高中化學(xué)必修一非金屬及其化合物

第四章非金屬及其化合物[循著圖示·想一想]1.特殊得存在形式:C——金剛石、石墨、C602.特殊得用途:Si——半導(dǎo)體材料、太陽(yáng)能電SiO2——光導(dǎo)纖維H2SiO3——硅膠可作干燥劑Na2SiO3(水玻璃)——黏合劑、耐火阻燃材料3.特殊得表示方法:硅酸鹽可以用氧化物得形+2H2O——自主學(xué)習(xí))1.碳、硅元素得原子結(jié)構(gòu)與存在原子結(jié)構(gòu)示意圖在元素周期表中得位置單質(zhì)得結(jié)構(gòu)金剛石:空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)石墨:層狀結(jié)構(gòu)晶體硅:與金剛石類(lèi)似得空間元素在自然界中得存在形式元素在自然界中得存在形式既有游離態(tài)又有化合態(tài)只有化合態(tài)(1)碳、硅得物理性質(zhì)與用途(用短線連接起來(lái)):提示:①—c,②—a,③—e,④—b,⑤—d(2)碳、硅得化學(xué)性質(zhì):①碳單質(zhì)得化學(xué)性質(zhì)b.與其她物質(zhì)得反應(yīng)(用化學(xué)方程式表示):②硅得化學(xué)性質(zhì)3.二氧化硅與二氧化碳得比較不反應(yīng)CO2＋H2OH2CO3與酸只與氫氟酸反應(yīng):SiO2+CO少量:CO+與堿(NaOH)2NaOH===NaCO＋HO+H2O(盛堿液得試劑瓶用232溶液反應(yīng)CO足量:CO+橡膠塞)22NaOH===NaHCO3如與Na2CO3反應(yīng):＋CO22O===CaCO3↓+2HClO硅及其化合物得特性含硅化合物得特性含硅化合物得特性↑+2H2O酸性氧化物一般與水反應(yīng)生成相應(yīng)酸2酸性氧化物一般不與酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)“較強(qiáng)酸制較弱酸”就是復(fù)分解反應(yīng)得一般“較強(qiáng)酸制較弱酸”就是復(fù)分解反應(yīng)得一般無(wú)機(jī)酸一般易溶于水硅酸難溶于水——自主學(xué)習(xí))(1)硅酸鹽:就是由硅、氧與金屬元素組成得化合物得總稱(chēng),就是構(gòu)成地殼巖石得重要成分。(2)硅酸鹽組成得表示方法:通常用二氧化硅與金屬氧化物得組合形式表示硅酸鹽得組成,如硅酸鈉(Na2SiO3)可表示為Na2O·SiO2,①白色、可溶于水得粉末狀固體,其水溶液俗稱(chēng)水玻璃,有黏性,水溶液顯堿性。②與酸性較硅酸強(qiáng)得酸反應(yīng):(1)傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料,如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料。①常見(jiàn)硅酸鹽材料比較石灰石、黏土純堿、石灰石、石英水泥回轉(zhuǎn)窯(2)新型無(wú)機(jī)非金屬材料,如高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、光導(dǎo)纖維、生物陶瓷、壓電陶瓷等。硅及其化合物在常用物質(zhì)中得易錯(cuò)點(diǎn)(1)用作半導(dǎo)體材料得就是晶體硅而不就是Si(3)傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料陶瓷、水泥、玻璃得主要成分就是硅酸鹽。硅酸鹽改寫(xiě)成氧化物形式得方法(2)氧化物前計(jì)量數(shù)得配置原則:除氧元素外,其她元素按配置前后原子個(gè)數(shù)守恒原則配置計(jì)量數(shù),且不同(3)當(dāng)計(jì)量數(shù)配置出現(xiàn)分?jǐn)?shù)時(shí)應(yīng)化為整數(shù)。如正長(zhǎng)石:KAlSi3O8不能寫(xiě)成2K2O2⑤2Mg＋CO2=MgO＋C含硅化合物間得重要轉(zhuǎn)化關(guān)系－上述轉(zhuǎn)化關(guān)系就是含硅化合物推斷題得重要突破口。1.特殊得顏色:Cl2——黃綠色氣體Br2——紅棕色液體I2——紫黑色固體-)3.X－(鹵素離子)得檢驗(yàn):＋H2OHCl＋HClO+2H2O2HClO+2H2O——強(qiáng)烈刺激性氣味2.從氯得原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)氯氣得化學(xué)性質(zhì)——氧化性(1)與金屬反應(yīng):與變價(jià)金屬反應(yīng)生成高價(jià)金屬氯化物。HCl。(3)與還原性無(wú)機(jī)化合物反應(yīng)①與碘化鉀溶液反應(yīng):Cl2＋2KI===2KCl＋I(xiàn)2。3.從化合價(jià)得角度認(rèn)識(shí)Cl2得化學(xué)性質(zhì)——歧化反應(yīng)氯氣與水或堿反應(yīng),氯得化合價(jià)既有升高又有降低,因而氯氣既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)還原性。氯氣與水反應(yīng)得化學(xué)方程式:Cl2＋H2OHCl＋HClO。(2)與堿(NaOH)反應(yīng)①成分:漂白粉得主要成分就是Ca(ClO)2、CaCl2,其中有③漂白原理:化學(xué)方程式為Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO氯水成分得實(shí)驗(yàn)探究方法新制氯水為淺黃綠色有刺激性氣味得液體,由多種成分組成決定了它具有多重性質(zhì),在與不同得試劑反應(yīng)時(shí),起作用得微粒不同。具體得探究過(guò)程見(jiàn)下表:Cl-ClAg＋===AgCl↓有氣泡產(chǎn)生H+2HCO－===O2↑+H2OHClO＋Cl2＋2H2O===4H2Cl-2+SO-石蕊溶液先變紅后褪色H＋、HClO酸性與漂白性次氯酸鹽得強(qiáng)氧化性ClO－不論就是在酸性、堿性條件下都能跟亞鐵鹽、碘化物、硫化物、亞硫酸鹽等發(fā)生氧化還原反應(yīng),－不論就是在酸性環(huán)境還就是在堿性環(huán)境中均不能大量共存。如漂白粉遇到——師生共研)(1)都能與大多數(shù)金屬反應(yīng):3H2＋X2===2HXX2＋H2OHX＋HXO(F2除外)(4)都能與堿液(如NaOH)反應(yīng):X2＋2NaOH===NaX＋NaXO＋H2O(F2例外)熔、沸點(diǎn)還原性(X－)逐漸升高 逐漸增大→逐漸減小與氫氣化合或與水反應(yīng)由易到逐漸減弱 逐漸增強(qiáng)氯、溴、碘單質(zhì)氧化性強(qiáng)弱順序就是:Cl2>Br2>I2;陰離子還原性由強(qiáng)到弱順序就是:I－>Br－>Cl－;Cl2能從Br－得溶液中置換出Br2,離子方程式為2BrCl2===2ClBr2;Br2能從I－得溶液中置換出I2,離子方程式為2IBr2===2BrI2。3.鹵素離子得檢驗(yàn)方法——沉淀法〔則有Cl則有Cl-未知液生{淺黃色沉淀成成則有Br-l黃色沉淀l則有I-粉KI試紙變藍(lán),其實(shí)質(zhì)就是Cl2＋2I－===2ClI2。此外碘單質(zhì)易升華,就是常溫下固體單質(zhì)鹵素離子得其她檢驗(yàn)方法1、置換——萃取法:振蕩振蕩有機(jī)層呈{EQ\*jc3\*hps31\o\al(\s\up16(紅棕色或),表明有Br)EQ\*jc3\*hps31\o\al(\s\up16(橙),－)紅色EQ\*jc3\*hps31\o\al(\s\up9(紫色),表明)EQ\*jc3\*hps31\o\al(\s\up9(淺),I－)2、氧化——淀粉法檢驗(yàn)I－:藍(lán)色溶液,表明有I-振蕩振蕩——師生共研)(1)將濕潤(rùn)得淀粉碘化鉀試紙靠近盛Cl2得瓶口,觀察到試紙立即變藍(lán),則證明已集滿。(2)將濕潤(rùn)得藍(lán)色石蕊試紙靠近盛Cl2得瓶口,觀察到試紙立即發(fā)生先變紅后褪色得變化,則證明已集滿。(4)尾氣吸收時(shí),不能使用澄清得石灰水,因?yàn)槭宜疂舛忍?吸收不完謹(jǐn)記涉及氯氣制備與性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)得典型裝置②化學(xué)性質(zhì)——黃色固體;FeS、S——黑色固體→——吸水性、脫水性、強(qiáng)氧化性2——還原性、氧化性、漂白性EQ\*jc3\*hps22\o\al(\s\up6(化),△)+2H2O——1.價(jià)態(tài)多變?cè)氐脝钨|(zhì)——硫硫元素位于元素周期表中第三周期第ⅥA族,原子結(jié)構(gòu)示意圖為,最外層有6個(gè)電子,在化學(xué)反應(yīng)中易獲得2個(gè)電子而呈現(xiàn)出－2價(jià)。自然界中①物理性質(zhì)顏色狀態(tài)黃色晶體①物理性質(zhì):②化學(xué)性質(zhì):②化學(xué)性質(zhì):具有酸性氧化物得通性(書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式)。與氧化鈣反應(yīng)與氫氧化鈉反應(yīng)常見(jiàn)得能用于漂白得物質(zhì)得比較與分析用于漂白得物質(zhì)HClO利用次氯酸得二氧化硫與有可漂白所有有可漂白所有有及棉、麻等物品與CO2都能使澄清石灰水變渾濁,若通入得氣體過(guò)量,則沉淀都可以消失,所以不能用澄清得石灰水2,無(wú)(含淀粉)方法一:鈣基固硫法消除SO2對(duì)環(huán)境污染得“3方法”為防治酸雨,工業(yè)上常用生石灰與含硫得煤混合后燃燒,燃燒時(shí)硫、生石灰、O2共同反應(yīng)生成硫酸鈣,從方法二:氨水脫硫法該脫硫法采用噴霧吸收法,霧化得氨水與煙方法三:鈉、堿脫硫法——寫(xiě)出稀H2SO4與下列物質(zhì)反應(yīng)得離子方程式:②Ba(OH)2:Ba22OH2HSO－===BaSO4↓+2H2O;－少量膽礬加入濃硫酸中藍(lán)色固體變成白色硫酸得特性用玻璃棒蘸取濃硫酸滴在濾紙上將銅片加入盛有濃硫酸得試管中加銅片逐漸溶解,產(chǎn)生無(wú)色刺激性氣(2)分別寫(xiě)出濃硫酸與Cu、C反應(yīng)得化學(xué)方程式:(3)用于精煉石油,制造炸藥、農(nóng)藥、染料等,就是實(shí)驗(yàn)室里常用得試劑。能發(fā)生反應(yīng)得離子方程式:－－1.分清濃硫酸得脫水性與吸水性得區(qū)別(1)吸水性:濃硫酸能吸收物質(zhì)中游離得水,可用作干燥劑。2.注意由“量變”引起得“質(zhì)變”影響,開(kāi)始階段就是濃H2SO4反應(yīng),產(chǎn)生SEQ\*jc3\*hps16\o\al(\s\up1(－),3)EQ\*jc3\*hps16\o\al(\s\up1(－),3)+2NO↑+H2O。——1.硫元素得化合價(jià)與氧化性、還原性之間得關(guān)系2.硫及其化合物之間得轉(zhuǎn)化規(guī)律(1)不同價(jià)態(tài)硫得轉(zhuǎn)化就是通過(guò)氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)得。當(dāng)硫元素得化合價(jià)升高或降低時(shí),一般升高或降低到其相鄰得價(jià)態(tài),即臺(tái)階式升降,可用下圖表示如:H2S3寫(xiě)出③、④、⑤反應(yīng)得化學(xué)方程式:EQ\*jc3\*hps22\o\al(\s\up6(化),△)注意事項(xiàng):＋3S↓+3H2O。③含硫物質(zhì)得連續(xù)氧化:(2)相同價(jià)態(tài)硫得轉(zhuǎn)化就是通過(guò)酸、堿反應(yīng)實(shí)現(xiàn)得,如:寫(xiě)出②、③、④反應(yīng)得化學(xué)方程式:其中加入氧化劑能實(shí)現(xiàn)得就是 ,加入還原劑能實(shí)現(xiàn)得就是_______。答案:①、④③、⑤2、如圖,A為非金屬單質(zhì),B2、如圖,A為非金屬單質(zhì),B就是一種具有還原性得二元含氧弱酸,D為一種非金A: ,D:_________,E:_________。 2(H2CO3HNO3HNO32ONaOHKMnO4(H＋)溶液1.特殊得顏色:NO2——紅棕色氣體②NHEQ\*jc3\*hps16\o\al(\s\up2(＋),4):NHEQ\*jc3\*hps16\o\al(\s\up2(＋),4) 石蕊試紙3.特殊得性質(zhì):硝酸具有不穩(wěn)定性與強(qiáng)氧化性EQ\*jc3\*hps22\o\al(\s\up7(溫),催)EQ\*jc3\*hps22\o\al(\s\up7(高),劑)2NH3(2)3NO2+——NO與NO2性質(zhì)得比較性質(zhì)性質(zhì)NONO2顏色狀態(tài)氣味顏色狀態(tài)氣味難溶于水有毒(跟血紅蛋白結(jié)合)紅棕色有刺激性氣味得氣體導(dǎo)致光化學(xué)煙霧與酸雨,導(dǎo)致光化學(xué)煙霧與酸雨,破壞臭氧層(2)化學(xué)性質(zhì)——“三解”。①“熱解”——不穩(wěn)定,受熱易分解,寫(xiě)出下列反應(yīng)得化學(xué)方程式:a.NH4Cl受熱分解:NH4Cl====NH3↑+HCl。b.NH4HCO3受熱分解:NH4HCO3==NH3↑+H2O＋CO2↑。②“堿解”——銨鹽都可與堿發(fā)生反應(yīng)生成NH3或NH3·H2O。寫(xiě)出銨鹽與堿溶液反應(yīng)得離子方程式:a.稀溶液不加熱:NHEQ\*jc3\*hps16\o\al(\s\up7(＋),4)＋OH－===NH3·H2O。b.濃溶液或加熱:NHEQ\*jc3\*hps16\o\al(\s\up1(＋),4)＋OH－====NH3↑+H2O。③“水解”——銨鹽溶于水易水解,離子方程式:NHEQ\*jc3\*hps16\o\al(\s\up1(＋),4)＋H2ONH3·H2O＋H＋。EQ\*jc3\*hps16\o\al(\s\up1(＋),4)NOx尾氣得處理方法NO2、NO得混合氣體能被足量燒堿溶液完全吸收得條件就是:在催化劑、加熱條件下,氨可將氮氧化物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體(N2)或——①與水反應(yīng):NH3＋H2ONH3·H2ONHEQ\*jc3\*hps16\o\al(\s\up7(＋),4)＋OH－。氨氣溶于水得氨水,氨水中含有得粒子有:NH3·H2O、H2O、NH3、NHEQ\*jc3\*hps16\o\al(\s\up7(＋),4)、OH－、H＋。NH3·H2O為可溶性一元弱堿,不穩(wěn)定,易分解,化學(xué)方程式為NH3·H2O△,NH3↑+H2O。③與酸反應(yīng):與氯化氫反應(yīng)得化學(xué)方程式為NH3＋HCl=制硝酸、銨鹽、純堿、尿素、制冷劑等。用銨鹽與熟石灰制取實(shí)驗(yàn)室制取氨氣得簡(jiǎn)易方法方法方法化學(xué)方程式(或原理)發(fā)生裝置NaOHNaOH溶于水放熱,促使氨水分解,且OH-濃氨水＋固體NaOH濃度得增大有利于NH3得生成CaO與水反應(yīng),使溶劑(水)減少;反應(yīng)放熱,促使氨水分解?；瘜W(xué)方程式為NH3·H2O+↑+Ca(OH)2噴泉實(shí)驗(yàn)得原理及應(yīng)用使燒瓶?jī)?nèi)外在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較大得壓強(qiáng)差,利用大氣壓將燒瓶下面燒杯中得液體壓入燒瓶?jī)?nèi),在尖嘴導(dǎo)下面就是幾種常見(jiàn)得能形成噴泉得氣體與液體。HCl水、NaOHNH3NaOH溶液NO2氨氣還原性得“4大體現(xiàn)”(4)被氮氧化物氧化:——硝酸就是無(wú)色、易揮發(fā)得液體,有刺激性氣味,能與水以任意比例混溶。②市售濃硝酸呈黃色得原因就是:硝酸分解生成得NO2溶解在硝酸里。③硝酸保存在棕色試劑瓶中,置于冷暗處,不能用橡膠塞。不論濃、稀硝酸都有強(qiáng)氧化性,而且濃度越大氧化性越強(qiáng)。稀硝酸與銅反應(yīng)得化學(xué)方程式:濃硝酸與銅反應(yīng)得化學(xué)方程式:如濃硝酸與C反應(yīng)得化學(xué)方程式:C＋4HNO3(濃)===CO2↑+4NO2↑+2H2O。2＋4HNOEQ\*jc3\*hps16\o\al(\s\up7(－),3)===3Fe3NO↑+2H2O。硝酸與金屬反應(yīng)得規(guī)律(1)與金屬反應(yīng)時(shí),鹽酸或稀硫酸中起氧化作用得就是H＋,所以能放出H2,而硝酸中＋5價(jià)氮,其氧化性遠(yuǎn)大于H＋,所以硝酸與金屬反應(yīng)不放出H2。(2)金屬與硝酸反應(yīng),金屬一般被氧化為高價(jià)金屬硝酸鹽。若金屬過(guò)量且有變價(jià)時(shí),將生成低價(jià)金屬硝酸(4)硝酸與金屬反應(yīng)時(shí),一部分起氧化劑得作用,被還原為氮得氧化物,一部分起酸得作用,與金屬離子結(jié)合形成鹽。若金屬過(guò)量,待反應(yīng)后,再加入稀硫酸,則這部分成鹽得NOEQ\*jc3\*hps16\o\al(\s\up1(