4。2015年高考化学第一轮复习非金属及其化合物

第1讲无机非金属材料的主角-----硅《非金属及其化合物》⑴Si及SiO2的用途⑵玻璃雕刻原理⑶碱性试剂及氢氟酸的保存⑸Si与碱的反应有关计算⑹粗硅的提纯考查重点1、物理性质1S22S22P63S23P2一、硅Si是带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大，有脆性。硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的__________材料。2、组成与结构在地壳中硅的含量仅次于_____，而居第____位．硅在元素周期表位于第_____周期第_____族，位于____的下方．硅的电子排布式为________________硅单质的结构与金刚石类似，为原子晶体（每个Si原子分别与另外4个Si原子形成4个共价键，硅与硅之间结合形成空间网状结构，含正四面体结构。）半导体氧二三ⅣA碳位于金属与非金属分界线原子晶体3、硅的化学性质常温下，硅的化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，硅不跟其他物质，如氧气、氯气、硫酸、硝酸等起反应。在加热条件下，硅能跟一些非金属反应。碳与硅的化学性质比较化学性质碳(主要有+2、+4价）硅（主要+4价）还原性与非金属反应与氧化物反应与酸反应与Ｈ2O或碱反应C+O2(足量)===CO2点燃2C+O2(不足)===2CO点燃Si+O2===SiO2△Si+2Cl2===SiCl4△Si+C===SiC高温Si+2F2===SiF4（常温）C+CuO==Cu+CO2↑△2C+SiO2==Si+2CO↑高温Si+2FeO==2Fe+SiO2高温C+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+2H2O△C+2H2SO4(浓)=CO2↑+2SO2↑+2H2O△与HNO3、H2SO4等不反应Si+4HF==SiF4↑+2H2↑C+H2O===CO+H2高温Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑化学性质碳硅氧化性制取用途C+2H2==CH4高温C+Si==SiC高温3C+CaO==CaC2+CO↑高温Si+2H2==SiH4高温(SiH4不稳定,在空气中自燃)(1)粗硅制取SiO2+2C==Si(粗)+2CO↑高温高温(2)粗硅提纯Si(粗)+2Cl2==SiCl4SiCl4+2H2==Si(纯)+4HCl△集成电路、半导体晶体管及芯片、光电池等等【实战演练】下列关于硅的说法中不正确的是A、硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽B、硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料C、硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应D、加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等反应练3、若把4.2g的硅和9.2g的钠同时投入适量的水中，充分反应，能收集到氢气（标准状况）的体积是A、22.4LB、11.2LC、5.6LD、2.8LCB二、二氧化硅1、物理性质SiO2也叫硅石，石英砂、玻璃、沙子的主要成分也为SiO2，SiO2为坚硬的固体，纯SiO2是无色透明晶体，称之为水晶,熔点高，硬度大，不溶于水（为原子晶体）。2、组成与结构在SiO2的晶体中，每个硅原子与___个氧原子结合，每个氧原子与_____个硅原子结合，即SiO2晶体是由Si和O按_______的比例所组成的_________________结构的晶体。1molSiO2晶体中含有____molSi—O键。421：2立体空间网状4Sio3、二氧化硅的化学性质（与CO2比较）物质CO2(酸性氧化物)SiO2(酸性氧化物)与水反应与酸反应不反应与碱反应与酸性氧化物反应与盐反应CO2+H2OH2CO3CO2+2OH-=CO32-+2H2OCO2+OH-=HCO3-CO2+CaO=CaCO3CO2+H2O+Na2SiO3==Na2CO3+H2SiO3↓SiO2+4HF==SiF4↑+2H2OSiO2+2OH-==SiO32-+H2OSiO2+CaO==CaSiO3高温SiO2+Na2CO3===Na2SiO3+CO2↑高温不反应(故不能直接与水反应制硅酸)3、二氧化硅的化学性质（与CO2比较）物质CO2(酸性氧化物)SiO2(酸性氧化物)制法CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑用途灭火剂、致冷剂、人工降雨、制纯碱、尿素等H2SiO3===SiO2+H2O△光导纤维、化学仪器、光学仪器、钟表、电子部件【实战演练】1.下列对有关化学反应过程或实验现象的解释中,正确的是()A.在高温条件下,C能置换出SiO2中的Si,说明C的氧化性强于SiB.酸雨的形成是由于雨水中溶有CO2C.长期盛放NaOH溶液的滴瓶不易打开,主要是因为NaOH吸收了CO2所致D.”水滴石穿”是溶解了CO2的雨水长期与CaCO3作用生成了Ca(HCO3)2之故D思考/？1.氢氟酸如何保存？2.为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？氢氟酸不能盛放在玻璃器皿中，而应保存在塑料瓶中。SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,生成的具有粘性，久置使瓶塞打不开三、硅酸1、硅酸是一种比碳酸还要弱的酸，溶解度很小，由可溶性Na2SiO3与其他酸反应制得：Na2SiO3+H2SO4=H2SiO3↓+Na2SO42、硅胶——硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶。3、硅胶多孔，吸附水分能力强，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也用作催化剂的载体。四、硅酸盐（由硅、氧和金属组成的化合物）硅酸钠（Na2SiO3）：可溶于水，其水溶液称为水玻璃。可作肥皂填料、木材防火剂、黏胶剂。硅酸盐常表示成氧化物的形式：硅酸钠Na2SiO3—高岭土Al2(Si2O5)(OH)4—正长石KAlSi3O8—Na2O·SiO2Al2O3·2SiO2·2H2OK2O·Al2O3·6SiO2五、硅酸盐工业简介•CaCO3+SiO2===CaSiO3+CO2↑硅酸盐工业玻璃主要原料:纯碱、石灰石、石英主要反应产品成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2水泥主要原料：黏土、石灰石产品成分：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙陶瓷：原料黏土高温Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑高温第2讲碳族元素例1、阅读下列材料，回答有关的问题：锡、铅两种元素的主要化合价是+2价和+4价，其中+2价锡元素和+4价铅元素的化合物均为是不稳定的，+2价锡离子有强还原性，+4价铅元素的化合物有强氧化性。例如：Sn2+还原性比Fe2+还原性强。PbO2的氧化性比Cl2氧化性强。写出上列反应的化学方程式①氯气跟锡共热：。②氯气跟铅共热：。③二氧化铅跟浓盐共热：。碳及其化合物考查的重点有：1、C、CO的还原性，如C、CO还原氧化物的有关计算。特别注意C与CuO、FeO等反应可生成CO或CO2或CO和CO2，C与SiO2反应只能生成CO。2、有关CO2的性质与制取、CO2与NaOH溶液反应的有关计算。3、注意C是典型的变价非金属元素，对一些特殊反应：要加强识记C+CO2==2COCO+H2O==CO2+H2高温高温1、碳单质：（1）同素异形体：（2）无定形碳：金刚石、石墨、C60等木炭、焦炭、活性炭吸附性一、碳2、碳的化学性质：碳在常温下性质比较稳定，很难被氧化，但随着温度的升高,碳的活性增强(1)碳的还原性①与非金属反应C+O2(足量)===CO2点燃2C+O2(不足)===2CO点燃C+2S===CS2高温C具有可燃性②与氧化物反应说明:①C与氧化物反应,若C过量,可以得到COC(过量）+CuO===Cu+CO↑△3C+2Fe2O3===4Fe+3CO2↑△C+2CuO===2Cu+CO2↑△C+CO2===2CO△3C(过量)+Fe2O3===2Fe+3CO↑△②高温下C与氧化物反应一般得到的都是CO2C+SiO2===Si+2CO↑高温C+H2O===CO+H2高温3C+CaO===CaC2+CO↑高温③与强氧化性酸反应C+4HNO3(浓)===CO2↑+4NO2↑+2H2O△C+2H2SO4(浓)===CO2↑+2SO2↑+2H2O△第3讲富集在海水中的元素——氯三氯气的制备、用途。四氯的重要化合物的性质与用途知识要点二氯气的化学性质一氯元素的原子结构与氯气的物理性质一、氯元素的原子结构，在自然界的存在：1、氯的原子结构：容易获得一个电子，是典型的非金属，显非金属性（强）在自然界以化合物形式存在（NaCl、MgCl2等，海水中，盐矿里）。2、化合价分析：Cl2中显零价，还有+1，+3，+5，+7等价。处于中间价，既有氧化性，又有还原性，但以氧化性为主。二、氯气的物理性质：+17287黄绿色气体，强刺激性气味（如何闻？），有毒，比空气重,可溶于水（1：2）,易液化（还有CO2，SO2，NH3）课堂练习•例1：氯气是有毒的，曾被法西斯制成毒气弹用于侵略战争。当这种毒气弹顺风爆炸时，通常可用的防御方法是（）•A．人、畜应躲到低洼的地方•B.人、畜应至较高的地方去•C．人、畜应多喝豆浆和牛奶•D.可用肥皂水浸湿软布蒙面BD三、氯气的化学性质：（1）：可与大多数金属化合：H2+Cl2======2HCl氧化剂说明：可与大多数金属化合，显强氧化性，把变价金属（如铁，铜）氧化成高价态。Fe+2HCl===FeCl2+H2↑氧化性：Cl2Fe3+Cu2+H+（2）：可与大多数非金属化合：点燃或光照氧化剂实验现象：苍白色火焰瓶口有白雾（解释？）生成刺激性气体点燃2Na+Cl2===2NaCl白烟2Fe+3Cl2===2FeCl3点燃棕色的烟Cu+Cl2===CuCl2点燃棕黄色的烟燃烧：任何发光发热的剧烈的化学反应。①把HCl气体溶于水得盐酸（利用该反应工业制盐酸）（3）、氯气与水的反应：Cl2+H2OHCl+HClO次氯酸酸性极弱(比碳酸弱)不稳定(受热或光照分解)具有强氧化性(比氯气强)2HClO====2HCl+O2↑光照如何保存？氯水能杀菌、消毒、漂白的原因：与水反应生成次氯酸,次氯酸有强氧化性。思考：干燥的氯气能使有色布条褪色吗？潮湿的氯气或氯水呢？避光。【结论】：起漂白作用的是次氯酸而不是氯气新制氯水的主要成份：Cl2、H2O、HClO;H+、Cl-、ClO-久置氯水的主要成份：H+、Cl-(次氯酸分解)氯水成分复杂,加入不同试剂,起作用的成分各不相同.指出下列现象,说明理由(写出反应式)：实验现象解释或反应式加入碳酸钙粉末有气体生成2HCl+CaCO3=CaCl2+CO2↑+H2O锌粒加入氯水中有气体生成Zn+2H+=Zn2++H2↑先变红,后褪色酸性,后被HClO氧化漂白褪色HClO氧化漂白有白色沉淀生成Ag++Cl-=AgCl↓紫色石蕊试液加入氯水中红布条加入氯水中硝酸银溶液加入氯水中Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO的平衡移动向氯水中加入的物质浓度变化平衡移动的方向应用可溶性氯化物稀酸NaOHCa(OH)2NaHCO3光照左移左移右移右移右移右移a.用饱和食盐水除Cl2的HClb.用排饱和食盐水法收集Cl2次氯酸与浓盐酸反应制Cl2用NaOH溶液吸收多余Cl2制漂白粉制高浓度HClO溶液氯水避光保存或现用现配c(Cl－)增大c(H+)增大c(H+)减小c(H+)减小c(H+)减小C(HClO)减小（4）氯气与碱的反应：漂白粉的制备及漂白原理Cl2+NaOH=NaCl+NaClO+H2O次氯酸钠(稳定)2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O次氯酸钙漂白粉：氯化钙和次氯酸钙(有效成分次氯酸钙)（制漂白粉）探究：在滴有酚酞的NaOH溶液中,逐滴加入氯水,结果发现红色慢慢褪去,请问是氯水与NaOH反应使溶液褪色还是因氯水的漂白而褪色,设计实验证明你的结论?继续加NaOH溶液漂白粉的漂白原理：Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO（起漂白作用）①碳酸的酸性比次氯酸强(强酸制弱酸)②漂白粉应避免与空气水分接触(防止失效)。漂白原理漂白效果HClO氯水漂白粉Na2O2H2O2O3二氧化硫氧化漂白—不可逆与有色物质结合生成不稳定的无色物质。永久性漂白暂时性漂白归纳比较：Ca(ClO)2、SO2、HClO、Na2O2等漂白原理的差异：Cl2NaCl、FeCl3CuCl