng)非氧化還原反應(yīng)永久性永久性暫時(shí)性暫時(shí)性可漂白大多數(shù)有色物質(zhì)，可漂白大多數(shù)有色物質(zhì)，能是能是 紫色石蕊試液先變紫色石蕊試液先變紅后褪色。紅后褪色?？善啄承┯猩镔|(zhì)，不可漂白某些有色物質(zhì)，不能使

14、紫色褪色，只變紅能使紫色褪色，只變紅2. 三氧化硫三氧化硫 SO3SO3+H2OH2SO4SO3+CaOCaSO4SO3+Ca(OH)2CaSO4+H2O三、氮的氧化物三、氮的氧化物無色無味氣體，難溶于水，無色無味氣體，難溶于水，難液化，密度比空氣略小。難液化，密度比空氣略小。1.N2的物理性質(zhì)的物理性質(zhì) N2 +O2 2NO放電放電2.氮的氧化物氮的氧化物 NONO：無色無色、有刺激性氣味的的有毒氣體。、有刺激性氣味的的有毒氣體。 難溶于水難溶于水, ,也不與水反應(yīng)。也不與水反應(yīng)。 2NO+O22NO2NONO2 2：紅棕色紅棕色、有刺激性氣味的有毒氣體。、有刺激性氣味的有毒氣體。3NO2+

15、H2O2HNO3+NO思考思考 1. 1. 2. 2.3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO + O2 = 2NO2 2+ +得：得： 3 +2 得：得：3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO + O2 = 2NO2 第四節(jié)第四節(jié) 氨氨 硝酸硝酸 硫酸硫酸一、氮的固定一、氮的固定 合成氨工業(yè)簡(jiǎn)介合成氨工業(yè)簡(jiǎn)介二、氨的物理性質(zhì)二、氨的物理性質(zhì)三、氨的化學(xué)性質(zhì)三、氨的化學(xué)性質(zhì) NH3+H20 NH3.H20NH3.H20 NH3+H20NH3.H20NH4+OH-NH3+HCl NH4Cl4NH3+502 4NO+6H20催化劑催化劑四、銨鹽的化學(xué)性質(zhì)四、銨鹽的化學(xué)

16、性質(zhì)NH4Cl NH3+HClNH4HCO3 NH3+CO2+H2ONH4NO3 +NaOH NaNO3+NH3+H2ONH4+OH- NH3+H2O五、氨的實(shí)驗(yàn)室制法五、氨的實(shí)驗(yàn)室制法藥品：藥品：氯化銨氯化銨氫氧化鈣氫氧化鈣條件：條件：加熱加熱裝置：裝置：固固+ +固加熱制氣固加熱制氣收集：收集：向下排氣法收集向下排氣法收集 檢驗(yàn)及驗(yàn)滿：檢驗(yàn)及驗(yàn)滿：濕潤(rùn)濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的紅色石蕊試紙變藍(lán)2NH4Cl +Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O六、銨根離子六、銨根離子(NH4+)的檢驗(yàn)的檢驗(yàn)原理：原理：操作：操作：取少量待測(cè)液與試管中取少量待測(cè)液與試管中, ,加入適量加入適量NaOHNaOH溶液溶液, ,共熱共熱. .若產(chǎn)生的氣體可使若產(chǎn)生的氣體可使?jié)駶?rùn)濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙