非金属及其化合物 完整版课件PPT

1、 非金属及其化合物慈利二中 李忠诚二氧化硅10928约180 SiOSiO2是正四面体的空间网状结构，因此性质很稳定 二氧化硅的性质无色固体、难溶于水、熔沸点高、硬度大1、物理性质二氧化碳二氧化硅空 气 熔、沸点低， 溶于水CO2+H2O=H2CO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OCO2+CaO=CaCO3不反应存 在物理性质化学性质与水反应与NaOH反应与CaO反应与酸反应CO2和SiO2性质比较与某些盐CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3二氧化硅的性质无色固体、难溶于水、熔沸点高、硬度大不和水反应和碱反应： SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O和碱性氧化物反应：Si

2、O2+CaO高温 CaSiO3不和酸反应，但HF例外 SiO2+4HF=SiF4 +2H2O和某些盐反应： SiO2+Na2CO3高温 Na2SiO3+CO22、化学性质-酸性氧化物1、物理性质二氧化碳二氧化硅空 气 硅石、石英、水晶、玛瑙、沙子、硅藻土熔、沸点低， 溶于水熔点高，硬度大，不溶于水CO2+H2O=H2CO3不反应CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OCO2+CaO=CaCO3不反应只与氢氟酸反应SiO2+4HF=SiF4+2H2O存 在物理性质化学性质与水反应与NaOH反应与CaO反应与酸反应CO2和SiO2性质比较SiO2+CaC

3、O3 高温 CaSiO3+CO2与某些盐CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3SiO2+CaO 高温 CaSiO3 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二、硅酸盐硅酸盐：是由硅、氧和金属组成的 化合物的总称。硅酸盐及其产品硅酸盐组成的表示方法 硅酸盐的种类多、结构很复杂，其组成表示方法一般有两种：1）盐化学式法如：硅酸钠Na2SiO3 、硅酸钙CaSiO3等。此法一般用于组成较简单的硅酸盐。 2）盐氧化物法金属氧化物写在前面，再写SiO2，最后写H2O；氧化物之间用“”隔开。对于复杂的硅酸盐，通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成。

4、例如：Na2SiO3 Na2OSiO2Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O32SiO22H2O要领：两边原子个数守恒格式：金属氧化物二氧化硅水(各氧化物前系数为最简整数比)拆分原则练习：把下列式子改写成氧化物的形式1、蛇纹石：2、钙长石：3、石棉：4、长石：5、普通玻璃：6、黏土：CaO 3MgO4SiO2K2OAl2O36SiO2 Na2OCaO6SiO2Al2O32SiO22H2O3MgO2SiO2 2H2OCaOAl2O3SiO2 H4Mg3Si2O9CaAl2SiO6CaMg3Si4O12KAlSi3O8CaNa2Si6O14Al2(Si2O5)(OH)41、硅的性质1、硅有晶体硅

5、和无定形硅两种。结构：与金刚石类似2、晶体硅是灰黑色、有金属光泽、熔点、沸点都很高，硬度大，有脆性 的固体。3、导电性介于导体和绝缘体之间。常温下硅单质的化学性质不活泼物理性质化学性质(1)与非金属作用 常温下Si只能与F2反应，在F2中瞬间燃烧，生成SiF4. Si+F2 = SiF4 与氧反应生成SiO2: Si+O2 =SiO2 (2)与酸作用 Si在含氧酸中被钝化，但与氢氟酸及其混合酸反应，:Si+4HF= SiF4+2H2 (3)与碱作用 无定形硅能与碱猛烈反应生成可溶性硅酸盐，并放出氢气： Si+2NaOH+H2O = Na2SiO3+2H2(4)与金属作用 硅还能与钙、镁、铜、铁

6、、铂、铋等化合，生成相应的金属硅化物。2、硅的工业制法2、粗硅提纯Si+2Cl2 = SiCl4SiCl4+2H2 = Si+4HCl高温1、制粗硅SiO2+2C = Si+2CO高温电炉3、用途 晶体硅的导电性介于导体和半导体之间,是良好的半导体材料,硅是信息技术的关键材料硅太阳能电池电脑的中央处理器（CPU）活泼的黄绿色气体氯气物理性质通常状况下，氯气呈黄绿色，有强烈刺激性气味，有毒，易液化，密度比空气大，能溶于水（1 : 2）。在瓶口轻轻扇动,三闻二飘使极少量气体飘入鼻孔,仔细辨别气味.小结：实验室无论闻什么物质的气味都是采用这个方法。实验操作实验室闻气体的方法 氯气既然有毒, 那我们如

7、何闻氯气的气味?方法: 一扇伊普尔毒雾 在比利时的佛兰德省,有一座名叫伊普尔的城镇,城镇的西南有一块高地.第一次世界大战期间,协约国的联军占据了这块具有战略意义的高地.因此德军发动了多次的猛烈攻势,包括用大炮狂轰滥炸,组织大兵团冲击等,都未能奏效. 1915年4月22日下午,德军的大炮又向高地轰击.联军官兵立即跳入战壕,像往常一样,予以有力的回击.90分钟后,德军的炮击停止了,有的士兵打喷嚏,有的咳嗽,有的流眼泪,有的鼻子,喉咙发痒,有的兼有这些症状.还有许多官兵直叫胸闷,并很快倒在阵地上.阵地上一片忙乱. 就在这时,德军发起了疯狂的反攻.联军失去了往日的风采,毫无抵抗力,防线崩溃了.原来,德

8、军使用了可以致人于死地的化学毒气-氯气.这次毒袭的发明者是德国化学家费里茨.哈伯.这是人类战争史上第一次林规模地使用化学武器. 费里茨.哈伯曾在德国的卡尔斯鲁大学和柏林大学当过教授,在科学研究方面有一定的成果.他曾发明氨的空气合成法,为以后的固定氮工业和氮肥工业奠定了基础.为此,他在1918年获得诺贝尔化学奖.但同时,他也是一名双手沾满鲜血的战犯,他鼓动德军总参谋部实施了使用化学氯气的作战方案,命令士兵在600米长的前线阵地上,每隔40米就构筑一个土台,并在土台上埋没了40个装有氯气的钢瓶. 1915年4月22日下午,微风从德军阵地吹向高地.借着风势,德军把毒气放到联军阵地,这就是著名的伊普尔

9、毒雾.在这次毒袭中,仅英法联军就有1.5万人中毒,5000人丧生.正是氯气开创了将化学毒物作为武器用于战争的先例军事史话伊普尔毒雾学以致用如果你是一名士兵遇到这样的情况或者遇到氯气泄漏应该怎么自救和逃生？化学性质Cl2 + H2O = H+ + Cl-+ HClOCl2 + H2O = HCl + HClO氯气与水反应HClO的性质：弱酸性漂白性不稳定性2HClO = 2HCl + O2光照新制氯水中的微粒：分子: H2O、Cl2、HClO离子: H+、Cl-、ClO-、OH-氯气的实验室制法反应原理MnO2+4HCl(浓)= MnCl2+Cl2+2H2O注意:1.加热不能强热2.用浓盐酸和M

10、nO2固体进行反应写出离子方程式：-氧化剂是-，还原剂是-，氧化剂和还原剂的物质的量之比为-氯气的实验室制法MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2+ 2H2O（1）实验原理（2）发生装置： 粉末状固体或液体液体 气体气体发生装置的选择2、氯气的实验室制法固固加热块固和液体（不加热）固液加热添加图片氯气的实验室制法MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2+ 2H2O（1）实验原理（2）发生装置： 粉末状固体或液体液体 气体（3）收集装置：向上排空气法或排饱和食盐水法（4）尾气处理：用氢氧化钠溶液吸收饱和NaCl浓H2SO4NaOH溶液饱和食盐水(或水)作用： NaOH溶

11、液作用：浓硫酸作用：除HCl；吸收Cl2，防污染。除去水蒸气；除杂和尾气处理实验装置： 思考：制备Cl2的装置分哪几部分？分别起什么作用？该装置有什么缺点？发生装置收集装置尾气吸收装置讨论 3、实验室还可用KMnO4或KClO3代替MnO2与浓盐酸反应制氯气：2KMnO4+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2KClO3+6HCl（浓）=KCl+3H2O+3Cl2 思考上述反应哪些是属于氧化还原反应？练习：某学生设计如下实验装置用于制备纯净的氯气。 （1）装置中有六处错误，请指出。 1、烧瓶下面缺石棉网 2、铁圈下面缺酒精灯 3、原料使用了稀盐酸 4、不应使用长颈漏斗 5

12、、盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒了 6、洗气瓶D的气体入口导管应深插在液面下，而出口导管应靠近瓶塞 氯气的工业制法（氯碱工业）氯碱工业历史 瓦特 法拉第 1833年，法拉第发现电解食盐水能产生氯气和氢氧化钠 1851年，瓦特在英国申请有关电解的专利。2NaCl+2H2O = 2NaOH+H2+Cl2通电二氧化硫的物理性质无色有刺激性气味的气体、密度比空气大、易液化、易溶于水（1：40） 思考：在亚硫酸溶液中滴入几滴品红试剂，红色立即褪去，说明SO2具有什么性质?加热后，红色恢复，说明了什么? SO2具有漂白性，但生成的无色物质不稳定，受热易分解，使颜色恢复 .氯水二氧化硫原理氯

13、水中HClO将有色物质氧化成无色物质SO2溶于水产生的H2SO3与有色物质直接结合生成不稳定的无色物质实质氧化还原反应非氧化还原反应效果永久性暂时性范围可漂白大多数有色物质，能使紫色石蕊试液褪色漂白某些有色物质，不能使紫色石蕊试液褪色（石蕊变红）思考：在新疆与青海交界处有一山谷，人称“魔鬼谷”。经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。然而谷内却是牧草茂盛，四季常青。这是为什么？N2+O2=2NO2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO雷雨发庄稼一、氨1、物理性质 无色、有刺激性气味，密度比空气小，易液化（气化吸热可作制冷剂），极易溶于水（1700）。（2）溶液为什么变为红色？ （3

14、）实验成败的关键是什么？ （1）氨为什么会形成喷泉？ 想想看：a.烧瓶干燥；b.装置的气密性好；c.收集的气体纯度尽可能高、尽可能满。氨气溶于水溶液显碱性。氨极易溶于水，使烧瓶内外形成较大的压差 （4）能做喷泉实验的其它气体有哪些HCl、HBr、HI、SO2、CO2(用NaOH溶液吸收)2化学性质(1)氨跟水的反应 NH3H2O = NH3+ H2O注意：NH3是惟一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，常用此性质检验NH3干燥NH3的没有碱性，氨水显碱性。氨水的成份：三离子:NH4+ 、OH- 、 H+三分子:H2O 、NH3H2O 、 NH3 NH3H2O是一种溶于水的弱碱，具有碱的通性。氨水

15、密度比水小，浓度越大密度越小(2)氨跟酸的反应(3)氨跟氧气反应-催化氧化（接触氧化） 催化剂4NH3+5O2 = 4NO+6H2O2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O3、NH3的制法(1)工业制法： N2+3H2 2NH3 +92.4KJ (2)实验室制法：药品原理氮的固定:游离态的氮化合态的氮装置：固+固加热型收集：验满：蘸有浓HCl的玻璃棒接近试管口产生白烟。向下排空气法湿润的红色石蕊试纸变蓝（唯一的一种碱性气体）；棉花的作用： 浸有稀硫酸的棉花防止热冷气体对流；可防止氨气逸出，污染大气。干燥氨气的常用试剂：CaO、碱石灰等碱性干燥剂无水CaCl2不能用来干燥NH

16、3（形成CaCl28NH3)实验室中其余的制氨气的方法：CaO浓氨水加热浓氨水法（装置与实验室制氯气的发生装置相同）浓氨水加生石灰法（生石灰吸水、溶解时放热）思考题 1、制氨气时所用的铵盐可 否是硝铵、碳铵（NH4HCO3）？而消石灰又可否用NaOH、KOH代替？ 因为加热时NH4NO3可能发生爆炸性的分解反应，发生危险；而NH4HCO3受热易分解产生CO2，使产物不纯。均不能 a. NaOH、KOH具有吸湿性，易结块；b. 强碱具有强腐蚀性。 （1）固体铵盐与固体碱之间的反应不写离子方程式；如:实验室制取氨气（2）铵盐溶液和碱溶液混合后的离子方程式： （3）铵盐溶液和碱溶液混合并加热有氨气逸出的离子方程式：NH4+ OH=NH3H2O注意事项：NH4+ OH=NH3+H2ONH4+的检验样品碱刺激性气味气体湿润红色石蕊试纸变蓝蘸有浓盐酸的玻棒靠近有白烟NH4+探究性实验: 制取氨气并完成喷泉实验（图中夹持装置均已略去) 写出实验室制取氨气的 化学方程式 。 收集氨气应使用 法， 要得到干燥的氨气可 选用 做干燥剂。 用图1装置进行喷泉实验， 上部烧瓶已装满干燥氨气， 图1 图2 引发水上喷的操作是 。 该实验的原理是 。 如果只提供如图2的装置，请说明引发喷泉的方法 硝酸和硫酸1、物性质H2SO4 无色油状液体、难挥发、与水任意比互溶、