非金属元素专题.doc

硅及其化合物以及氯及其化合物专题1、 兴趣导入：什么东西肥的快，瘦的更快？二、专题精讲： （一）硅及其化合物 （一）、硅1硅元素在地壳中的含量排第二，在自然界中没有游离态的硅，2熔点高，硬度大，常温下，化学性质不活泼。3用途：太阳能电池、计算机芯片以及良好的半导体材料等。4、Si在常温下的反应 Si+ F2= Si+ HF= Si+ NaOH= Si+ （加热）O2= （二）、二氧化硅（SiO2）：（1）SiO2的空间结构：SiO2直接由原子构成，不存在单个SiO2分子。一摩尔SiO2中含 摩尔硅氧键。 （2）物理性质：熔点高，硬度大，是良好的半导体。（3）化学性质：SiO2常温下化学性质很不活泼，不与水、酸反应（氢氟酸除外），能与强碱溶液、氢氟酸反应： SiO2+HF= SiO2+ CaO = SiO2+ C = Si+ Cl2= SiCl4+H2= SiO2+ NaOH= 注意：1、硅酸钠具有粘性，所以不能用带磨口玻璃塞试剂瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液，避免Na2SiO3将瓶塞和试剂瓶粘住，打不开，应用橡皮塞）。2、 氢氟酸能雕刻玻璃；氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放，应用塑料瓶）。（三）、硅酸（H2SiO3）：（1）物理性质：不溶于水的白色胶状物，能形成硅胶，吸附水分能力强。（2）化学性质：H2SiO3是一种弱酸，酸性比碳酸还要弱，但SiO2不溶于水，故不能直接由SiO2溶于水制得，而用可溶性硅酸盐与酸反应制取：（强酸制弱酸原理）_（此方程式证明酸性：H2SiO3H2CO3）（3）用途：硅胶作干燥剂、催化剂的载体。（四）、硅酸盐（1）硅酸盐：硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称。硅酸盐种类很多，大多数难溶于水，最常见的可溶性硅酸盐是Na2SiO3，Na2SiO3的水溶液俗称 ，又称泡花碱，是一种无色粘稠的液体，可以作黏胶剂和木材防火剂。硅酸钠水溶液久置在空气中容易变质：_ （有白色沉淀生成）（2）表示方法：硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式表示它们的组成，如硅酸钠(Na2SiO3)写成Na2OSiO2，钾云母(KH2Al3Si3O12)写成K2O3Al2O36SiO22H2O。传统硅酸盐工业三大产品有： 水泥玻璃陶瓷生产原料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英黏土主要设备水泥回转窑玻璃熔窑陶瓷窑新型无机非金属材料： 例题1：下列说法不正确的是（ A ） A常温下，将铝片放入浓硝酸中，无明显现象，说明铝不与冷的浓硝酸反应 B元素由化合态变成游离态时，可能被氧化，也可能被还原 C自然界中没有游离态的硅，纯净的硅晶体可用于制作计算机芯片 D从海水中提取溴，一般要经历浓缩、氧化和提取三个步骤，氧化剂一般选择氯气例题2：晶体硅是一种重要的非金属材料。请写出晶体硅的二种用途：_、_制备纯硅的主要步骤如下：高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3(常温下为液态，易挥发)SiHCl3与过量2在10001100反应制得纯硅。已知:.SiHCl3水解会生成两种气态产物，请写出其水解的化学方程式：_。.SiHCl3 在空气中自燃。请回答下列问题：（1）第步制备粗硅的化学反应方程式为。（2）用SiHCl3与过量2反应制备纯硅的装置如下（热源及夹持装置略去）装置中的试剂是，装置中的烧瓶需要加热，其目的是_，反应一段时间后，装置中观察到的现象是_，装置中发生反应的化学方程式为_，为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及_，设计鉴定产品硅中是否含少量Fe单质的方法:_。答案：1、2、浓硫酸，使sihcl3汽化；有固体物质生成；排尽装置中的空气变式训练1：下列关于硅酸盐工业的叙述正确的是（ B ） A普通玻璃的主要成分可以表示为Na2OCaO6SiO2，说明玻璃为纯净物 B陶瓷、玻璃、水泥都属于硅酸盐产品C制玻璃、水泥时都用到了石灰石和黏土D制玻璃的过程中发生了反应：Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2，说明酸性：H2SiO3H2CO3（5） 常见的除杂：1除去下列气体中混有的杂质(括号内为杂质)可采取的方法：(1)CO(CO2)：_。(2)CO2(CO)：_。(3)CO2(O2)：_。(4)CO2(SO2)：_。(5)CO2(HCl)：_。(6)CO2(H2S)：_。答案(1)通过盛有浓NaOH溶液的洗气瓶(2)通过盛放灼热CuO的硬质玻璃管(3)通过盛放灼热铜网的硬质玻璃管(4)通过饱和NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液(5)通过饱和NaHCO3溶液(6)通过CuSO4溶液2如何用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)。将所选答案的编号填入下表内相应的空格内(如果不需要外加试剂，则对应答案栏可空着)。可供选择的试剂：A.盐酸B氢氧化钠溶液C氧气D水E二氧化碳可选用的操作：水洗；加热；高温灼烧；过滤；结晶。粉末状混合物选择的试剂选用的操作(1)CaCO3(SiO2)(2)NaCl(SiO2)(3)SiO2(Fe2O3)(4)SiO2(CaCO3)(5)SiO2(H2SiO3)(6)SiO2(NH4Cl)答案(1)B(2)D(3)A(4)A(5)(6)（2） 氯及其化合物1、氯气（Cl2）：（1）物理性质： 色的有毒气体，液氯为纯净物（2）氯气的实验室制法和工业制法：实验室制法：MnO2+HCl= KMnO4+HCl= KClO3+HCl = K2Cr2O7+HCl = 工业制法：NaCl+H2O= （2）化学性质：氯气化学性质非常活泼，很容易得到电子，作强氧化剂，能与金属、非金属、水以及碱反应。与金属反应（将金属氧化成最高正价）NaCl2= CuCl2= FeCl2= 注意：常温下干燥的氯气或液氯不能与铁发生反应，所以工业上把干燥的液氯储存在钢瓶中。 （氯气与金属铁反应只生成FeCl3，而不生成FeCl2。）（铁跟盐酸反应生成FeCl2，而铁跟氯气反应生成FeCl3，这说明Cl2的氧化性强于盐酸，是强氧化剂。）与非金属反应Cl2H2 2HCl（氢气在氯气中燃烧现象：安静燃烧，发出苍白色火焰）将H2和Cl2混合后在点燃或光照条件下发生爆炸。P+Cl2(不足)= P+Cl2(充足)= Cl2与水反应：离子方程式中，应注意次氯酸是弱酸，要写成化学式而不能拆开。通常在阿伏伽德罗常数的计算时要注意区分氯气与水反应和氯气与碱反应转移的电子数的计算。将氯气溶于水得到氯水（浅黄绿色），氯水含七种微粒，其中有_ 。氯水的性质取决于其组成的微粒：（1）强氧化性：Cl2是新制氯水的主要成分，实验室常用氯水代替氯气，如氯水中的氯气能FeCl2反应。（2）漂白、消毒性：氯水中的Cl2和HClO均有强氧化性，一般在应用其漂白和消毒时，应考虑HClO，HClO的强氧化性将有色物质氧化成无色物质，不可逆。（3）酸性：氯水中含有HCl和HClO，故可被NaOH中和，盐酸还可与NaHCO3，CaCO3等反应。（4）不稳定性：次氯酸见光易分解，久置氯水(浅黄绿色)会变成稀盐酸(无色)失去漂白性。（5）沉淀反应：加入AgNO3溶液有白色沉淀生成（氯水中有Cl）。自来水也用氯水杀菌消毒，所以用自来水配制以下溶液如FeCl2、Na2CO3、NaHCO3、AgNO3、NaOH等溶液会变质。Cl2与碱液反应：与NaOH反应：_ 与Ca(OH)2溶液反应：_ 此反应用来制漂白粉，漂白粉的主要成分为_ ，有效成分为_ 。漂白粉之所以具有漂白性，原因是： 生成的HClO具有漂白性；同样，氯水也具有漂白性，因为氯水含HClO；NaClO同样具有漂白性，干燥的氯气不能使红纸褪色，因为不能生成HClO，湿的氯气能使红纸褪色，因为氯气发生下列反应Cl2H2O 与还原性物质反应： FeCl2Cl2= H2SCl2= KICl2= H2O+SO2Cl2= NH3Cl2= 氯气的用途：制漂白粉、自来水杀菌消毒、农药和某些有机物的原料等。思考：将Cl2通入石蕊试液中的现象是什么？能用pH试纸测定氯水的pH值吗？2、Cl的检验：原理：根据Cl与Ag反应生成不溶于酸的AgCl沉淀来检验Cl存在。方法：先加硝酸化溶液（排除CO32-、SO32-干扰），再滴加AgNO3溶液，如有白色沉淀生成，则说明有Cl存在。例题1：Cl2是纺织工业常用的漂白剂，Na2S2O3可作为漂白布匹后的“脱氯剂”。S2O32-和Cl2反应的产物之一为SO42-。下列说法不正确的是（B）A该反应中还原剂是S2O32- BH2O参与该反应，且作氧化剂C根据该反应可判断氧化性：Cl2SO42- D上述反应中，每生成l mol SO42-，可脱去2mol Cl2变式训练：下列实验现象描述正确的是（ D ）A.新制氯水滴入石蕊试液中，只能看到试液变红B.铜丝在Cl2中燃烧后向集气瓶中加水，溶液呈蓝绿色，说明CuCl2是蓝绿色的C.饱和氯水光照时有气泡产生，该气体为氯气D.钠在氯气中燃烧，火焰呈黄色，集气瓶中生成白烟3、 卤素的性质(一)溴、碘单质的物理性质Br2是一种深红棕色液体，易挥发；I2是一种紫黑色固体，易升华。Br2溶解在水中的颜色是黄色橙色，I2溶解在水中的颜色是深黄色褐色，Br2溶解在CCl4中的颜色是橙色橙红色，I2溶解在CCl4中的颜色是紫色深紫色。 （二）氯、溴、碘单质化学性质比较(1)与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为2NaOHX2=NaXNaXOH2O(XCl、Br、I)。(2)氧化性都能与金属反应生成金属卤化物，如与钠反应的化学方程式为2NaX2=2NaX(XCl、Br、I)。氯、溴、碘单质的氧化性强弱是Cl2Br2I2，阴离子的还原性：ClBrI2IOD途径中若生成1 mol I2，则反应中转移的电子数为10NA6、（2012年广东卷）下列陈述正确并且有因果关系的是 （ ）7、卤族元素及其化合物与社会、生活关系密切。下列有关说法不正确的是()A加碘食盐中加入的是碘酸钾B常用于杀菌消毒的84消毒液的成分是液氯C可用硝酸银溶液来鉴别纯净水和自来水D变色眼镜和照相器材的生产都要用到溴化银8、下图所示是验证氯气性质的微型实验，a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后，立即用另一培养皿扣在上面。已知：2KMnO416HCl2KCl5Cl22MnCl28H2O对实验现象的“解释或结论”正确的是()选项实验现象解释或结论Aa处变蓝，b处变红棕色氧化性：Cl2Br2I2Bc处先变红，后褪色氯气与水生成了酸性物质 Cd处立即褪色氯气与水生成了漂白性物质 De处变红色还原性：Fe2Cl9、空气吹出法工艺，是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下：(1)步骤的离子方程式：_。(2)步骤中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。分离仪器的名称是_。(3)溴水混合物中溶有一定量的氯气，因此在步骤中可将蒸馏产生的气体通过_(填试剂名称)溶液，以除去氯气。(4)步骤的蒸馏过程中，温度应控制在8090 。温度过高或过低都不利于生产，请解释原因：_。(5)步骤中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率，理由是_ 。(6)提取溴单质，采用蒸馏“溴水混合物”而不是蒸馏“溴水混合物”，请说明原因：_。10、海带中含有丰富的碘。为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验： 请填写下列空白：(1)步骤灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是_(从下列仪器中选出所需的仪器，将标号字母填写在空白处)。A烧杯B坩埚C表面皿D泥三角 E酒精灯 F干燥器(2)步骤的实验操作名称是_；步骤的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤的实验操作名称是_。(3)步骤反应的离子方程式是_。(4)步骤中，某学生选择用苯来提取碘的理由是_。(5)请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法：_。11、如图是某研究性学习小组设计制取氯气并以氯气为反应物进行特定反应的装置。(1)要将C装置接入B和D之间，正确的接法是a_d。(2)实验开始先点燃A处的酒精灯，打开活塞K，让Cl2充满整个装置，再点燃D处的酒精灯。Cl2通过C装置后进入D，D装置内盛有炭粉，发生氧化还原反应，生成CO2和HCl(g)，发生反应的化学方程式为_。为了使C装置发挥更好的作用，可向烧杯中加入浓硫酸，加入浓硫酸的作用是_。(3)D处反应完毕后，关闭弹簧夹K，移去两个酒精灯，由于余热的作用，A处仍有少量Cl2产生，此时B中的现象是_，B的作用是_。(4)在A、B、C、D、E装置中有一处需要改进，说明需要改进的理由并在方框中画出改进后的装置图。1-8 ABDDCDBD9答案(1)Br2SO22H2O=4H2BrSO(2)分液漏斗(3)溴化铁(或其他含Br的盐类物质)(4)温度过高，大量水蒸气被蒸出，溴蒸气中水增加；温度过低，溴不能完全蒸出，吸收率低(5)酸化可抑制Cl2、Br2与水反应(6)将“溴水混合物”转变为“溴水混合物”是Br2的浓缩过程，可提高效率