知识_《非金属及其化合物》全章复习与巩固(提高)

1、非金属及其化合物全章复习与巩固编稿:房鑫 审稿:曹玉婷【学习目标】1. 总结几种常见非金属(碳、硅、氯、硫、氮及其化合物的主要性质,理解浓硫酸及硝酸的氧化性。2. 掌握氯离子、铵根离子的检验方法。3. 学会氨气、二氧化硫、二氧化碳的检验方法。4. 掌握氯气、氨气的实验室制法。【知识网络】1、碳及其化合物的转化关系 2.硅及其化合物的转化关系 3.氯及其化合物的转化关系 4.硫及其化合物的转化关系 5.氮及其化合物的转化关系 【要点梳理】知识点一、碳、硅及化合物1.碳碳在常温下非常稳定,但在高温条件下活动性增强,主要表现为还原性。 (1与非金属单质反应2C+O22CO C+O2CO 2(2与某些

2、氧化物反应C+CO22CO C+H2O(gCO+H22C+SiO2Si+2COC+2CuO2Cu+CO2(3与氧化性酸反应C+2H2SO 4(浓 CO 2 +2SO2 +2H2OC+4HNO3(浓 CO 2 +4NO2 +2H2O2.碳的氧化物(1CO:主要表现还原性2CO+O22CO 23CO+Fe2O 32Fe+3CO2CO+H2O CO 2+H2(2CO2弱氧化性:CO 2+C2COCO 2+2MgC+2MgO酸性氧化物的三点通性CO 2+H2O H 2CO 3CO 2+Ca(OH2=CaCO3 +H2OCO 2+CaOCaCO 3其它性质:CO 2+H2O+CaCO3=Ca(HCO3

3、22CO 2+Ca(OH2=Ca(HCO3 2Na 2SiO 3 +CO2 +H2O =H2SiO 3 + Na2CO 3 (CO2少量 Ca(ClO2+H2O+CO2=CaCO 3 +2HClO2Na 2O 2+2CO2=2Na2CO 3+O23.碳酸盐(1溶解性正盐中只有碱金属的碳酸盐和铵盐溶于水, 所有酸式盐均溶于水。 一般酸式盐比相应正盐易溶, 但碱金属的碳酸氢盐比碳酸盐的溶解度小。(2热稳定性一般规律:可溶性碳酸正盐>不溶性碳酸正盐>酸式碳酸盐。如:Na 2CO 3>CaCO 3>NaHCO 3(3正盐与酸式盐的相互转化 4.硅单质地壳中含量最高的两种元素分别

4、是氧和硅。 硅是一种亲氧元素, 在自然界中它总是与氧相互化合, 硅主要 以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在。 硅原子结构和碳原子结构相似。 硅元素是构成岩石与许多矿物的基 本元素,碳元素是构成有机物的必要元素。(1硅的性质:还原性为主Si+2Cl2SiCl 4(无色液体 Si+O2SiO 2(2硅的制取:工业上用碳在高温下还原二氧化硅可得粗硅:SiO 2+2CSi+2CO粗硅提纯的原理为:Si+2Cl2SiCl 4; SiCl 4+2H2Si+4HCl(3硅的用途硅是一种重要的非金属单质,用途非常广泛,作为良好的半导体材料,硅可用来制造集成电路、晶体管、 硅整流器、半导体器件。硅还可制成太阳

5、能电池。5.二氧化硅(1酸性氧化物的通性SiO 2+CaOCaSiO 3SiO 2+2NaOH=Na2SiO 3+H2O盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞SiO 2不溶于水,与水不反应(2氧化性SiO 2+CaOCaSiO 3(3 SiO2和 HF 反应:SiO 2+4HF=SiF4 +2H2O (特性玻璃中含有 SiO 2,可以用 HF 来刻蚀玻璃。盛放氢氟酸不能用玻璃瓶,可以用塑料瓶。(4 SiO 2用途天然二氧化硅有结晶形和无定形两大类,统称硅石。它的硬度较大,熔点较高。以 SiO 2为主要成分的沙子 是基本的建筑材料。纯净的 SiO 2是现代光学及光纤制品的基本原料(光导纤维的成分是二氧

6、化硅。石英、玛 瑙(成分 SiO 2用于制作饰物和工艺品。6.硅酸和硅酸盐(1硅酸是一种溶解度很小的弱酸,酸性比碳酸弱,只能通过硅酸盐与酸反应制取:Na 2SiO 3 + 2HCl=H2SiO 3 +2NaCl硅酸凝胶经干燥脱水后得到的多孔的硅酸干凝胶,称为“硅胶”,常用作干燥剂及催化剂的载体。(2硅酸盐硅酸钠(Na 2SiO 3是最简单的硅酸盐,俗称“泡花碱”,易溶于水,其水溶液叫水玻璃,是制取玻璃和建 材等的原料。硅酸盐可改写为氧化物形式(顺序为:较活泼金属氧化物·金属氧化物·二氧化硅·水如 Al 2(Si2O 5(OH4:Al 2O 3·2SiO

7、2·2H 2O传统的硅酸盐材料包括水泥、普通玻璃、陶瓷等,是使用量很大的无机非金属材料。知识点二、氯及其化合物氯原子很容易得到一个电子而形成氯离子(Cl -,表现为典型的氧化性。1.氯气的化学性质(1与金属反应:Cl 2+2Na2NaCl 3Cl 2+2Fe2FeCl 3Cl 2+CuCuCl 2(2与非金属反应:Cl 2+H22HCl点燃的氢气在氯气瓶中继续燃烧,产生苍白色火焰,瓶口有大量的白雾(HCl 气体和空气中的水形成盐酸酸 雾。(3与水反应 Cl (4与碱反应:工业制漂白粉或漂粉精 2Cl 2+2Ca(OH2=CaCl 2+Ca(ClO2+2H2O漂白粉的主要成分为:CaC

8、l 2+Ca(ClO2;有效成分为:Ca(ClO2漂白粉的使用:Ca(ClO2+ 2HCl=CaCl 2+2HClOCa(ClO2+ H2O+CO2=CaCO 3 +2HClO通过此反应可比较得出酸性强弱:H 2CO 3>HClO氯气的尾气处理Cl 2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O(5与某些盐溶液反应Cl 2+2KI=I 2+2KClCl 2+2Fe2+=2Fe 3+2ClCl 2+ SO2+2H2O =2HCl+ H2SO 42.氯气的实验室制备MnO 2+4HCl(浓 MnCl 2+Cl2 +2H2O3.次氯酸、漂白粉的性质(1HClO是一种弱酸, H 2CO 3>

9、HClOCa(ClO2+CO2+H2O=CaCO3 +2HClO(2 HClO和 ClO -都具有强氧化性,无论酸性、碱性条件下都可以跟亚铁盐、碘化物、硫化物等发生氧化还原反应,能使品红溶液褪色。(3HClO见光易分解:2HClO 2HCl+O2。4.氯离子的检验在被检物质的溶液中, 先滴入少量的稀硝酸, 将其酸化, 排除 CO 32-等离子的干扰, 然后再滴入 AgNO 3溶液, 如产生白色沉淀,则可判断该溶液中含有 Cl -。知识点三、硫及其重要化合物的主要性质1. S :游离态的硫存在于火山口附近或地壳的岩层里。俗称硫磺,是一种黄色晶体,硫不溶于水,微溶于酒精,易 溶于二硫化碳。(1 氧

10、化性:和金属 Fe+SFeS(黑色 2Cu+SCu 2S(黑色 和非金属 S+H2H 2S(2还原性:S+O2SO 22. SO 2二氧化硫是无色、有刺激气味的有毒气体,密度比空气大,易溶于水。二氧化硫是形成酸雨的主要气体,排 放到大气中有很大危害。(1酸性氧化物的通性与 H 2O 反应:SO 2+H2O H 2SO 3与碱反应:SO 2+2NaOH=Na2SO 3+H2OSO 2+Na2SO 3+H2O= 2NaHSO3SO 2+Ca(OH2=CaSO3 +H2OSO 2+CaSO3+H2O=Ca(HSO3 2(CO2、 SO 2均可使澄清石灰水变浑浊 与碱性氧化物的作用SO 2+CaO =

11、CaSO3与某些盐反应SO 2+2NaHCO3=Na2SO 3+H2O+2CO2(2氧化性和还原性SO 2中的 S 元素化合价为 +4价,处于中间价态,表现出双重性,但以还原性为主。例:SO 2 +2H2S=3S +2H2O 氧化性SO 2+I2+2H2O=H2SO 4+2HI 还原性 SO 2可使酸性 KMnO 4溶液褪色SO 2可以被 O 2、 Cl 2、 Br 2、 I 2、 KMnO 4、 HNO 3、 Fe 3+等所氧化(3特性:漂白性二氧化硫有漂白性, 它能与某些有色物质化合生成不稳定的无色物质。 这种物质容易分解而使有色物质恢复 原来的颜色。因此,二氧化硫气体可使品红溶液褪色,加

12、热后溶液又恢复原来的颜色。小结所学的漂白剂及其漂白原理 3.浓硫酸硫酸是一种强酸,其稀溶液具有酸的通性,但浓硫酸还具有三大特性: (1吸水性:可做气体干燥剂。(2脱水性:按水的组成比脱去有机物中的氢、氧元素,生成水。浓硫酸对皮肤有强腐蚀性。 (3强氧化性 与非金属反应 2H 2SO 4(浓 + CCO 2 + 2H2O + 2SO2 2H 2SO 4(浓 + S 3SO 2 + 2H2O 与不活泼金属反应 2H 2SO 4(浓 + Cu CuSO 4 + 2H2O +SO2 常温时, Fe 、 Al 与浓硫酸作用,使金属表面生成致密氧化膜(钝化。 与化合物反应2FeSO 4 +2H2SO 4(

13、浓 =Fe2(SO4 3+SO2 +2H2O知识点四、氮及其重要化合物的主要性质 1.氮气氮气占空气体积的 78%左右,氮的化学性质稳定,不活泼,但在一定条件下可以和氧气、氢气发生反应: N 2+O22NO 2. 3.氨气 (NH3 (1与酸反应NH 3+HCl=NH4Cl (白烟NH 3+HNO3=NH4NO 3( 白烟 2NH 3+H2SO 4=(NH4 2SO 4 (2与水反应:氨气是无色有刺激气味的气体,极易溶于水并发生反应,常温下, 1体积水大约可溶解 700体积氨气。实验 室可以用氨气做喷泉实验。氨的水溶液是氨水,NH 3+H2O NH 3 ·H 2O NH 4+OH-(

14、NH3·H 2O 是弱碱 所以,氨水中的微粒共有六种:分子:NH 3·H 2O 、 H 2O 、 NH 3;离子:NH 4+ 、 OH -、 H + (3还原性在催化剂作用下氨气可以被氧化成一氧化氮:, 因此,氨经一系列反应可以得到硝酸: NH 3NONO 2HNO 3此外,氨还可与 Cl 2反应:8NH 3+3Cl2=2N2+6NH4Cl (氨过量 (4氨气的实验室制法 原理: 2NH 4Cl+Ca(OH2CaCl 2+2NH3 +2H2O装置:固-固反应加热装置 (同制 O 2 干燥:碱石灰 (或固体 NaOH 、固体 CaO(不能用浓 H 2SO 4、 CaCl 2干

15、燥,因 CaCl 2与 NH 3反应:CaCl 2+8NH3= CaCl2·8NH 3 收集:向下排空气法收集验满:用湿润的红色石蕊试纸 (变蓝 或蘸有浓 HCl 的玻璃棒接近瓶口 (产生白烟 。 尾气吸收:水 (防止倒吸 4.铵盐(1铵盐都是离子化合物,都易溶于水 (2铵盐的化学性质不稳定性,受热易分解NH 4Cl NH 3 + HCl (用于除去或分离铵盐 NH 4HCO 3 NH 3 + H2O + CO2与碱反应 NH 4+OH-NH 3 +H2O(用于 NH 4+的检验 NH 3与 NH 4+的相互转化 5.硝酸(1酸的通性:(石蕊、金属、碱、碱性化合物、某些盐(2氧化性:

16、与金属单质的反应:a .活泼金属b . Al 、 Fe 钝化常温浓硝酸可使铝、铁钝化,但加热能和它们剧烈的发生化学反应。Al+6HNO3(浓 Al(NO3 3+3NO2 +3H2Oc .不活泼金属Cu+4HNO3(浓 =Cu(NO3 2+2NO2 +2H2O3Cu+8HNO3(稀 =3Cu(NO3+2NO +4H2O与非金属单质的反应:C+4HNO3(浓 CO 2+4NO2 +2H2O与化合物的反应:如可使下列变化发生Fe 2+ Fe 3+; SO 32- SO 42-; I - I 2(3不稳定性: (浓硝酸应保存在棕色瓶中,并置于阴凉处 【 典型例题解析 】类型一:氯及其化合物例 1、 N

17、aCl 是一种化工原料,可以制备一系列物质(见下图 。下列说法正确的是( 北京四中网校A . 25, NaHCO 3在水中的溶解度比 Na 2CO 3的大B .石灰乳与 Cl 2的反应中, Cl 2既是氧化剂,又是还原剂 C .常温下干燥的 Cl 2能用钢瓶贮存,所以 Cl 2不与铁反应 D .上图所示转化反应都是氧化还原反应【思路点拨】做这道题时要先看选项是怎么设置的,先三个选项都与图无关,且已包含了正确选项,这样就 不用去分析图,从而节省了大量时间。【答案】 B【解析】 25, NaHCO 3在水中的溶解度比 Na 2CO 3的要小;石灰乳与 Cl 2的反应中氯气发生歧化反应, Cl 2既

18、是氧化剂,又是还原剂;常温下干燥的 Cl 2能用钢瓶贮存仅代表常温 Cl 2不与铁反应,加热、高温时可以反应; 在侯氏制碱法中不涉及氧化还原反应。【总结升华】本题考查元素化合物知识综合内容,拓展延伸至电解饱和食盐水、电解熔融氯化钠、侯氏制碱 等内容,但落点很低,仅考查 NaHCO 3 、 Na 2CO 3的溶解度、工业制漂白粉、干燥的 Cl 2贮存和基本反应类型。 举一反三:【变式 1】下列氯化物中,既能由金属和氯气直接反应制得,又能由金属和盐酸反应制得的是( A . CuCl 2 B . FeCl 2 C . FeCl 3 D . AlCl 3 【答案】 D【解析】具有可变价态的金属(如 F

19、e 、 Cu 等与氯气反应,生成高价态金属氯化物;活泼的金属与盐酸反 应,生成低价态金属氯化物,而不活泼的金属与盐酸不反应。铜与氯气反应, 生成 CuCl 2, 与盐酸不反应, 所以 A 错误; 铁与氯气反应生成 FeCl 3, 与盐酸反应生成 FeCl 2, 所以 B 、 C 错误;铝与氯气反应生成 AlCl 3,与盐酸反应生成 AlCl 3和 H 2,所以 D 正确。 【变式 2】下列关于卤素(用 X 表示的叙述正确的是( A .单质都能与大多数金属反应,生成高价态金属卤化物 B .单质都能与 H 2反应,且从 F 2 I 2逐渐变难C .单质都能与 H 2O 反应,通式 X 2+H2O=HX+HXO D .单质的还原性顺序为:F 2>Cl 2>Br 2>I 2 【