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文档简介

非金属及其化合物氯硫氮硅硅及其化合物1、Si在自然界中的存在形态:2、Si在自然界中的存在形式:3、Si在周期表中位于:4、C、Si原子的最外电子层上有4个电子,其原子既难失去电子又难得到电子(难于形成阴、阳离子),主要形成4价的共价化合物。SiO2和硅酸盐C:+2、+4、-4Si:+4、-4化合态5、主要化合价第IVA族第3周期。晶体硅是带有金属光泽、灰黑色、硬而脆的固体,熔、沸点高,导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料。6、物理性质7、晶体结构硅单质有晶体和无定形两种,晶体硅的结构跟金刚石相似,都是具有正四面体结构的立体网状结构的晶体。硅的晶体结构:每个硅原子通过4个共用电子对与周围4个硅原子连接,成正四面体结构,向空间延伸,形成空间网状结构。硅的性质和制备方法(1)化学性质:常温下不活泼,如Cl2、O2、H2SO4、HNO3等常温下都不与硅起反应。但与氟、氢氟酸、强碱溶液反应。如:

①Si+2F2=SiF4

②Si+4HF=SiF4↑

+2H2↑③Si+2KOH+H2O=K2SiO3+2H2↑加热时,硅还能与氧气、氯气反应:Si+O2==SiO2

。(2)制备与提纯:

SiO2+2C==Si(粗硅)+2COSi(粗硅)+2Cl2==SiCl4SiCl4+2H2==Si+4HCl高温Sio2.二氧化硅的晶体结构示意图每个Si原子和4个O原子结合,每个O原子和2个Si原子结合SiO2不表示分子式,只表示化学式。最小的环上有12个原子1molSiO2中含有4molSi—O键8、SiO2的化学性质很稳定是酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性。高温a、不能与水化合b、与碱性氧化物化合:SiO2+CaOCaSiO3SiO2+Na2ONa2SiO3C、与碱反应:SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O注意:盛碱溶液的试剂瓶一般用橡胶塞,不能用玻璃塞。为什么?高温与HF反应:SiO2+4HFSiF4↑+2H2O注意:一般用塑料试剂瓶盛氢氟酸,不能用玻璃试剂瓶。为什么?(用于雕刻玻璃)弱氧化性:SiO2+2CSi+2CO↑高温SiO2+3CSiC(金刚砂)+2CO↑高温与Na2CO3等反应:SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑

SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑高温高温制光导纤维、石英玻璃、石英钟表等;制造电子工业中的重要部件、光学仪器、高级工艺品、眼镜片、精密仪器、轴承、耐磨器皿等;制作装饰品。

⑤SiO2的用途与危害:在隧道开凿,石英粉加工等工作环境下易形成含有二氧化硅的粉尘,人长期吸入含有二氧化硅的粉尘,就会患硅肺病(旧称矽肺)。危害:用途:二氧化碳二氧化硅化学式化学式的意义通常状况下的状态硬度水溶性熔沸点二氧化硅和二氧化碳的比较CO2SiO2表示二氧化碳分子及其组成表示二氧化硅晶体中硅氧原子个数比气态固态很小很大可溶于水不溶于水很低很高二氧化碳二氧化硅稳定性与水反应与碱性氧化物反应与碱反应与HF反应高温稳定很稳定CO2+H2O=H2CO3不反应CO2+CaO=CaCO3SiO2+CaO=CaSiO3CO2+2NaOH=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O不反应SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O化学性质二氧化碳二氧化硅弱氧化性与碳酸钠等反应高温SiO2+Na2CO3===Na2SiO3+CO2↑

SiO2+CaCO3==CaSiO3+CO2↑高温高温CO2+C===2CO高温SiO2+2C===Si+2CO↑CO2+H2O+Na2CO3==2NaHCO3

CO2+H2O+CaCO3

==Ca(HCO3)2高温2、硅酸(H2SiO3)H2SiO3是SiO2的对应水化物(SiO2是H2SiO3的酸酐),是一种不溶性酸,是一种白色固体,其酸性比H2CO3还弱。(1)制法——可溶性硅酸盐与酸反应:Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3↓(2)酸性太弱,只能与强碱发生中和反应H2SiO3+2NaOH==Na2SiO3+2H2O(3)不稳定(比H2CO3稳定),受热易分解用H2CO3可制得H2SiO3,可证明H2SiO3的酸性比H2CO3弱。SiO32-+H2O+CO2==CO32-+H2SiO3↓Na2SiO3+H2O+CO2==Na2CO3+H2SiO3↓

SiO32-+2H+==H2SiO3↓∆H2SiO3==H2O+SiO23、硅酸钠(Na2SiO3),俗名叫泡花碱,白色固体,易溶于水,其水溶液俗名叫水玻璃。2、结构复杂,一般不溶于水,化学性质很稳定1、由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。二、硅酸盐

水玻璃是无色粘稠的液体,不能燃烧,不易被腐蚀,热稳定性强。可用作肥皂填料,木材、织物的防腐剂和防火剂,建筑、纸张的黏胶剂。(2)氧化物化学式法:(1)盐化学式法:如:Na2SiO3、CaSiO3、K2SiO3等4、硅酸盐组成的表示方法:沸石:Na2O•Al2O3•3SiO2•2H2O如:返回要领:化合价不变格式:金属氧化物、二氧化硅、水顺序:金属按活动顺序表系数配置出现分数应化为整数

练习:镁橄榄石:Mg2SiO4钙长石:CaAl2Si2O8高岭石:Al2(Si2O5)(OH)42MgO·SiO2CaO·Al2O3

·2SiO2Al2O3·2SiO2·2H2O2、如何除去下列物质中的杂质?(用化学方程式表示其过程)SiO2中混有CaCO3

CaCO3中混有SiO2

C盐酸NaOH溶液练习1、若烧杯中盛有CaF2和浓硫酸,加热后产生的气体是:()A、HFB、F2C、SiF4D、H2S氯及其化合物①氯气是黄绿色②有刺激性气味,有毒的气体③易液化④密度比空气大⑤能溶于水(1体积水可溶解2体积氯气)氯气有毒——加压液化,贮存在钢瓶中干燥的氯气常温不与铁反应——向上排空气法收集不能用排水法收集,可用排饱和食盐水法收集一、氯气的物理性质:二、氯气的化学性质:Cl化合价:-1,+1,+2,+3,+4,+5,+6,+7

得电子能力强,非金属性强典型非金属性

(强氧化性)Cl得e-Cl-Cu+Cl2=CuCl2点燃1、氯气与金属反应:2Fe+3Cl2=2FeCl3点燃与Na反应现象:与Fe反应现象:与Cu反应现象:反应式剧烈燃烧,生成大量白烟2Na+Cl2=2NaCl点燃红热的铁丝在氯气中剧烈燃烧,充满棕色的烟反应式红热的铜丝在氯气中剧烈燃烧,充满棕黄色的烟反应式2、与非金属反应:H2+Cl2=2HCl点燃现象:H2在Cl2中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集气瓶口出现白雾。燃烧:任何发光发热的剧烈的化学反应叫做燃烧。燃烧不一定要有氧气参加,燃烧的本质是氧化还原反应。3、与水反应:氯水能漂白是因为有HClO的存在。所以干燥的氯气无漂白作用。注意:Cl2+H2O=HCl+HClOH2O、Cl2、HCl、HClO(弱酸)HClO、Cl2、H2OH+、Cl-、ClO-分子离子4、与碱反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O——防毒原理2Ca(OH)2+2Cl2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O氯气+碱氯化物+次氯酸盐+水漂白粉、漂粉精有效成分:Ca(ClO)2氯水、漂白液、漂白粉、漂粉精的漂白作用都是因反应生成的HClO5、与盐溶液的反应与FeCl2、NaBr、KI等盐溶液反应(表现氯气的强氧化性)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-Cl2+2Br-===2Cl-+Br2Cl2+2I-===2Cl-+I2杀菌消毒制漂白粉(液)制造盐酸合成塑料、橡胶、农药、药品等三、氯气的用途四、次氯酸的性质:1、强氧化性漂白作用2、弱酸性3、不稳定易分解光照2HClO2HCl+O2↑

可用于自来水的杀菌、消毒,可用做漂白剂。酸性:H2CO3>HClO水和氢氯酸(盐酸)元素名称氟氯溴

碘元素符号

原子结构示意图最外层电子数核电荷数电子层数原子半径结论FClBrI均为7个电子逐渐增加依次增大①均为非常活泼的非金属,具有强氧化性②核对最外层电子的吸引能力逐渐减小,单质的氧化性逐渐减弱。

三、卤族元素性质的通性及递变性X2+H2OHX+HXO(X-Cl.Br.I)

氟氯溴碘单质物性状态气气(易液化)液(易挥发)固(易升华)熔、沸点颜色淡黄绿色黄绿色红棕色紫黑色密度X2与H2化合难易条件程度X2与H2O反应剧烈程度水溶性逐渐增大逐渐增大冷暗处剧烈爆炸光照爆炸加热缓慢持续加热化合同时分解2F2+2H2O=4HF+O2剧烈缓慢微弱极弱与水反应生成HF酸水中溶解性依次减小,有机溶剂中溶解性依次增大

氟氯溴碘与稀有气体反应与淀粉显色反应化合价含氧酸卤化银色AgF(白)AgCl(白)AgBr(淡黄)AgI(黄色)水溶性感光性卤化钙(镁)水溶性能,如生成XeF2、XeF4、XeF6、KrF2等一般不与稀有气体反应一般不反应变蓝(I2特性)只有-1价、无正价有-1、+1、+3、+5、+7等无含氧酸有HXO、HXO2、HXO3、HXO4等易溶均难溶,且溶解度依次减小难分解感光性渐强难溶一般可溶①F2、Cl2、Br2(g)、I2(g)均有毒,

②液溴易挥发,应用

③I2(固)受热易升华,故应盛放在

④因氯水中含有Cl2,故实验室常用氯水代替少量Cl2的使用,又因HClO易分解,久置后氯水变成稀盐酸,故

。水液封且用棕色试剂瓶盛放棕色试剂瓶中,并置于冷暗处。氯水应随配随用,且用棕色试剂瓶盛放应密封保存注意:(1)卤素单质的贮存湿润淀粉-碘化钾试纸呈现蓝色碘单质能与淀粉溶液呈现蓝色④可以用卤素单质间的置换反应和有机溶剂萃取的方法来检验卤素。

(2)卤素的检验②碘:

。①氯气:

。③

Cl-、Br-、I—:

。HNO3酸化的AgNO3溶液①氟化物:具有较特殊的溶解性规律。②氯化钙:③卤化银:④氯化钠:AgCl、AgBr、AgI均有感光性,即在光照下分解生成黑色的银粒。2AgX2Ag+X2如:AgF易溶,而CaF2等却难溶于水,与其他金属卤化物的溶解性规律相反。无水物具有吸湿性,是常用的中性干燥剂溴化银用于照相的感光片,制变色镜。碘化银可用于人工降雨。粗盐中因混有MgCl2、CaCl2等杂质,易潮解。(3)卤素重要化合物二、氯气化学性质1、与水反应Cl2+H2O=HCl+HClO(弱酸)2HClO==2HCl+O2↑光照反馈练习下列物质中具有漂白作用是()A、干燥氯气B、液氯C、新制氯水D、久置氯水水和氢氯酸(盐酸)H2O、Cl2、HCl、HClO返回硫及其化合物一.硫硫,俗称硫磺。硫的物理性质:淡黄色固体,难溶于水,可溶于酒精,易溶于CS2。硫及其化合物硫及其化合物硫的化学性质比较活泼的非金属单质,常见化合价为-2,0,+4,+6可燃性:点燃S+O2===SO2实验现象是:

生成明亮的蓝紫色火焰。硫及其化合物氧化性:

Fe+S===FeS2Cu+S===Cu2S对比2Fe+3Cl2=2FeCl3点燃Cu+Cl2=CuCl2点燃硫与金属反应生成低价态金属化合物氧化性:Cl2>S硫及其化合物其他较重要的反应3S+6NaOH===2Na2S+Na2SO3+3H2O0-2+4n氧化剂:n还原剂=2:1S+H2===H2SS+2H2SO4(浓)===3SO2↑+2H2O0+6+4SO2既是氧化产物又是还原产物,物质的量之比1:2硫及其化合物二.二氧化硫空气质量日报:SO2、NO2、可吸入颗粒物物理性质:无色有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,

易液化,易溶于水(1:40)——向上排空法收集硫及其化合物SO2的化学性质SO2是H2SO3的酸酐,是酸性氧化物SO3是H2SO4的酸酐,是酸性氧化物酸性氧化物的通性:SO2+H2O==H2SO3(二元弱酸)

H2SO3的不稳定性:2H2SO3+O2==2H2SO4与碱反应:与水反应:SO2+NaOH===Na2SO3+H2O硫及其化合物2.弱氧化性S-2S0S+4S+6→←-2e+2e→←-4e+4e→←-2e+2eSO2既有氧化性,又有还原性。SO2+2H2S=3S+2H2O硫及其化合物3.SO2的还原性a.与氧气反应2SO2+O2====2SO3催化剂SO3不能由硫和氧气两种单质直接化合制得b.与卤素单质的反应:SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBrSO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl——溴水褪色——氯水褪色硫及其化合物c.与其他氧化剂反应:4.SO2的漂白性:加热,又恢复原来的颜色。实验现象:品红溶液褪色使品红溶液褪色SO2的漂白作用是SO2跟有色物质化合生成一种无色的不稳定化合物。漂白原理——化合漂白特点:暂时性注:SO2能使紫红色的KMnO4溶液褪为无色氯水、O3、H2O2SO2木炭原理氯水中的HClO将有色物质氧化成无色物质溶于水后生成H2SO3与有色物质结合成不稳定的化合物将有色物质吸附在其表面实质氧化还原反应非氧化还原反应物理吸附效果永久性暂时性暂时性范围漂白大多数有色物质,能使紫色石蕊褪色漂白少数,不能使紫色石蕊褪色漂白少数,不能使紫色石蕊褪色硫及其化合物五、SO2的污染及来源1、SO2有刺激性气味,有毒,排入空气中会污染空气2、SO2和NO2是形成酸雨(PH值小于5.6)的主要物质

硫及其化合物3.SO2的来源P45⑵可以漂白白纸浆、毛、丝、草编制品等⑶杀灭霉菌和细菌⑷作食物和干果的防腐剂⑴制造硫酸:二氧化硫的用途硫及其化合物碱Cu(OH)2石蕊试液H2SO4=SO42-+2H+SO42-SO42-SO42-H+H+H+金属Fe金属氧化物CuO盐(BaCl2)稀硫酸硫及其化合物硫及其化合物三.浓硫酸1、浓硫酸的性质无色油状液体,难挥发,易溶于水,沸点338℃2、浓硫酸的特性:1)吸水性:能吸收水份可干燥与它不反应的气体O2H2N2CO2SO2HCl

Cl2

注:浓硫酸敞口放置于空气中,质量增加浓盐酸敞口放置在空气中,质量减少盐酸具有挥发性硫及其化合物2)脱水性浓硫酸能按水的组成比脱去有机物中的氢和氧元素C12H22O11(蔗糖)12C+11H2O浓H2SO4硫及其化合物3)强氧化性加热时,浓硫酸能与大多数金属反应,但都没有氢气生成,通常生成SO2气体。Cu+2H2SO4(浓)====CuSO4+SO2↑+2H2O加热浓硫酸表现强氧化性和酸性常温下,浓硫酸能使铁和铝的表面形成致密的氧化膜,发生钝化硫及其化合物加热时,浓硫酸也能与某些非金属反应(S、C等)

C+2H2SO4(浓)====CO2↑+2SO2↑+2H2O加热浓硫酸只表现强氧化性3.硫酸的制备2SO2+O22SO3催化剂

SO3+H2O===H2SO4返回氮及其化合物了解氮及其重要化合物的物理性质了解氮气的稳定性,知道其用途了解二氧化氮与水的反应了解氨气与水、与酸的反应了解氨水的成分及氨水的不稳定性了解铵盐易溶于水、受热分解、与碱反应等了解浓硝酸的强氧化性,分别与Cu、C的反应认识工业上生产硝酸的原理氮及其化合物1.物质性质:空气的重要组成成分,无色难溶于水一.氮气2.化学性质氮气的电子式:性质稳定N2+O2===2NO(无色,不溶于水)放电或高温N2+3H22NH3(工业合成氨)二.氮的氧化物一氧化氮(NO)与二氧化氮(NO2)1.物理性质NO是无色无味的有毒气体,难溶于水NO2:红棕色有刺激性味有毒气体,溶于水,并与水反应:2.化学性质2NO

+O2=2NO2

无色红棕色3NO2+H2O=2HNO3+NO(工业制硝酸)二.氮的氧化物一氧化氮(NO)与二氧化氮(NO2)3.氮氧化物对大气的污染P45(1)来源(2)危害①NO2和SO2是形成酸雨(PH值小于5.6)的主要物质N2+O2NONO2HNO3(雷雨发庄稼)②NO是造成光化学烟雾的主要原因三.硝酸纯HNO3是无色、易挥发,有刺激性气味的液体

能与水任意比互溶.

1.物理性质2.化学性质(1)强氧化性①与金属反应Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO

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