必修1化學(xué)：第3節(jié) 非金屬及其化學(xué)物全學(xué)案

1、第四章 非金屬及其化和物考點一：Si及其化合物 1.非金屬Si （1）Si的原子結(jié)構(gòu)示意圖： ，是 結(jié)構(gòu)， 注意點： C元素的最外層電子數(shù)也是 ，很多性質(zhì)與Si相似。金剛石也是 結(jié)構(gòu)。 金剛石 （“導(dǎo)電”、“不導(dǎo)電”），石墨 （“導(dǎo)電”、“不導(dǎo)電”）。 石墨的熔沸點 于金剛石，其原因是： 。 鉛筆芯的主要成分是： 。 （2）Si的物理性質(zhì)： （3）Si元素的存在形式： ，在地殼中含量： （4）Si的化學(xué)性質(zhì)： Si與非金屬單質(zhì)反應(yīng) Si與O2反應(yīng)： Si與F2反應(yīng)： Si與Cl2反應(yīng)： Si與C反應(yīng)： Si與HF反應(yīng)： Si與NaOH溶液反應(yīng)： 注意點：Si與但部分酸都不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（如：H2

2、SO4、濃HNO3等），只與HF反應(yīng)。 SiF4、SiCl4在常溫下都是 態(tài)。SiC俗稱： 。 （5）單質(zhì)Si的用途： ， ， 。 2. SiO2 （1）SiO2的物理性質(zhì)： （2）SiO2的化學(xué)性質(zhì)： SiO2與非金屬單質(zhì)反應(yīng) SiO2與C反應(yīng)： (也是制取粗Si的方法) SiO2與HF反應(yīng)： （氫氟酸腐蝕玻璃） Si與CaO反應(yīng)： SiO2與NaOH溶液反應(yīng)： SiO2與Na2CO3固體反應(yīng)： SiO2與CaCO3固體反應(yīng)： 該反應(yīng)的反應(yīng)原理： （5）SiO2的用途： 、 注意點： 、 、 都是SiO2 玻璃中也含有一定量的SiO2，沙子中也含有小顆粒狀SiO2晶體。 裝有NaOH溶液的試

3、劑瓶要用 塞。氫氟酸要用 試劑瓶裝。 SiO2不與H2O反應(yīng)，也不與大部分酸反應(yīng)（如：HCl、濃HNO3等），只與氫氟酸 反應(yīng)。 光導(dǎo)纖維是利用了SiO2對光的 原理。 3.硅酸（H2SiO3）與原硅酸（H4SiO4） （1）H2SiO3物理性質(zhì)： （2）由于H4SiO4不穩(wěn)定，在空氣中放置一段時間會變成硅酸： 注意點：H2SiO3與H4SiO4是我們學(xué)習(xí)過的唯一兩個不溶于水的酸。 SiO2是H2SiO3的酸酐，我們常見的酸酐有：CO2是 酸酐， SO2是 酸酐，P2O5是 酸酐，N2O5是 酸酐。 （3）H2SiO3的制備： 4.Na2SiO3 （1）Na2SiO3的物理性質(zhì)： （“可”、“

4、不”）溶于水，其水溶液俗稱： ，顯 性， 是制備 和 的原料。 注意點：大部分硅酸鹽都是難溶于水的，只有K、Na、銨的硅酸鹽可溶，其它都不溶于水。 是Na2SiO3水溶液的俗稱，并不是Na2SiO3固體的俗稱。 （2）Na2SiO3的化學(xué)性質(zhì)： Na2SiO3與鹽酸反應(yīng)： （制備H2SiO3的方法） Na2SiO3溶液中通入CO2氣體： 反應(yīng)現(xiàn)象： ，反應(yīng)原理： 注意點：Na2SiO3的水溶液顯 性。 5.硅酸鹽工業(yè) （1）硅酸鹽材料包括： ， ， 。 （2）水泥：原料 ；化學(xué)組成 ； 玻璃：原料 ；化學(xué)組成 ； 反應(yīng)原理： 金屬氧化物均勻的分散到玻璃態(tài)物質(zhì)里，使玻璃呈現(xiàn)特征染色就形成了 玻璃

5、 玻璃中含有：Co2O3 色，F(xiàn)eO 色，Cu2O 色。 陶瓷：原料 ； 6.硅酸鹽的表示是方法 （1）鹽化學(xué)式法。如： 、 、 、 （2）氧化物法（即將硅酸鹽表示成 的形式）。如：高嶺土Al2O32SiO22H2O 氧化物的書寫順序： H2O 氧化物前系數(shù)配置原則：按配置前后原子個數(shù)守恒原則配置系數(shù)，但系數(shù)要是出現(xiàn)分 數(shù)，要化為整數(shù)。 氧化物之間以“”隔開； 如：將KAl3(OH)3Si3O10寫成氧化物的形式： 例1、有些科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”，這主要是由于作為半導(dǎo)體材料的硅在太陽能發(fā)電過程中具有 重要的作用下列關(guān)于硅的說法不正確的是 A高純度的單質(zhì)硅被廣泛用于制作計算機(jī)芯片 B

6、硅可由二氧化硅還原制得 C常溫時硅與水、空氣和酸不反應(yīng)，但能與氫氟酸反應(yīng) D自然界硅元素的貯量豐富，并存在大量的單質(zhì)硅例2、下列物質(zhì)：氫氟酸；濃H2SO4；燒堿溶液；Na2CO3固體；氧化鈣；濃HNO3，其中在一 定條件下能與SiO2反應(yīng)的有() A B.全部 C D例3、下列離子方程式不正確的是 () A硅酸鈉溶液與澄清石灰水反應(yīng)：SiOCa2=CaSiO3 B向澄清的石灰水中通入過量的CO2：CO2OH=HCO C向小蘇打溶液中加入過量石灰水：2HCOCa22OH=CaCO32H2OCO D向水玻璃中加入過量鹽酸：2HSiO=H2SiO3例4、將過量的CO2分別通入CaCl2溶液；Na2S

7、iO3溶液；Ca(OH)2溶液；飽和Na2CO3溶液最終溶 液中有白色沉淀析出的是 () A B C D例5、工業(yè)上制取金剛砂的化學(xué)反應(yīng)方程式如下：SiO2+3CSiC+2CO。在這個氧化還原反應(yīng)中，氧化劑和 還原劑物質(zhì)的量之比為（ ） A1：2 B2：1 C5：3 D3：5例6、在雷達(dá)的微波過濾中使用的鐵氧磁性體，如Y3Fe5O12,，其中釔(Y)是稀土元素，通常顯+3價.下列有關(guān) 敘述正確的是( ) A.可表示為3YO33FeOFe2O3 B.可表示為Y3O5Fe3O4Fe2O3 C.該物質(zhì)中鐵的化合價均為+3價 D. 該物質(zhì)中釔，鐵的化合價分別為+4和+2價例7、下列說法正確的是（ ）

8、A.硅材料廣泛應(yīng)用于光纖通訊 B.工藝師利用鹽酸刻蝕石英制作藝術(shù)品 C.水晶項鏈和餐桌上的瓷盤都是硅酸鹽制品 D.粗硅制備單晶硅不涉及氧化還原反應(yīng)例8、關(guān)于硅及其化合物的敘述中，錯誤的是（ ） A硅是良好的半導(dǎo)體材料 B二氧化硅能與石灰石反應(yīng)：SiO2CaCO3 CaSiO3CO2 C可以用焦炭還原二氧化硅生產(chǎn)硅：SiO22C Si2CO D水泥的主要成分是：Na2SiO3、CaSiO3和SiO2例9、A、B、C、D、E代表單質(zhì)或化合物，它們之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系如下圖所示。A為地殼中含量僅次于氧 的非金屬元素的單質(zhì)，其晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似。A+EBCD+H2O加碳高溫加氧化鈣高 溫加氫氧化鈉加

9、熱請?zhí)羁眨?形成單質(zhì)A的原子的結(jié)構(gòu)示意圖為 ，它的最高化合價為 。 B的化學(xué)式為 ，B和碳反應(yīng)生成A和E的化學(xué)方程式是 C的化學(xué)式（分子式）為 ，D的化學(xué)式（分子式）為 。考點二：Cl及其化合物 1.Cl2的性質(zhì) （1）Cl元素的存在形式： （2）Cl2的物理性質(zhì)： （3）Cl2的化學(xué)性質(zhì)：（是活潑的非金屬，是強(qiáng) 劑） Cl2與金屬反應(yīng)： Cl2與金屬Na反應(yīng)： ，現(xiàn)象： Cl2與金屬Cu反應(yīng)： ，現(xiàn)象： Cl2與金屬Fe反應(yīng)： ，現(xiàn)象： Cl2與非金屬反應(yīng)： Cl2與氫氣反應(yīng)： （工業(yè)制取鹽酸的方法），現(xiàn)象： Cl2與P反應(yīng)： （Cl2少量），現(xiàn)象： （Cl2過量），現(xiàn)象： 注意點：光照H2

10、和Cl2的混合氣體時，會發(fā)生爆炸，因此實際工業(yè)生產(chǎn)使用點燃的方法來生產(chǎn) 鹽酸，絕對不能用光照的方法。 氫氣點燃前必須 。H2是 氣體，Cl2是 氣體。 “煙”與“霧”的區(qū)別：懸浮在空氣中的固體微小顆粒稱為“煙”； 懸浮在空氣中的 小液滴稱為“霧”。 Cl2與H2O的反應(yīng)： 注意點：氯氣的水溶液叫“氯水”，該水溶液的顏色為淺黃綠色，這說明其中含有氯氣分子。 新制氯水中含有的微粒主要有 。 久置氯水由于 的分解，顏色變 ，分解的方程式： ，微粒主要有 相當(dāng)于極稀的 。因而氯水要放 瓶中保存，最好現(xiàn)用現(xiàn)制。 Cl2與濕潤的石蕊試紙作用的現(xiàn)象： 氯水是 ，液氯是 （“純凈物”、“混合物”） Cl2與堿

11、的反應(yīng)： Cl2與NaOH溶液的反應(yīng)： Cl2與Ca(OH)2溶液的反應(yīng)： (制取漂白粉) 注意點：Cl2與堿在常溫下的反應(yīng)通式： Cl2+堿=金屬氯化物+次氯酸鹽+H2O 但在加熱的條件下會有ClO3-生成。如： 氯氣與堿反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，Cl2既是氧化劑又是還原劑。有一類物質(zhì)叫擬鹵素， 如：BrCl與NaOH溶液反應(yīng)： ， （“是”、“不是”）氧化還原反應(yīng)。 漂白粉是 、 混合物，有效成分是 。漂白液是 Cl2與還原性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)： Cl2與SO2發(fā)生反應(yīng)： Cl2與NaBr溶液發(fā)生反應(yīng)： Cl2與FeBr2溶液發(fā)生反應(yīng)： （Cl2少量） （Cl2過量） 2.Cl2的制取 （1）反應(yīng)原理

12、： 。 （2）實驗裝置：裝置一般包括四個組成部分： （3）制取氣體：濃鹽酸的還原性比稀鹽酸強(qiáng)，容易被MnO2氧化，反應(yīng)一定要在 條件下才 可以進(jìn)行。 （4）凈化氣體：制取的Cl2中常含有 、 等雜質(zhì)，通常用 除 去 ，再用 除去 。 （5）收集方法： ， （6）驗滿方法： 將濕潤的淀粉碘化鉀試紙靠近盛Cl2的瓶口，現(xiàn)象是 ，則 證明已集滿。 將蘸有濃氨水的玻璃棒靠近盛有Cl2的瓶口，現(xiàn)象是 ，則 證明已集滿。反應(yīng)的方程式： 將濕潤的藍(lán)色石蕊試紙靠近盛Cl2的瓶口，現(xiàn)象是 ，則 證明已集滿。 （7）尾氣吸收：用 。反應(yīng)的方程式： 注意點：實驗室制取Cl2方程式中，濃鹽酸的作用是： 實驗室制取Cl

13、2方法有很多，但都是利用了濃鹽酸的還原性。 如：KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)： KClO3與濃鹽酸反應(yīng)： 3.Cl2的用途 （1）作消毒劑、漂白劑溶于水生成HClO具有強(qiáng) 性。 （2）制造鹽酸： （3）制造漂白粉： （4）是合成塑料、橡膠、人造纖維、農(nóng)藥、染料和藥品的重要原料。 （5）制高純度的半導(dǎo)體Si，高純度的金屬鈦。 4.HClO與Ca(ClO)2 （1）HClO的機(jī)構(gòu)：電子式 ，結(jié)構(gòu)式 （2）HClO的化學(xué)性質(zhì)：HClO不穩(wěn)定，見光易分解： （3）Ca(ClO)2的化學(xué)性質(zhì)： Ca(ClO)2與稀鹽酸反應(yīng)： 適量的CO2通入到Ca(ClO)2溶液中： 反應(yīng)能發(fā)生的原因是： ，說明酸性： 注意

14、點： 干燥的Cl2，固體的Ca(ClO)2都沒用漂白作用，之所以可以漂白，是因為生成的 HClO有漂白性。 5.鹵族元素及其化合物 （1）第 族的元素，包括： ，最外成都有 個電子， 表現(xiàn)出較強(qiáng)的 性。 （2）鹵族元素單質(zhì)的物理性質(zhì)：從上到下， 顏色加深，F(xiàn)2 ，Cl2 、 Br2 、I2 ，密度增大，熔沸點 除了F2與水反應(yīng)外，一般不易溶于水，易溶于有機(jī)溶劑。 注意點：單質(zhì) Br2是唯一一種常溫下為液態(tài)的非金屬單質(zhì)。 單質(zhì)I2加熱易 ，可以使淀粉變 。 （3）鹵族元素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)及遞變規(guī)律： 與H2的反應(yīng)： ，條件及現(xiàn)象： ，條件及現(xiàn)象： ，條件及現(xiàn)象： ，條件及現(xiàn)象： 注意點：與H2化合

15、越容易則非金屬性 ，所得到的氫化物穩(wěn)定性越 鹵化氫的水溶液從上到下酸性 ，即： HF標(biāo)準(zhǔn)狀況下為 ， 其沸點為 與H2O反應(yīng)：X2+2NaOH=NaX+NaXO+H2O（X=Cl、Br、I，反應(yīng)能力依次減弱）。 F2與H2O反應(yīng)： ，其原因是F元素沒有正化合價 與金屬反應(yīng)：如：2Fe+3Cl22FeCl3，2Fe+3Br22FeBr3 Fe+I2=FeI2（I2的氧化性不強(qiáng)，與變價金屬反應(yīng)得低價鹽）。 與堿溶液反應(yīng)：X2+2NaOH=NaX+NaXO+H2O（X=Cl、Br、I，反應(yīng)能力依次減弱）。 鹵素單質(zhì)之間的置換反應(yīng)： Cl2與NaBr溶液反應(yīng)： Br2與NaI溶液反應(yīng)： Cl2與NaI

16、溶液反應(yīng)： 氧化性： 還原性： （4）鹵素離子的檢驗 操作：在含有鹵素離子的溶液中，加入 ，觀察現(xiàn)象。 現(xiàn)象：若無沉淀生成，則證明是 ，其原因是 。 若產(chǎn)生 ，則證明是 存在，離子方程式： 若產(chǎn)生 ，則證明是 存在，離子方程式： 若產(chǎn)生 ，則證明是 存在，離子方程式： 注意點：?？嫉牡S色物質(zhì)有 、 、 。 AgBr的用途是： ；AgI的用途是： 例1、有關(guān)氯的敘述正確的是 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干燥的漂白粉仍然具有較強(qiáng)的漂白性 例2、制取漂白液的化學(xué)方程式是：Cl22NaOHNaClNaClOH2O，該反應(yīng)的氧化劑

17、與還原劑之 比為（ ） A1：1 B1：2 C 2：1 D 3： 例3、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_、_、_。 (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_。 例4、 某溫度下，將Cl2通入NaO

18、H溶液中，反應(yīng)得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合溶液，經(jīng)測 定ClO- 與ClO-3的濃度之比為1：3，則Cl2與 NaOH溶液反應(yīng)時被還原的氯元素與被氧化 的氯元素的物質(zhì)的量之比為 （ ） A. 21 ：5 B. 11：3 C. 3：1 D. 4：1 例5、將KMnO4與 KClO3的混合物加熱可得氣體A ，在反應(yīng)后的殘留固體中加入一定量的 濃 H2SO4并加熱，又可得到單質(zhì)氣體B 。寫出有關(guān)化學(xué)方程式 例6、ClO2是一種消毒殺菌效率高、二次污染小的水處理劑。實驗室可通過以下反應(yīng)制得ClO2 2KClO3 + H2C2O4 + H2SO4 =2ClO2+K2SO4 +2CO2+2

19、H2O下列說法正確的是（ ） A. KClO3在反應(yīng)中得到電子 B. ClO2是氧化產(chǎn)物 C. H2C2O4在反應(yīng)中被氧化 D. 1mol KClO3參加反應(yīng)有2mol電子轉(zhuǎn)移考點三：N及其化合物 1.N2 (1)物理性質(zhì)： ， (2)化學(xué)性質(zhì)：一般狀況下N2比較穩(wěn)定，不與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等物質(zhì)反應(yīng)。 N2與H2反應(yīng)： N2與O2反應(yīng)： N2與Mg反應(yīng)： (3)氮的固定： 固氮方法：人工固氮：工業(yè)合成氨 自然固氮：雷雨天生成NO 生物固氮：豆科植物的根瘤菌可以直接吸收空氣中的氮氣轉(zhuǎn)化為氨基酸。 2.NO與NO2 (1)NO 物理性質(zhì)： NO的化學(xué)性質(zhì)： NO與O2反應(yīng)： NO、NO2與NaOH溶液反

20、應(yīng)： NO、O2與H2O反應(yīng)： (2)NO2 物理性質(zhì)： NO2的化學(xué)性質(zhì)： NO2與H2O反應(yīng)： NO2與NaOH溶液反應(yīng)： NO2、O2與H2O反應(yīng)： 注意點：氮的氧化物還有N2O，N2O3，N2O5 N2O俗稱： ，是無色氣體，具有 作用。 N2O3是暗藍(lán)色液體，是 的酸酐，N2O3與H2O反應(yīng)： 常溫極易分解為NO、NO2 N2O5是白色固體，是 的酸酐，N2O5與H2O反應(yīng)： 是工業(yè)食鹽，有毒性。 空氣中的NOx（尤其是NO2）是造成光化學(xué)煙霧的主要因素。NOx在紫外線照射下， 發(fā)生一系列的光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生一種有毒的氣體光化學(xué)煙霧，刺激呼吸器官，使人 生病甚至死亡。 3.NH3 (1

21、)物理性質(zhì)： (2)化學(xué)性質(zhì) NH3與水反應(yīng)： 注意點：NH3是唯一能使紅色石蕊試紙變 的氣體，所以常用此方法檢驗NH3。 液氨是純凈物，存在自偶電離 （類似于水） NH3與酸反應(yīng)：NH3與HCl反應(yīng) NH3與H2SO4反應(yīng) NH3與CO2和H2O反應(yīng) 注意點：NH3與HCl的反應(yīng)可以用來檢驗NH3和HCl氣體，現(xiàn)象是 碳銨指的是 。 NH3與O2反應(yīng)： （氨的催化氧化反應(yīng)） (3)NH3的制取 實驗室制取NH3的原理： 注意點：試管口（盛固體藥品的試管）要 選擇干燥的固體藥品裝入試管，要混合均勻，平鋪試管底部。 裝置應(yīng)不漏氣，實驗操作前要先進(jìn)行 檢查。 由于實驗室制NH3的反應(yīng)是在非水溶液中進(jìn)行的，所以不能寫離 子方程式（只有