非金属及其化合物

非金属及其化合物———（一）作者：张家诚时间：2017/07/16更/懂/你/的/一/对/一/在/线/辅/导目录CONCENTS01·硅的知识点归纳02·题型演练03·氯的知识点归纳04·题型演练03·题型演练05·硫的知识点归纳01PARTONE硅的知识点归纳一、二氧化硅和硅酸二、硅酸盐•（1）性质特征：性质稳定，熔点较高，大都难溶于水。•（2）主要原料：黏土（Al2O3·2SiO2·2H2O）、石英（SiO2）和长石（钾长石K2O·Al2O3·6SiO2或钠长石Na2O·Al2O3·6SiO2）。•（3）主要制品：玻璃、水泥、陶瓷、砖瓦、水玻璃（Na2SiO3的水溶液）等。4）水泥和玻璃的生产：水泥玻璃（普通）原料石灰石、粘土纯碱、石灰石、石英设备水泥回转窑玻璃熔炉反应复杂的物理化学变化Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑主要成分3CaO·SiO22CaO·SiO23CaO·Al2O3Na2O·CaO·6SiO2特性水硬性（加石膏调节硬化速度）玻璃态物质（在一定温度范围内软化）非晶体三、硅单质•（1）物理性质：•a.硅的存在和形态：自然界中没有游离态的硅，主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。•b.晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。•c.导电性：介于导体和绝缘体之间（硅和锗是重要的半导体材料）。（2）化学性质（和碳相似）——形成共价化合物，化学性质不活泼。①常温下，不能强酸、强氧化性酸反应，只能与氟气、氢氟酸（HF）和烧碱等物质反应。Si+2F2==SiF4Si+4HF==SiF4+H2↑Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑②加热条件下，能跟一些非金属单质起反应。Si+O2SiO2Si+2H2SiH4（3）工业制法：SiO2+2CSi+2CO↑（焦炭在电炉中还原二氧化硅得到粗硅）粗硅提纯后，可以得到可用作半导体材料的高纯硅。•（3）用途：•①作半导体材料晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池等；注意：SiO2与CO2的比较CO2SiO2与碱性氧化物反应CaO+CO2CaCO3CaO+SiO2CaSiO3与碱液反应2NaOH+CO2=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O与盐反应Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO32Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑与碳反应C+CO22CO2C+SiO2Si+2CO↑与H2O作用CO2+H2OH2CO3不与水化合与酸反应不反应只与HF反应SiO2+4HF=SiF4↑+H2O02PARTTWO题型演练一、二氧化硅和硅酸•例1．光纤通信是一种现代化的通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务。目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络，即信息高速公路。光纤通信所使用的光缆，其主要部件为光导纤维。下列说法正确的是()•①制造光导纤维的主要原料是CaCO3；②制造光导纤维的主要原料是SiO2；③光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的全反射；④光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的折射•A．①④B．②③C．①③D．②④一、二氧化硅和硅酸•例1．光纤通信是一种现代化的通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务。目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络，即信息高速公路。光纤通信所使用的光缆，其主要部件为光导纤维。下列说法正确的是()•①制造光导纤维的主要原料是CaCO3；②制造光导纤维的主要原料是SiO2；③光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的全反射；④光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的折射•A．①④B．②③C．①③D．②④•答案：B•D为全反射•例2．把26g含有SiO2和CaCO3固体在高温下加热至质量不再改变，冷却后称重为17.2g。•（1）写出有关的化学反应方程式•（2）求生成CO2的体积（标况）•（3）求原混合物中所含SiO2的质量。•例2．把26g含有SiO2和CaCO3固体在高温下加热至质量不再改变，冷却后称重为17.2g。•（1）写出有关的化学反应方程式•（2）求生成CO2的体积（标况）•（3）求原混合物中所含SiO2的质量。•【答案】（1）SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑；CaCO3CaO+CO2↑•（2）4.48L（3）6g•注意：差量法二、硅酸盐•例3．下列盛放试剂的方法正确的是（）•A．氢氟酸或浓硝酸存放在带橡皮塞的棕色玻璃瓶中•B．汽油或煤油放存放在带橡皮塞的棕色玻璃瓶中•C．碳酸钠溶液或氢氧化钙溶液存放在配有磨口塞的棕色玻璃瓶中•D．氯水或硝酸银溶液存放在配有磨口塞的棕色玻璃瓶中•例4．生石灰中往往含有杂质CaCO3和SiO2，检验它是否存在着两种杂质的最好试剂是（）•A.水B.盐酸C.硫酸D.烧碱溶液二、硅酸盐•例3．下列盛放试剂的方法正确的是（）•A．氢氟酸或浓硝酸存放在带橡皮塞的棕色玻璃瓶中•B．汽油或煤油放存放在带橡皮塞的棕色玻璃瓶中•C．碳酸钠溶液或氢氧化钙溶液存放在配有磨口塞的棕色玻璃瓶中•D．氯水或硝酸银溶液存放在配有磨口塞的棕色玻璃瓶中•例4．生石灰中往往含有杂质CaCO3和SiO2，检验它是否存在着两种杂质的最好试剂是（）•A.水B.盐酸C.硫酸D.烧碱溶液•答案：DB•例5.氮化硅陶瓷（Si3N4）是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定。工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃反应获得。•（1）写出工业上普遍制取氮化硅时的化学方程式____________________________________。•（2）下列有关氮化硅陶瓷的说法正确的是（）•A．氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷等都属于结构高温陶瓷•B．氮化硅陶瓷具有较高的硬度和耐磨性及良好的导电性•C．氮化硅陶瓷可以用来制作发动机中的部件•D．氮化硅陶瓷具有抗化学侵蚀性和压电效应•（3）现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅，该反应的化学方程式为__________________________________________________________。•例5．（1）3Si+2N2Si3N4。（2）AC(3)3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl三、硅单质石英砂和焦炭在高温电炉中，可以合成金刚砂，金刚砂硬度很大，工业上用来作磨料，以下说法不正确的是（）A．金刚砂的化学成分是SiO2B．反应方程式是SiO2+2CSiC+CO2C．反应方程式是SiO2+3CSiC+COD．金刚砂的结构可能类似金刚石三、硅单质石英砂和焦炭在高温电炉中，可以合成金刚砂，金刚砂硬度很大，工业上用来作磨料，以下说法不正确的是（）A．金刚砂的化学成分是SiO2B．反应方程式是SiO2+2CSiC+CO2C．反应方程式是SiO2+3CSiC+COD．金刚砂的结构可能类似金刚石答案：B•例7．在半导体工业中，有一道工序叫烧氢。烧氢的工艺流程如图所示。工作时，是将石英管D出口处氢气点燃。半导体硅片、焊片和金属零件从石英管口送入加热区，在氢气还原气氛中加热使焊片熔化，将单晶硅与金属零件焊接在一起。焊接后再将零件拉至冷却区，冷却后取出。烧氢工艺中的氢气纯度要求极高，工业氢气虽含氢量达99.9%，但仍含有极微量的水蒸气和氧气，所以点燃氢气前应检验氢气的纯度。试回答下列问题。•（1）装置B的作用是____________；B中发生反应的化学方程式是_________________•（2）装置C中的物质是__________________；C的作用是_______________________。•（3）点燃氢气前将E（带导管胶塞）接在D的出口处，目的是___________________。•（4）装置A是安全瓶，可以防止氢气燃烧回火，引起爆炸，其中填充大量纯铜屑的作用是_______________________________________________________。（1）除去氧气；CuOOCu222，OHCuHCuO222（2）无水2CaCl（或碱石灰）；吸收水蒸气（3）检验氢气纯度（4）大量的铜屑可以吸收热量，降低温度•例8.2．图中每一方格表示有关的一种反应物或生成物。已知B是一种单质，其余物质都是含有B元素的化合物；C是一种钠盐；E是C对应的酸；B和D的晶体都是高熔点、坚硬的固体，且D为B的氧化物（其他不含B元素的反应物以及各步反应添加的必要试剂和反应条件均被略去）。（1）写出A、D、E的化学式：A__________________；B__________________；C__________________。（2）在工业上，用碳在高温下还原D的方法可制得含少量杂质的B，其化学反应方程式为________________________________；A和B的互变在工业上的实际意义是_____________。（3）写出D→C反应的离子方程式_____________________________________。2．（1）A:SiCl4；D:SiO2；E:H2SiO3。（2）SiO2+2CSi+2CO↑；粗硅提纯。（3）SiO2+2OH-==SiO32-+H2O。03PARTTHREE氯的知识点归纳一、活泼的黄绿色气体——氯气•1．氯气的物理性质•（1）氯气是黄绿色的气体。氯气的密度比空气大。能溶于水。•（2）有刺激性气味的气体。氯气有毒。•（闻气体方法：用手轻轻在瓶口扇动，使极少量的氯气飘进鼻孔。）2．预测氯气的化学性质并用实验证实之。氧气、氢气等都是非金属单质，由此推测：非金属一般都能跟金属反应生成盐，非金属单质间也能发生化学反应。（1）氯气与金属的反应2Fe+3Cl22FeCl3（Fe丝在氯气中燃烧，产生棕黄色烟）Cu+Cl2CuCl2（Cu丝在氯气中燃烧，产生棕色烟，溶于水后，溶液呈蓝绿色）2Na+Cl22NaCl（产生大量白烟）（2）氯气与非金属的反应H2+Cl22HCl（H2在Cl2中能安静地燃烧，发出苍白色火焰，瓶口有白雾）2P+3Cl22PCl3（在空气中形成白雾）；2P+5Cl22PCl5（在空气中形成白烟）（3）氯气与水的反应Cl2+H2O==HCl+HClO（次氯酸）氯气溶于水，在该溶液中：①滴加酚酞溶液呈红色，说明生成了酸（H+）；②加入镁条，可观察到镁条表面有少量气泡产生，说明产生了酸（H+）；③放入红纸条，红色褪去，说明产生了一种具有漂白性的物质（HClO）。④滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明溶液中产生了Cl-。次氯酸不稳定，见光易分解：2HClO2HCl+O2↑（4）氯气与碱的反应工业上制漂粉精：Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O工业上制漂白粉：2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O（漂白粉的主要成分为：CaCl2、Ca(ClO)2，其有效成分为：Ca(ClO)2）次氯酸盐跟稀酸或空气里的二氧化碳和水反应，生成次氯酸，起到漂白和消毒的作用。NaClO+HCl==NaCl+HClO或NaClO+CO2+H2O==NaHCO3+HClOCa(ClO)2+2HCl==CaCl2+2HClO或Ca(ClO)2+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO二、氯离子（Cl-）的检验(1)常见阴离子的特性及检验离子检验试剂主要实验现象离子方程式及说明Cl－AgNO3溶液，稀硝酸生成的白色沉淀不溶于稀HNO3Ag＋＋Cl－===AgCl↓(白色)SO24可溶性钡盐溶液，稀盐酸生成不溶于稀HCl的白色沉淀Ba2＋＋SO24===BaSO4↓(白色)CO23①BaCl2溶液、稀盐酸②盐酸、石灰水①生成的白色沉淀能溶于稀HCl②生成能使石灰水变浑浊的无色气体①Ba2＋＋CO23===BaCO3↓(白色)BaCO3＋2H＋===Ba2＋＋CO2↑＋H2O②CO23＋2H＋===