非金属及其化合物知识点总结(学生)

1、1非金属及其化合物知识点总结非金属及其化合物知识点总结一、碳族元素及无机非金属材料（一） 、高考说明：1了解碳元素的单质及某些氧化物、氢化物、碳酸盐的性质。2了解碳的氧化物对大气的污染及其防治；初步了解粉尘对环境及人类健康的影响。3掌握碳族元素在周期表中的位置及与其性质的关系。4了解硅酸盐工业及新型无机非金属材料的性质与应用。（二） 、命题趋势本专题知识涉及面广，实际应用性强，命题方向比较灵活，今后高考命题的方向是：与基本理论、其他元素化合物知识糅合在一起，进行学科知识的综合考查。碳单质及其化合物在生活及高科技的发展中起着重要作用，其应用点较多，在以后的高考中将会有所体现。当今人们对材料技术的

2、关注，超过了以往任何一个时期、反映新材料、新技术的知识将被移植到命题范围内，考查学生接受新信息的能力，这将是命题的趋势。（三） 、知识网络1.碳及其化合物的知识网络 Ca(HCO3)2 CCO2 CaCO3 CaC2C2H2 CO有机物NH4HCO3 CH4 H2CO3 Na2CO3 NaHCO3 O2 SiC 、CCl4不完全燃烧O2(不足)O2 (不足)O2 CuO 炽热的碳NH3H2O O2 (点燃)H2O CaO Si、Cl2 ()Mg (点燃)O2 (点)CuO ()C、CO Na2O2NaOH H2O NaOH H Ca(OH)2 高温H+ Ca2 CO2 、H2O Ca(OH)2

3、 CO2 (水)OH 加热22.硅及其化合物的知识网络(四)、基础知识1.碳族元素碳族元素的特征：碳族元素原子最外层电子数为 4，既不容易失去电子，又不容易得到电子，易形成共价键，难形成离子键。碳族元素形成的单质在同周期中硬度最大，熔沸点最高(如金刚石、晶体硅)。碳族元素的化合价：碳族元素的主要化合价有+2，+4，其中铅+2 价稳定，其余元素+4 价稳定。碳族元素的递变规律：从上到下电子层数增多，原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引能力减弱，失电子的能力增强，从上到下由非金属递变为金属的变化非常典型。其中碳是非金属，锡、铅是金属，硅、锗是半导体材料。碳族元素在自然界里的存在：自然界里碳有游离

4、态和化合态两种；硅在地壳里无游离态，主要以含氧化合物的形式存在几种同素异形体：碳：金刚石、石墨、C60、C70等；硅：晶体硅，无定形硅2.碳在常温下碳很稳定，只在高温下能发生反应，通常表现为还原性。燃烧反应与某些氧化物的反应：CCO22CO；C2CuOCO22Cu；CH2OCOH2O（CO、H2的混合气体叫水煤气） ；2C+SiO2Si+2CO与氧化性酸反应：C2H2SO4（浓）CO22SO22H2O；C4HNO3（浓）CO24NO22H2O3.CONa2SiO3 CO2,H2O NaOH H2SiO3 SiH4Si SiO2 CaSiO3 SiF4 H4SiO4 SiC SiCl4O2 (自

5、燃)H2 O2()FeO (高温)F2 HF Cl2 (高温)H2(高温)C(高温)C(高温)足量Na2CO3 (高温)NaOH(溶液)CaO()CaCO3 ()Ca2 -H2O C(适量)3不溶于水，有毒(CO 和血红蛋白结合，使血红蛋白无法和 O2结合，而使细胞缺氧引起中毒)，但由于 CO 无色无味因此具有更大的危险性。可燃性还原性：CO+CuOCO2Cu，CO+H2O(g)CO2+H2O4.CO2直线型（OCO）非极性分子，无色能溶于水，密度大于空气，可倾倒，易液化。固态 CO2俗称干冰，能升华，常用于人工降雨。实验室制法：CaCO32HClCaCl2CO2H2O。酸性氧化物一酸酐Ca(

6、OH)2CO2CaCO3H2O(用于检验 CO2)氧化性：CO2C2CO；2MgCO22MgOC5.碳酸盐溶解性：Ca(HCO3)2CaCO3；Na2CO3NaHCO3。热稳定性：Na2CO3CaCO3；碱金属正盐碱金属酸式盐: Na2CO3NaHCO3。相互转化：碳酸正盐碳酸酸式盐(除杂用) 6.硅 硅在地壳中只有化合态，没有游离态。其含量在地壳中居第二，仅次于氧，是构成矿物和岩石的主要成分。晶体硅是灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，是半导体，具有较高的硬度和熔点。硅的化学性质不活泼，常温下，只能与氟气、氢氟酸及强碱溶液反应:Si+2F2SiF4、Si+4HFSiF4+2H2、Si+2NaO

7、H+H2ONa2SiO3+2H2；在加热条件下，能与氧气、氯气等少数非金属单质化合：SiO2SiO2。制备：在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅：SiO22CSi2CO，将制得的粗硅，再与 C12反应后，蒸馏出 SiCl4，然后用H2还原 SiCl4可得到纯硅。有关的反应为：Si 十 2C12SiCl4、 SiCl4+2H2Si+4HCl。硅在高新技术中的应用：高纯硅可作半导体材料 7.SiO2SiO2为原子晶体，是一种坚硬难熔的固体，硬度、熔点都很高。而 CO2通常状况下是气体，固体熔点很低。其差别在于晶体类型不同。CO2是分子晶体，故熔点很低。二氧化硅的化学性质很稳定，不能跟酸(氢氟酸除外)

8、发生反应。由于它是一种酸性4氧化物，所以能跟碱性氧化物或强碱反应SiO2+C CaSiO3高温SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O(碱溶液不能在使用磨口玻璃塞的试剂瓶中碱溶液不能在使用磨口玻璃塞的试剂瓶中)二氧化硅是一种特殊的酸性氧化物a酸性氧化物大都能直接跟水化合生成酸，但二氧化硅却不能直接跟水化合，它的对应水化物(硅酸)只能用相应的可溶性硅酸盐跟盐酸作用制得：首先让 SiO2和 NaOH（或Na2CO3）在熔化条件下反应生成相应的硅酸钠：SiO22NaOHNa2SiO3H2O，SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2，然后用酸与硅酸钠作用制得硅酸：Na2SiO3+2HCl =H2Si

9、O3+2NaCl。b酸性氧化物一般不跟酸作用，但二氧化硅却能跟氢氟酸起反应：SiO2+4HFSiF4+2H2O(氢氟酸不能盛放在玻璃容器中氢氟酸不能盛放在玻璃容器中)。光导纤维 石英、水晶 石英的主要成分是 SiO2,可用来制造石英玻璃。石英晶体中有时含有其他元素的化合物,它们以溶解状态存在于石英中,呈各种颜色。纯 净的 SiO2晶体叫做水晶,它是六方柱状的透明晶体,是较贵重的宝石。 8硅酸和硅胶硅酸：硅酸有多种形式，如 H4SiO4、H2SiO3、H2Si2O5等。一般用通式 xSiO2yH2O表示，由于“H2SiO3”分子式最简单，习惯采用 H2SiO3作为硅酸的代表。硅酸酸性比碳酸还弱，

10、由下列反应可证明：Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3+Na2CO3硅胶：刚制得的硅酸是单个小分子，能溶于水，在存放过程中，它会逐渐失水聚合，形成各种多硅酸，接着就形成不溶于水，但又暂不从水中沉淀出来的“硅溶胶”。如果向硅溶胶中加入电解质，则它会失水转为“硅凝胶”。把硅凝胶烘干可得到“硅胶”。烘干的硅胶是一种多孔性物质，具有良好的吸水性。而且吸水后还能烘干重复使用，所以在实验室中常把硅胶作为作为干燥剂。9.硅及其化合物的“反常”Si 的还原性大于 C，但 C 却能在高温下还原出 Si：SiO22CSi2CO非金属单质跟碱液作用一般无 H2放出，但 Si 却放出H2：Si+2NaOH+H2

11、ONa2SiO3+2H2非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但 Si 能与 HF 作用：Si+4HFSiF4+2H2非金属单质大多为非导体，但 Si 为半导体。SiO2是 H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接将它与水作用制备 H2SiO3。酸性氧化物一般不与酸作用，但 SiO2能跟 HF 作用：SiO2+4HFSiF4+2H2O5无机酸一般易溶于水，但 H2SiO3难溶于水。因 H2CO3的酸性大于 H2SiO3，所以在 Na2SiO3溶液中通人 CO2能发生下列反应：Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3+Na2CO3，但在高温下 SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2也能发生

12、。Na2SiO3的水溶液称水玻璃，但它与玻璃的成分大不相同，硅酸钠水溶液(即水玻璃)称泡花碱，泡花碱，但它却是盐的溶液，并不是碱溶液 10.硅酸盐硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，其结构复杂，组成可用氧化物的形式表示。例如：硅酸钠 Na2SiO3(Na2OSiO2)；镁橄榄石 Mg2SiO4(2MgOSiO2)；高岭石 Al2(Si2O5)(OH)4(A12O32SiO22H2O)云母、滑石、石棉、高岭石等，它们都属于天然的硅酸盐。人造硅酸盐：主要有玻璃、水泥、各种陶瓷、砖瓦、耐火砖、水玻璃以及某些分子筛等。硅酸盐制品性质稳定，熔点较高，难溶于水，有很广泛的用途。最简单硅酸盐是硅酸钠，其水溶液俗

13、称水玻璃，是一种矿物胶，可作粘合剂，防腐剂。11.水泥、玻璃、陶瓷普通水泥的主要成分是硅酸三钙（3CaOSiO2）、硅酸二钙（2CaOSiO2）和铝酸三钙（3CaOAl2O3），水泥具有水硬性，水泥、沙子和碎石的混合物叫混凝土。制玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英，主要反应是：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2、SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2，玻璃是无固定熔点的混合物。加入氧化钴后的玻璃呈蓝色，加入氧化亚铜后的玻璃呈红色，普通玻璃一般呈淡绿色，这是因为原料中混有二价铁的缘故。制造陶瓷的主要原料是黏土，黏土的主要成分：Al2O32SiO22H2O。12.无机非金属材料无机非金

14、属材料包含除传统陶瓷外的各种性能优异的精细陶瓷：耐高温的二氧化锆（ZrO2）陶瓷、高熔点的氮化硅（Si3N4）和碳化硅（SiC）陶瓷；透明的氧化铝、砷化镓（GaAs）、硫化锌（ZnS）、硒化锌（ZnSe）、氟化镁（MgF2）、氟化钙（CaF2）等氧化物或非氧化物陶瓷；生物陶瓷；超细微粉体粒子制造的纳米陶瓷等。（五）、相关试题1. (海南化学卷，硅)下列物质中，不含有硅酸盐的是 ( )A.水玻璃 B.硅芯片 C.黏土 D.普通水泥3. (2009 广东理科基础22）下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是 （ ） 硅是构成一些岩石和矿物的基本元素6 水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品 高纯度的硅单

15、质广泛用于制作光导纤维 陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料 A B C D4. 胃舒平主要成分是氢氧化铝，同时含有三硅酸镁(Mg2Si3O8.nH2O)等化合物。1)三硅酸镁的氧化物形式为 ，某元素与镁元素不同周期但在相邻一族，且性质和镁元素十分相似，该元素原子核外电子排布式为 。2)铝元素的原子核外共有 种不同运动状态的电子、 种不同能级的电子。3)某元素与铝元素同周期且原子半径比镁原子半径大，该元素离子半径比铝离子半径 (填“大”或“小”)，该元素与铝元素的最高价氧化物的水化物之间发生反应的离子方程式为： 4) Al2O3、MgO 和 SiO2都可以制耐火材料，其原因是 。aAl2O3、MgO

16、 和 SiO2都不溶于水bAl2O3、MgO 和 SiO2都是白色固体 cAl2O3、MgO 和 SiO2都是氧化物 dAl2O3、MgO 和 SiO2都有很高的熔点5.（2009 浙江卷28） 单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅（含铁、铝、硫、磷等杂质） ，粗硅与氯气反应生成四氯化硅（反应温度 450-500C） ，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。相关信息如下：a.四氯化硅遇水极易水解；7b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；c.有关物质的物理常数见下表：请回答下列问题：（1）写出装置 A

17、 中发生反应的离子方程式 。（2）装置 A 中 g 管的作用是 ；装置 C 中试剂是 ；装置 E 中的 h 瓶需要冷却理由是 。（3）装置 E 中 h 瓶收集到的粗产物可通过精馏（类似多次蒸馏）得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是 （填写元素符号） 。（4）为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，是铁元素还原成 Fe2+ ，再用 KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是：OHMnFeHMnOFe223424585滴定前是否要滴加指示剂？ （填“是”或“否”） ，请说明理由 。某同学称取 5.000g 残留物，预处理后在容量瓶中

18、配制成 100ml 溶液，移取25.00ml，试样溶液，用 1.00010-2mol L-1KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时，消耗标准溶液 20.00ml,则残留物中铁元素的质量分数是 。二、氮族元素（一） 高考说明1. 了解氮族元素的相似性和递变性2. 了解氨气铵盐的性质，掌握氨气的实验室制法和铵根离子的检验，通过对氨气的化学性质和实验室制法的学习培养对实验现象的观察能力和完成实验的基本操作能力3. 掌握硝酸的性质和用途，了解硝酸的工业制法4.了解氮的氧化物及含磷洗涤剂对环境及人类健康的影响5.初步了解常见化肥的性质6.通过 NH3、HNO3、NO、NO2 等有关计算规律的探讨，培养巧

19、解计算的 能力8（二）命题预测以氮及其化合物为知识背景，考查化学基本理论、基本概念、实验操作及化学计算。将是 2011 届高考的一大特色，另外结合现实生活和环境保护问题，培养人们爱护环境、保护环境的意识，也将是以后高考的重要方向。（二） 知识体系2.氮的循环:3.氮及其化合物的衍变关系：NH3 N2 NONO2HNO3NH4NO3NH3 NH3H2ONH4+、OH4.氮氧化物各种价态氮氧化物：1N（N2O） 、2N（NO） 、3N（N2O3） 、4N（NO2、N2O4） 、5N（N2O5） ，其中 N2O3和 N2O5分别是 HNO2和 HNO3的酸酐。气态的氮氧化物几乎都是剧毒性物质，在太阳辐射下还会与碳氢化物反应形成光化学烟雾O2(高温、催化剂)4HNO3(浓)=4NO2+2H2O+O2强氧化性不稳定性HNO3