第七讲 非金属及其化合物 (一) 教师版.doc

第七讲 非金属及其化合物（一）知识典例考点一碳、硅单质的存在与性质1C、Si单质的存在形态、物理性质及用途(1)碳在自然界既有_态又有_态。碳的同素异形体有_、_、无定形碳、_等。(2)硅在地壳中的含量占第_位，仅次于_，全部以_态存在，是一种亲_元素，单质硅有_和_形两种。晶体硅是良好的_材料，在计算机等电子工业，可用作_、大规模_等。硅是人类将_能转化为_能的常用材料，所以硅还用于制造_。2碳、硅单质的化学性质碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。与O2反应高温与强氧化性酸反应浓H2SO4：浓HNO3：C4HNO3(浓)=CO24NO22H2O)O2(足量)：O2(不足)：CuO：(冶炼金属)SiO2：(制取粗硅)与氧化物反应(1)碳H2O：CH2O(g)=COH2(制取水煤气) (2)Si例题1下列关于硅的说法中，不正确的是(C)A硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料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、氧气等非金属反应考点一1(1)游离化合金刚石石墨C60 (2)二氧化合氧晶体无定半导体半导体芯片集成电路太阳电光电池2(1)CO2CO2 2CO22CO 2CuOC2CuCO2SiO22CSi2CO C2H2SO4(浓)CO22SO22H2O(2)SiO2SiO2考点二碳、硅的氧化物1一氧化碳(1)物理性质：_色气体，_毒，_溶于水。(2)化学性质燃烧：_，_火焰；还原CuO：_。2二氧化碳和二氧化硅的比较物质二氧化硅二氧化碳结构_结构，不存在单个分子存在单个CO2分子主要物理性质硬度_，熔、沸点_，常温下为_体，不溶于水熔、沸点_，常温下为气体，微溶于水化学性质与水反应不反应与酸反应只与氢氟酸反应：_不反应与碱(NaOH) 液反应_(盛碱液的试剂瓶用_塞)与盐反应如与Na2CO3反应：_如与Na2SiO3反应：_或Na2SiO32H2O2CO2(足量)=H2SiO32NaHCO3与碱性氧化物反应如与CaO反应：_如与Na2O反应：_用途光导纤维、光学仪器、电子部件制饮料、制碳酸盐例题2指出下列反应中SiO2所表现的化学性质或作用，在AE选项中选择正确答案填入括号内。SiO22NaOH=Na2SiO3H2O()SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2()SiO22CSi2CO()SiO23CSiC2CO()SiO24HF=SiF42H2O()A作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀 B氧化性C酸性氧化物的通性 D将挥发性的酸酐从其盐中置换出来E未参加氧化还原反应考点二1(1)无有难 (2)2COO22CO2淡蓝色 CuOCOCuCO2(冶炼金属)2空间立体网状大高固低CO2H2OH2CO3SiO24HF=SiF42H2O SiO22NaOH=Na2SiO3H2O橡胶CO2少量：CO22NaOH=Na2CO3H2OCO2过量：CO2NaOH=NaHCO3SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2Na2SiO3H2OCO2(不足)=H2SiO3Na2CO3SiO2CaOCaSiO3Na2OCO2=Na2CO3例题2CDBEA考点三硅酸及硅酸盐1硅酸硅酸_溶于水，其酸性比碳酸_，硅酸_(填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红色。(1)硅酸不稳定，受热易分解：_。(2)硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为_。(3)硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能力强，常用作_。2硅酸盐(1)概念：_的总称，是构成地壳岩石的主要成分。(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_，钾云母(KH2Al3Si3O12)写成_。(3)硅酸钠(Na2SiO3)白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称_，有黏性，水溶液显碱性。它能与酸性较硅酸强的酸反应，化学方程式分别为与盐酸反应：_。与CO2水溶液反应：_。用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。3无机非金属材料(1)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。常见硅酸盐材料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炉陶瓷窑(2)新型无机非金属材料，如_、_、_、_等。例题3据搜狐网站报道：国家质检总局称，在我国销售的德国NUK牌婴儿爽身粉含有一级致癌物“滑石粉”。已知滑石粉的化学式为Mg3(Si4O10)(OH)2，色白、滑爽、柔软、耐火。下列有关说法不正确的是(C)A滑石粉属于无机硅酸盐类物质B滑石粉组成可表示为3MgO4SiO2H2OC爽身粉中添加滑石粉是利用它的滑爽、柔软、耐火性D滑石粉可能会与氢氟酸、NaOH溶液发生反应考点三1不弱不能 (1)H2SiO3SiO2H2O (2)H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O(3)干燥剂2(1)由硅、氧和金属元素组成的化合物 (2)Na2OSiO2K2O3Al2O36SiO22H2O(3)水玻璃Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO33(2)高温结构陶瓷光导纤维生物陶瓷压电陶瓷考点四氯气1物理性质颜色状态气味密度毒性溶解性气体比空气大有毒1体积水溶解2体积Cl2注意实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔。(如图所示)2氯气的化学性质(写出反应方程式和部分反应现象，指出在反应中表现氧化性还是还原性)与Fe：，产生色烟与Cu：，产生,色烟与H2：，产生色火焰与NaOH：与Ca(OH)2：与碱与FeCl2：与SO2H2O： 与KI溶液：与还原剂Cl2均表现与单质氯气的化学性质与H2O：Cl2既表现，又表现Cl2表现例题4下列氯化物中，既能由金属和氯气直接反应得到，又能由金属和盐酸反应制得的是(B)AFeCl2 BAlCl3 CFeCl3 DCuCl2例题5把氯气通入下列各物质的溶液中，阴离子和阳离子都能被氧化的是(C)ANaOH BNa2SO3 CFeBr2 DFeSO4考点四1黄绿色刺激性22Fe3Cl22FeCl3红棕CuCl2CuCl2棕黄H2Cl22HCl苍白氧化性Cl2H2OHClHClOCl22NaOH=NaClNaClOH2O2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O氧化性还原性2FeCl2Cl2=2FeCl3SO22H2OCl2=H2SO42HCl2KICl2=2KClI2氧化性考点五几种含氯化合物1次氯酸(HClO)(1)不稳定性：化学方程式为_。(2)弱酸性：比碳酸酸性_，电离方程式为_。(3)强氧化性：具有_性。2Ca(ClO)2的主要化学性质(1)Ca(ClO)2是_的有效成分，它的稳定性比HClO_。(2)水解显_性，其水解离子方程式：_。(3)与酸反应生成_，作为漂白或消毒剂的原理可用化学方程式表示为_。例题6工业上用Cl2和碱制漂白粉、漂粉精及漂白液。请回答下面的问题：(1)工业上将氯气制成漂粉精的主要目的是_，制漂粉精的主要反应的化学方程式是_。(2)下列物质露置在空气中会变质，在变质过程中既有非氧化还原反应发生，又有氧化还原反应发生的是_。A生石灰 B漂白粉CNaOH DNa2SO3考点五1(1)2HClO2HClO2 (2)弱HClOHClO (3)漂白2(1)漂白粉强(2)碱ClOH2OHClOOH(3)HClOCa(ClO)2CO2H2O=2HClOCaCO3例题6(1)次氯酸盐(漂粉精)比HClO、Cl2稳定，且便于贮存和运输2Ca(OH)22Cl2=CaCl2Ca(ClO)22H2O(2)B知识点六 卤族元素的原子结构和性质1原子结构氯、溴、碘三种元素的原子结构示意图分别为_、_、；最外层都有_个电子，它们都位于元素周期表_族，都属于卤族元素。2氯、溴、碘的存在及单质物理性质(1)氯、溴以化合态的形式存在于海水和陆地的盐矿中。碘则主要存在于海草(如海带)中，也存在于海水和盐矿中。(2)溴、碘单质的物理性质Br2是一种_色_体，易挥发；I2是一种_色_体，易升华。Br2溶解在水中的颜色是_，I2溶解在水中的颜色是_，Br2溶解在CCl4中的颜色是_，I2溶解在CCl4中的颜色是_。3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_(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_(XCl、Br、I)。氯、溴、碘单质的氧化性强弱是Cl2_Br2_I2，阴离子的还原性：Cl_Br_I。Cl2能从Br的溶液中置换出Br2，其离子方程式：_；同理，Br2能置换I2，其离子方程式：_。与一些还原性离子反应，如Br2与SO、Fe2反应的离子方程式分别为_，_。考点六1.7A2(2)深红棕液紫黑固橙色深黄色褐色橙色橙红色紫色深紫色3(1)2NaOHX2=NaXNaXOH2O(2)2NaX2=2NaXCl22Br=2ClBr2Br22I=2BrI2SO23Br2H2O=SO242Br2H2Fe2Br2=2Br2Fe3考点七卤素离子的检验方法1AgNO3溶液沉淀法未知液生成2置换萃取法未知液有机层呈3氧化淀粉法检验I未知液_溶液，表示有I考点七 1白色浅黄色黄色 2BrI 3蓝色考点八 卤素互化物和拟卤素1卤素互化物由两种卤素互相结合而成的物质叫卤素互化物。如IBr、ICl、BrF3、ClF3。卤素互化物与卤素单质的性质相似，有较强的氧化性，如能与金属、H2O、NaOH等反应：2IBr2Mg=MgBr2MgI2。但应注意：卤素互化物中，非金属性弱的元素显正价，如：ICl中，I显1价，Cl显1价，所以卤素互化物与水或碱的反应一般属于非氧化还原反应：IBrH2O=HBrHIOIBr2NaOH=NaBrNaIOH2O。2拟卤素有些多原子分子与卤素单质性质相似，其阴离子与卤素阴离子性质相似。如：氰(CN)2、硫氰(SCN)2、氧氰(OCN)2。解答这类题目时可用换元法，如把(SCN)2当作X2，把SCN当作X。例氰(CN)2的结构简式为NCCN，其化学性质与卤素(X2)很相似，化学上称之为拟卤素，其氧化性介于Br2和I2之间。下列有关反应的化学方程式不正确的是(C)A(CN)2H2=2HCNBMnO24HCNMn(CN)2(CN)22H2OC向KCN溶液中加入碘水：I22KCN=2KI(CN)2D在NaBr和KCN混合液中通入少量Cl2：Cl22KCN=2KCl(CN)2模型归纳一、碳族元素综合推断题的解题方法【例】已知A、B、C、D、E、F、G、H可以发生如图所示的转化，反应中部分生成物已略去。其中，A、G为同一主族元素的单质，B、C、H在通常情况下为气体，化合物C是一种形成酸雨的大气污染物。请填空：(1)H的名称是_。(2)E的两种用途是_、_。(3)反应的化学方程式是_。(4)反应的离子方程式是_。建立模型解答无机推断题的思维模型例题 (1)一氧化碳 (2)生产玻璃制粗硅(其他合理答案均可)(3)C2H2SO4(浓)CO22SO22H2O(4)SiO32CO2H2O=H2SiO3CO32二、氯水成分寻找方法及氯水性质的探究1氯水成分寻找方法氯水中存在三个平衡关系：(1)Cl2H2OHClHClO(2)HClOHClO (3)H2OHOH根据可逆反应的特点，即可得出氯水中存在的各种微粒。2氯水的多重性质氯水的各种成分决定了它具有多重性质：(1)Cl2的氧化性与还原性物质反应。如：2FeCl2Cl2=2FeCl3(除去FeCl3溶液中的FeCl2)SO2Cl22H2O=2HClH2SO4(SO2和Cl2 11混合物通入水中不再具有漂白性)Na2SO3Cl2H2O=2HClNa2SO4(除去水中的余氯)(2)HCl酸性和Cl的性质向NaHCO3溶液中加入氯水，有气泡产生就是利用了盐酸的酸性。加入AgNO3溶液可以检验出氯水中的Cl，现象是有白色沉淀生成。(3)HClO的氧化性在解释漂白性、杀菌消毒时，使用的是HClO的氧化性。向氯水中滴加紫色石蕊溶液，先变红(H作用的结果)，后褪色(HClO作用的结果)。【例】某学习小组设计以下四个实验探究氯水的成分，请根据下表回答问题。实验序号实验方法实验现象结论将氯水滴加到AgNO3溶液中生成白色沉淀将氯水滴加到含有酚酞的NaOH溶液中淀粉KI试纸变蓝色氯水中含有Cl2将足量的氯水滴加到Na2CO3溶液中氯水中含有H(1)实验得出的结论_。(2)指出实验和实验中的“实验现象”：_，_。(3)实验中“实验方法”的具体操作过程是_。(4)通过实验的“实验现象”，同学们得出两个不同的结论。这两个结论可能是a._，b_。请设计简单的实验证明哪一个是正确的_。【例】(1)氯水中含有Cl (2)溶液褪色有气泡冒出(3)取一片淀粉KI试纸，置于表面皿或玻璃片上，用洁净的玻璃棒蘸取氯水，滴在试纸上(4)a.氯水中含有HClO，其漂白作用使溶液褪色b氯水中含有H，中和OH使溶液褪色向褪色后的溶液中滴加NaOH溶液至溶液显碱性，若溶液不再显红色，证明红色消失是HClO的漂白作用引起的；若溶液重新显红色，证明是H的中和作用引起的三、氯气的实验室制备中的绿色化学思想化学是一门以实验为基础的学科，通过实验可以使学生观察到语言难以表达清晰的实验现象，在实验过程中除了培养学生的观察能力、实验能力外，还应培养绿色化学思想。实验过程中必定会涉及有毒、有害物质，实验中要求用最少的药品获得最佳的实验效果、最大限度地减少废弃物及尾气排放，提高环保意识。实验室制取Cl2的过程中，绿色化学思想得到了充分的体现。其具体过程如下： 【例】某学习小组通过查阅资料发现用KClO3和浓盐酸反应也可以制备氯气。为此该小组利用如图所示装置在实验室中制取Cl2并探究其相关性质：(1)装置A中存在一处错误，请改正这处错误：_。(2)写出装置A中发生反应的化学方程式：_。(3)为了除去氯气中的氯化氢，需要在装置A、B之间添加装置E，装置E中所盛装的试剂为_。为了探究使有色布条褪色的是氯气还是氯气与水反应的生成物，需要在整套装置中添加装置E，其中加入浓硫酸，装置E在整套装置中的添加位置为_(填序号)。aA、B之间 bB、C之间cC、D之间 dD之后(4)取下集气瓶B，将铁丝加热至红热状态，伸入到集气瓶B中，可以观察到的现象是_，能检验该反应产物中铁元素价态的试剂是_(填序号)。a氯水 b蒸馏水和铁粉c氢氧化钠溶液 dKSCN溶液(5)另外一个化学学习小组就环境保护方面指出了上述装置的缺陷，并给出了改进措施，该改进措施是_。【例】(1)长颈漏斗换为分液漏斗 (2)KClO36HCl=KCl3Cl23H2O(3)饱和食盐水b(4)集气瓶内有红棕色烟产生bcd(5)在装置D后增加一个盛装碱液的装置，使碱液吸收剩余的氯气四、卤素氧化性的应用氯、溴、碘的制取1氯的提取氯碱工业海水粗盐饱和食盐水化学方程式为_。2海水提取溴(1)流程 (2)发生反应的化学方程式_3海带中提取碘(1)流程 (2)发生反应的化学方程式：_。【例】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：_。(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：_。1Cl2H2、NaOH2NaCl2H2O2NaOHH2Cl22(2)2NaBrCl2=Br22NaClBr2SO22H2O=2HBrH2SO42HBrCl2=2HClBr23(2)Cl22I=I22Cl【例】(1)Br2SO22H2O=4H2BrSO24(2)分液漏斗(3)溴化铁(或其他含Br的盐类物质)(4)温度过高，大量水蒸气随水排出，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，减少能耗，降低成本巩固提高1(2009海南，7)用足量的CO还原13.7 g某铅氧化物，把生成的CO2全部通入到过量的澄清石灰水中，得到的沉淀干燥后质量为8.0 g，则此铅氧化物的化学式是(C)APbO BPb2O3 CPb3O4 DPbO22(2009重庆理综，6)材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是(A)材料主要化学成分A刚玉、金刚石三氧化二铝B大理石、石灰石碳酸钙C普通水泥、普通玻璃硅酸盐D沙子、石英二氧化硅3向一定浓度的下列物质澄清溶液中通入过量的CO2气体，最后肯定没有沉淀生成的是(A)Ca(OH)2Na2CO3CaCl2Ca(ClO)2A B C