高三化学3年高考2年模拟课件：第15讲-非金属及其化合物

df,第15讲非金属及其化合物,知识梳理基础练习能力提升,知识梳理,一、富集在海水中的元素氯二、硫的转化三、氮的循环四、无机非金属材料的主角硅,通常氯气是黄绿色、有刺激性气味、能溶于水、比空气重、易液化的有毒气体。,一.富集在海水中的元素氯,(一)氯气的物理性质：,返回,(二)氯气的化学性质,(4)与水反应,(5)与碱反应NaOH、Ca(OH)2,(1)与金属反应（Na、Cu、Fe）,(3)与某些还原性物质反应（KI、KBr、Fe2+、K2S、K2SO3、SO2),(2)与非金属反应（H2）,注意：变价金属+Cl2高价的金属氯化物,注意：1.新制氯水的成分（三分子三离子),分子：Cl2、H2O、HClO、离子：H+、Cl、ClO,性质:刺激性气味,有较强的氧化性和漂白性,有酸性.,用途：自来水用Cl2消毒，Cl2可漂白湿的带色有机物,干的不行.,(实质:Cl2+H2O=HCl+HClOHClO有消毒、杀菌、漂白作用),返回,2.久置氯水,成份:H2O、H+、Cl（相当于稀盐酸）,性质:没有较强的氧化性和漂白性,有酸性.,不稳定:2HClO光照2HCl+O2,有较强的氧化性和漂白性,有弱酸性.,仅适于漂白有机物,对有色离子无作用.,3.HClO的性质,返回,4.漂白粉,（1）制法：Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O,漂白粉,（2）性质:,是混合物,需密封保存.,有效成分:Ca(ClO)2,只有酸性条件下,转变为HClO才有漂白性及消毒作用.,漂白原理：Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO,演示文稿123后等,戒烟么http:/www.jieyan.me戒烟么切孓夻,总结：具有漂白作用的物质：浓硝酸、Na2O2、HClO(氧化漂白);SO2(化合成不稳定无色物)；活性炭(物理吸附有色物质)。,返回,(三)氯气的实验室制法,原理,MnO2+4HClMnCl2+Cl2+2H2O,注意浓盐酸作用：还原性、酸性该反应必须用浓盐酸，因稀盐酸几乎无还原性，随着反应进行，浓盐酸将渐稀，一定程度时，会自动停止，HCl不可能消耗尽。,装置：发生装置(固-液加热制气）,净化,Cl2(H2O,HCl)通过NaCl饱和溶液(HCl全溶,Cl2几乎不溶)Cl2（H2O）通过浓H2SO4纯净的Cl2,收集,:密闭排空气法,尾气吸收：,用NaOH吸收,操作：连-检-装-制-集,另:其它方法制Cl2,2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O,KClO3+6HCl=KCl+3Cl2+3H2O,返回,(四)氯气的检验,2.遇湿蓝色石蕊试纸,先变红后褪色,3.遇湿淀粉碘化钾试纸,由白变蓝,1.闻味,观色,4.加AgNO3溶液和稀HNO3,产生白色沉淀,返回,F2,Br2,I2,Cl2,颜色,密度,状态,熔沸点,浅黄绿色,黄绿色,深红棕色,紫黑色,气体,气体,液体,固体,增大,升高,1、卤素单质物理性质的变化规律,(五)卤族元素,溴易挥发，碘易升华,2、溴与碘在不同状态下的颜色变化,状态,溴,碘,紫黑色,紫红色,棕黄色,紫红色,紫色,深棕红色,红棕色,黄色,橙色,橙红色,气态,水溶液,苯或汽油溶液,CCl4溶液,常态,返回,(1)和氢气反应,H2+X2=2HX,3、卤素单质的化性易得电子,作氧化剂,(2)和水反应H2O+X2=HX+HXO,(3)卤单质间的置换,2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2,2NaI+Cl2=2NaCl+I2,2KI+Br2=2KBr+I2,返回,4.碘单质遇淀粉溶液变蓝,注意:碘单质、较强的氧化剂,如Cl2、Br2、HNO3、O3遇湿淀粉碘化钾试纸变蓝,5.HF是弱酸,HCl、HBr、HI都是强酸.,返回,4HF+SiO2=SiF4+2H2O（用于雕刻玻璃）,卤化银：,AgCl：白AgBr淡黄色AgI黄色都难溶于水和稀HNO3,AgF:可溶,AgBr:见光分解,可作感光剂,用于照相,AgI:见光分解,用于人工降雨.,6、几种卤化物,X离子检验HNO3酸化AgHNO3溶液生成沉淀(X=Cl、r、I)l+Ag+=AgCl(白)Br+Ag+=AgBr(浅黄)I+Ag+=AgI(黄),返回,7、使溴水褪色的物质,(1)因萃取作用而使溴水褪色的物质，如苯、CCl4、直馏汽油等有机溶剂。,(2)能与溴发生氧化还原反应的还原性无机化合物，如H2S、SO2、Na2S、Na2SO3等。,(3)能与溴水发生反应的金属，如Na、Mg、Al、Zn等。,(4)能与溴发生加成反应的不饱和烃及其衍生物，如烯烃、炔烃等。,(5)能被溴水氧化的，含有醛基的化合物。,(6)能与溴水发生反应的碱性物质，如NaOH、Na2CO3等。,例1：在淀粉碘化钾溶液中，滴加少量的NaClO溶液，并加入少量硫酸，溶液立即变蓝。反应的离子方程式_。在上述蓝色溶液中，滴加足量的Na2SO3溶液，蓝色逐渐消失，这是因为_，离子方程式是_。以上实验条件下，ClO-、I2、SO42的氧化性由强到弱的顺序是_。,2I-+ClO-+2H+I2+Cl-+H2O,I2被Na2SO3还原为I-,SO32-+I2+H2OSO42-+2H+2I-,ClO-I2SO42-,例2：氰（CN）2、硫氰（SCN）2的化学性质和卤素（X2）很相似，化学上称为拟卤素。如(SCN)2+H2OHSCN+HSCNO，已知阴离子的还原性强弱顺序为Cl-Br-CN-SCN-I-。试写出：（1）（CN）2与KOH溶液反应的化学方程式：_；（2）NaBr和KSCN的混合溶液中加入(CN)2，反应的离子方程式：_。,（1）（CN）2+2KOHKCN+KCNO+H2O（2）（CN）2+2SCN-（SCN）2+2CN-,返回,返回目录,二、硫的转化,S,物理性质,化学性质,黄色固体,难溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2。,（1）氧化性（如：金属、H2）,（2）还原性（如：强氧化剂、O2）,(一)硫单质的性质,注意：和变价金属生成低价金属硫化物,返回,SO2,物理性质,化学性质,无色有刺激性气味的气体,易液化，易溶于水(1:40)。,（1）酸性氧化物的性质,（2）还原性（和氧化剂反应）,（3）弱氧化性（和H2S反应）,（4）漂白性（化合漂白）,（二）二氧化硫的性质,返回,注：SO2与CO2的相互鉴别,鉴别SO2气体的常用方法是用品红溶液，看能否使其褪色，有时还需再加热看能否再复原。,鉴别CO2气体的常用方法是用澄清石灰水，看能否使其变浑浊，足量时再变澄清。,当混有CO2时，不会影响SO2的鉴别；当混有SO2时会干扰CO2的鉴别，应先除去SO2后再用澄清石灰水鉴别CO2气体。除去CO2中的SO2，常用方法是使混合气体先通过足量溴水或酸性KMnO4溶液或饱和NaHCO3溶液(吸收SO2)，再通过品红溶液(检验SO2是否被除尽)。,下列褪色现象是SO2的漂白性吗?请思考。SO2使橙色溴水褪色SO2使紫色酸性KMnO4溶液褪色SO2使红色的酚酞褪色,解析：不是，是由于SO2的还原性，使其和氧化剂紫色酸性KMnO4、溴水反应而褪色，不是漂白性,例1：某学生课外活动小组利用图示装置分别做如下实验：,（2）在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液变为红色，冷却后恢复无色，则此溶液可能是_溶液；加热时溶液由无色变为红色的原因_。,（1）在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可能是_溶液；加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是：。,稀氨水和酚酞,稀氨水中的NH3逸出，所以溶液的颜色变浅,溶有SO2的品红,SO2气体逸出，品红溶液恢复红色,例2.向NaBr、NaI、Na2SO3混合液中，通入一定量氯气后，将溶液蒸干并充分灼烧，得到固体剩余物质的组成可能是()NaClNa2SO4NaClNaBrNa2SO4NaClNa2SO3NaClNaINa2SO4B.C.D.,答案：,返回,SO3,物理性质,化学性质,标况下为无色的固体，熔沸点都较低。易溶于水生成硫酸。,酸性氧化物的性质,（三）三氧化硫的性质,返回,H2SO4,物理性质,化学性质,SO42-的检验,纯硫酸为无色油状液体,以任意比溶于水放热,高沸点,难挥发。,酸的通性,（1）吸水性,（2）脱水性,先用盐酸将被检的溶液酸化，无沉淀生成；,（3）强氧化性,稀硫酸,浓硫酸,然后滴加BaCl2溶液，如果有白色沉淀生成，则说明原溶液中有SO42-。,（四）硫酸的性质,例1：50mL18mol/L的硫酸中加入足量的铜片并加热，被还原的硫酸的物质的量是()A.等于0.9molB.大于0.45mol，小于0.9molC.等于0.45molD.小于0.45mol,答案：,解析：浓硫酸在反应的过程中浓度会减小，逐渐变成稀硫酸，反应会停止。,例2.高温下硫酸亚铁发生如下反应：2FeSO4Fe2O3+SO2+SO3,若将生成的气体通入氯化钡溶液中，得到的沉淀物是()A.BaSO3和BaSO4B.BaSC.BaSO3D.BaSO4,答案：D,例3：将SO2通入BaCl2溶液至饱和，未见沉淀生成，继续通入另一种气体，仍无沉淀，则通入的气体可能是（）A、CO2B、NH3C、NO2D、H2S,答案：A,总结：,返回,返回目录,（一）氮气：,1、氮气的电子式和结构式:,NN,氮分子的键能大,3、化学性质：,4、氮气用途:,合成氨、制硝酸、充填灯泡、焊接金属的保护气、保存粮食。,2、物理性质：氮气是无色、无味、密度比空气稍小，熔、沸点低，难溶于水的气体。,三、氮的循环,（二）NH3:,1、结构：三角锥形,2、物性：无色、有剌激性气味的气体，易溶于水（1：700），易液化（氨水浓度越大，密度越小；氨水的溶质是氨气。）,3、用途：常用作致冷剂，工业制硝酸。,喷泉实验,在干燥的圆底烧瓶里充满氨气，用带有玻璃管和滴管（滴管中预先吸入水）的塞子塞紧瓶口。倒置烧瓶，使玻璃管插入盛水的烧杯（水中滴入少量酚酞溶液）。轻轻挤压滴管，使水进入烧瓶。观察现象。,例:在标准状况下，在干燥的烧瓶内装入干燥纯净的NH3，然后做喷泉实验，水充满烧瓶，烧瓶中所得溶液的物质的量浓度为_molL1。,答案：1/22.4molL1,返回,4、氨气的化学性质：,与水：,与氧气：,与酸：,1、碱性2、还原性,与某些金属离子：,（与Al3+、Fe2+、Fe3+生成氢氧化物沉淀，与Ag+先沉淀，后溶解，得银氨溶液。）,3NH3H2O+AlCl3=Al(OH)3+3NH4Cl,注意：,氨水和液氨有什么不同？氨水中含有哪些微粒？,氨水是氨气的水溶液，是混合物。,故氨水中含氨分子，水分子，一水合氨分子,液氨是液态的氨，是纯净物。,少量的铵根离子，氢氧根离子（还有氢离子）。,一水合氨浓度大于铵离子和氢氧根离子浓度。,返回,制气装置还可以制取哪些气体？,氧气,5、实验室制备氨气：,能否用浓硫酸作干燥剂？,不行，因氨与浓硫酸能反应。,集气的试管口为什么塞一团棉花？,防止对流，提高集气速度和纯度。,集气装置还可以收集哪些气体？,制气的试管口为什么稍向下倾斜？,防止水流向红热的试管底部而使试管爆裂,比空气轻的气体，如氢气等,返回,（三）铵盐：,1、物理性质：离子晶体，均可溶于水。,2、化学性质：,与强碱反应：,受热分解：,铵盐的水解：,加碱并加热如能够产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则含铵根离子。,铵根离子的检验：,返回,（四）NO、NO2:,1、NO:,物理性质：无色气体，有毒（与CO同，与血红蛋白中得Fe2结合，破坏其输氧功能）,化学性质：,2NO+O2=2NO2,制备：,2、NO2:,物理性质：红棕色气体，易溶于水。,化学性质：,3NO2+H2O=2HNO3+NO,制备：,返回,（五）HNO3：,纯硝酸为无色（一般为黄色），有刺激性气味，可溶于水，易挥发，密度比水大，溶于水放热。,1、硝酸的物理性质：,（1）强酸性,2、硝酸的化学性质：,（2）强氧化性（浓度越大，氧化性越强）,注意：与金属反应不放出氢气：,使指示剂变色：,稀硝酸使紫色石蕊试液变红浓硝酸使紫色石蕊试液先变红，后退色,一般情况下：浓硝酸被还原为NO2，稀硝酸被还原为NO,氧化金属（金、铂溶于王水）（常温下浓硝酸使铁铝钝化）,氧化非金属（C，S，P）,氧化有机物（浓硝酸能使石蕊试液褪色）,氧化还原剂（H2S,HI,HBr,SO2,Na2SO3）,（3）不稳定性（变黄原因，如何保存？）,久置硝酸由于分解出的NO2溶解而使其变黄色。硝酸的保存：棕色瓶，避光保存,返回,硝酸与金属反应的有关计算,主要注意几个解题原则：1.物料守恒：参加反应的硝酸可分两部分，一部分体现酸性生成盐，一部分体现氧化性被还原，故参加反应的硝酸的物质的量等于反应生成的盐中硝酸根离子的总物质的量加还原产物中氮原子的总物质的量,2.电子守恒：金属失去的电子的总物质的量等于硝酸被还原生成氮的氧化物或其他还原产物时得到的电子的总的物质的量。,例：38.4mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部反应后，共收集到气体22.4mL（标准状况），则反应消耗的HNO3的物质的量是（）A.1010-3molB.1610-3molC.2.210-3molD.2.410-3mol,解析：由物料守恒：参加反应的硝酸可分两部分，一部分体现酸性生成Cu（NO3）2，一部分体现氧化性被还原为NOx，两部分的N总量之和与消耗的HNO3中的N守恒。,答案：C,例：有0.64g铜和浓硝酸反应,生成的气体(有NO和NO2)收集于一容器内,将该容器倒置于水中,同时通入氧气,要使最后没有气体剩余,则通入的氧气的物质的量最少为（）A.0.005molB.0.01molC.0.015molD.0.02mol,答案：A,解析:铜跟浓硝酸反应，在此过程中，HNO3由浓变稀，收集生成的气体NO和NO2，通入氧气和水充分反应后重新生成硝酸。从电子转移角度看，铜失电子给硝酸，硝酸转化成NO和NO2，NO和NO2再失电子给氧气，其间硝酸起了电子传导的作用，铜失电子与氧气得电子的量相等，两者之间量的关系为2CuO2，因此通入的氧气量为0.005mol,例:3.2g铜和过量的8mol/LHNO3溶液30mL充分反应,硝酸的还原产物有NO2和NO,反应后溶液中的H+为amol,则此时溶液中所含NO-3的物质的量（用a表示）?,解析:浓硝酸和铜反应中由浓变稀，反应过程复杂，而最后溶液中的离子只有Cu2+、H+和NO-3，阳离子带有的电荷量等于阴离子带有的电荷量。n(NO-3)=n(H+)+n(Cu2+)2=a+0.1mol。,答案:(a+0.1)mol,返回,返回目录,四、无机非金属材料的主角硅,（一）二氧化硅,1、存在和俗名：天然的二氧化硅也叫硅石。石英晶体是结晶的二氧化硅.砂、石英、水晶的主要成分都是SiO2,坚硬难熔的固体，不溶于水。熔沸点高。,2、物理性质:,CO2,SiO2,空气,硅石、石英、水晶、玛瑙、沙子等,熔、沸点低，微溶于水,熔点高，硬度大，不溶于水,CO2+H2O=H2CO3,不反应,CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,CO2+CaO=CaCO3,存在,物理性质,不反应,与氢氟酸反应：SiO2+4HF=SiF4+2H2O,化学性质,与水反应,与NaOH反应,与CaO反应,与酸反应,3、CO2、SiO2化学性质对比:,小结：常温下，二氧化硅的化学性质不活泼，不与水、酸（HF除外）反应，能与碱性氧化物或强碱反应生成盐。,4、SiO2的用途,（1）光导纤维：（2）石英：耐高温化学仪器、石英电子表石英钟（3）水晶：电子工业的重要部件、光学仪器、高级工艺品和眼镜片（4）玛瑙：精密仪器轴承、耐磨器皿和装饰品,返回,（二）硅酸（H2SiO3),1、制取：,Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3,白色胶状,强酸制弱酸,2、性质：,白色胶状，难溶,弱酸性（酸性H2SiO3H2CO3）不能使指示剂变色,脱水形成硅胶,Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3,（用作干燥剂）,原理,返回,（三）硅酸盐,结构复杂，一般不溶于水，化学性质很稳定,硅酸钠（Na2SiO3),其水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。,是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。,返回,（四）硅酸盐工业1、玻璃工业制普通玻璃的主要原料：纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)和石英(SiO2)；生产玻璃的主要反应和主要设备。Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2CaCO3SiO2CaSiO3CO2，玻璃窑中进行。,2、水泥工业：制水泥原料：石灰石、粘土和适量石膏(熟料中加入适量石膏，为的是调节水泥硬化速度)。制水泥主要设备：水泥回转窑。,H2SiO3,H+CO2+H2O,NaOH,Si,CaSiO3,O2,CaCO3,SiF4,HF,SiO2,Na2SiO3,总结：Si及其化合物的知识网络,返回,返回目录,基础练习,解析：硅与生活密切相关，B中刻蚀石英用氢氟酸，C中水晶成分为二氧化硅，D中粗硅与氯气反应再还原成硅是氧化还原反应。,答案：A,解析：题目给出的选项中的物质只有B选项中的新制氯水中含有的HClO有强氧化性，能够漂白有机色质。,答案：B,解析：因为BaCO3也是一种白色沉淀，因此为了防止CO32的干扰，还应需要用稀HCl，观察沉淀是否溶解。,答案：B,解析：绿色化学原子经济性的要求是反应中原子的利用最高，生产过程中无污染等。根据题目给出的各个选项中的反应，可以看出只有A选项中聚合反应符合。,答案：A,答案：BC,解析：A漂白粉的主要成份为次氯酸钙，但成分还含有CaCl2等物质；BNH3可以与硫酸发生反应，不可以用酸性干燥剂干燥碱性气体；另外不可以用CaCl2固体干燥NH3，会生成CaCl28NH3加合物；CNO2与NaOH会发生反应：NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O（注意不能因此说NO2是酸性化合物）；DAl2(SO4)3在碱性废水中会生成AlO2-或Al(OH)3沉淀（非胶体）而不能吸附悬浮颗粒。,答案：C,解析：选项A中浓硫酸的浓度下降，是由于浓硫酸具有吸水性，而盐酸浓度的下降是由于浓盐酸具有挥发性；选项B中氯水使红墨水褪色，是由于氯水中含有HClO，HClO具有氧化性，破坏有色物质的结构，而活性炭使红墨水褪色，是由于活性炭具有吸附性，将红墨水吸附在活性炭的表面；选项C中漂白粉和水玻璃均与空气中的CO2和H2O反应，但漂白粉反应生成CaCO3和HClO，HClO分解生成HCl和O2；选项D中乙烯、乙炔使溴的四氯化碳溶液褪色，乙烯和乙炔与Br2发生了加成反应，它们的原理相同。,答案：D,解析：除去CO2中混有的CO应用点燃的方法，若用澄清石灰水洗气只会吸收主要气体CO2，对杂质没有影响，因此A选项错误。加过量盐酸后会溶解主要成分BaCO3，对杂质没有作用，故B选项错误。C选项中加入过量铁粉后会发生Fe2FeCl3=3FeCl3反应而除去杂质FeCl3，故C选项正确。D选项中加稀硝酸后，Cu和CuO都会溶解，因此D选项也是错误的。,答案：C,解析：本题以氯元素为载体，从氧化还原、原子结构、收集方法不同角度进行考查，体现了山东理综化学选择题的命题模式。氯气与水的反应既是氧化剂也是还原剂；同一元素的不同核素化学性质几乎完全相同而物理性质不同；D中提Cl2的体积未指明是标准状况。实验室制备Cl2，可用排饱和食盐水集气法收集也可用瓶口向上排空气法收集，故C正确。,答案：C,解析：明矾KAl（SO4）212H2O溶于水，电离产生的Al3+在中水解生成能吸附水中悬浮杂质的Al(OH)3胶体，故可用作净水剂；金刚石、石墨均可以燃烧生成二氧化碳；浓H2SO4虽然有强氧化性，只有加热才能与Cu发生反应；SO2通入溴水后发生氧化还原反应，SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr，加热不可能生成Br2.,答案：A,返回目录,能力提升,解析：A项体现的是SO2的还原性；C项由于SO2与NaOH可以生成亚硫酸钠也可能生成亚硫酸氢钠或者是两者混合物，反应无明显现象，但不能说明SO2与NaOH溶液不反应。D项溶液变红后不褪色并不能说明SO2没有漂白性。SO2的漂白性