非金属硅、氯、硫、氮及其化合物

非金属硅、氯、硫、氮及其化合物【知识总结】一、硅、氯及其化合物1．硅元素：以熔点很高的氧化物及硅酸盐形式存在于岩石、沙子和土壤中，占地壳质量90％以上。最外层有4个电子，主要形成四价的化合物。2．二氧化硅（SiO2）天然存在的二氧化硅称为硅石，包括结晶形和无定形，石英。（玛瑙饰物，石英坩埚，光导纤维）高温化学：化学稳定性好、除HF外一般不与其他酸反应，可以与强碱（NaOH）反应高温SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2OSiO2＋CaO===CaSiO3SiO2＋2NaOH==Na2SiO3＋H2O不能用玻璃瓶装HF，装碱性溶液的试剂瓶应用木塞或胶塞。3．硅酸（H2SiO3）酸性很弱（弱于碳酸）溶解度很小，制备硅酸：Na2SiO3＋2HCl==H2SiO3↓＋2NaCl硅胶多孔疏松，可作干燥剂、催化剂的载体。4．硅酸盐一般不溶于水，（Na2SiO3、K2SiO3除外）最典型的是Na2SiO3：可溶，其水溶液称作水玻璃和泡花碱，可作肥皂填料、木材防火剂和黏胶剂。常用硅酸盐产品：玻璃、陶瓷、水泥5．硅单质晶体硅结构类似于金刚石，有金属光泽的灰黑色固体，熔点高（1410℃），硬度大，较脆，常温下化学性质不活泼。是良好的半导体，应用：半导体晶体管及芯片、光电池。6．氯元素：容易得到一个电子形成氯离子Cl－，为典型的非金属元素，在自然界中以化合态存在。7．氯气物性：黄绿色气体，有刺激性有毒气味、可溶于水和碱。吸收氯气一般用碱进行吸收。制法：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑化学性质：活泼，有毒，有氧化性，能与大多数金属化合生成金属氯化物（盐）。也能与非金属反应：2Na＋Cl22NaCl现象：大量白烟2Fe＋3Cl22FeCl3现象：棕黄色的烟Cu＋Cl2CuCl2现象：棕黄色的烟Cl2＋H22HCl现象：苍白色火焰，生成大量白雾。燃烧：燃烧不一定有氧气参加，物质并不是只有在氧气中才可以燃烧。燃烧的本质是剧烈的氧化还原反应，所有发光放热的剧烈化学反应都称为燃烧。Cl2的用途：①自来水杀菌消毒Cl2＋H2O==HCl＋HClO2HClO2HCl＋O2↑1体积的水溶解2体积的氯气形成的溶液为氯水，为浅黄绿色。其中次氯酸HClO有强氧化性和漂泊性，起主要的消毒漂白作用。干燥的氯气没含HClO因此没有漂白性。次氯酸有弱酸性，不稳定，光照或加热分解，因此久置氯水会失效。②制漂白液Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O，其有效成分NaClO比HClO稳定多,可长期存放制漂白粉(有效氯35％)和漂粉精(充分反应有效氯70％)2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。8．氯离子的检验：使用硝酸银溶液，并用稀硝酸排除干扰离子（CO32－、SO32－）。【练习巩固】一、选择题1．漂白粉的有效成分是（）A．次氯酸钙B．氯化钙C．次氯酸D．次氯酸钙与氯化钙2．下列所列各物质的用途中，不正确的是()A．分子筛：吸附剂、催化剂 B．硅胶：干燥剂、吸附剂、催化剂载体C．碳化硅：砂纸、砂轮 D．硅酸：粘合剂、耐火材料3．下面有关硅的叙述中，正确的是()A．硅原子既不易失去电子又不易得到电子，主要形成四价的化合物。B．硅是构成矿物和岩石的主要元素，硅在地壳中的含量在所有的元素中居第一位。C．硅的化学性质不活泼，在自然界中可以以游离态存在。D．硅在电子工业中，是最重要的半导体材料。4.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5．下列试剂能贮存在磨口玻璃塞的试剂瓶里的是（）A．HF溶液 B．KOH溶液 C．盐酸 D．水玻璃6．在下列溶液中通入CO2至过量，原溶液一直保持澄清的是（）A．硅酸钠溶液B．氯化钡溶液 C．石灰水D．漂白粉溶液7．新制氯水与久置的氯水相比较，下列结论不正确的是（）A．颜色相同B．前者能使有色布条褪色C．都含有H+D．加AgNO3溶液都能生成白色沉淀8．自来水可用氯气消毒，某学生用这种自来水去配制下列物质溶液，会产生明显的药品变质问题的是（）A．NaNO3B．FeCl2 C．Na2SO4D．AlCl3与含HCl4mol的浓盐酸共热，在不考虑HCl挥发的情况下得到氯气（）A.2molB.1molC.小于1molD.大于2mol二．填空题洪灾过后，饮用水的消毒杀菌成为抑制大规模传染性疾病爆发的有效方法之一。漂白粉是常用的消毒剂。(1)工业上将氯气通入石灰乳Ca(OH)2制取漂白粉，化学反应方程式为。(2)漂白粉的有效成分是（填化学式）。(3)漂白粉溶于水后，受空气中的CO2作用，即产生有漂白、杀菌作用的次氯酸，化学反应方程式为。(4)反应（1）和反应（3）中，属于氧化还原反应的是（填编号）。三．实验题1.

晶体硅是一种重要的非金属材料。制备纯硅的主要步骤如下：①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅。②粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3：Si+3HClSiHCl3+H2。③SiHCl3与过量的H2在1000～1100℃时反应制得纯硅。已知SiHCl3（沸点℃）能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。

请回答：（1）第①步制备粗硅的化学方程式为____________________。（2）用SiHCl3与过量的H2反应制备纯硅的装置如下（热源及夹持装置已略去）：

①装置B中的试剂是______________，装置C中的烧瓶需要加热，其目的是_______________。②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是__________________，装置D不能采用普通玻璃管的原因是______________，装置D中发生反应的化学方程式为_______________。③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及_________________________。2．某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来，同时证明氯气的某些性质，甲同学设计了如右图所示的实验装置（支撑用的铁架台省略），回答：

（1）A中发生反应的化学方程式

。

（2）①装置B中盛放的试剂为

，作用是

。

②装置D和E中出现的不同现象说明的问题是

。

③写出装置G中发生反应的离子方程式

。(3)乙同学认为甲同学的实验有缺陷，不能确保最终通入AgN03溶液中的气体只有一种。为确保实验结论的可靠性，证明最终通入AgN03溶液的气体只有一种，乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置，你认为该装置应加在

与

之间(填字母序号)，装置中应放入

（填写试剂或用品名称）二、硫及其化合物1.硫元素的存在：硫元素最外层电子数为6个，化学性质较活泼，易得到2个电子呈－2价或与其他非金属元素结合成呈＋4价、＋6价化合物。在自然界中有游离态和化合态。2.硫单质①物性：俗称硫磺，淡黄色固体，不溶于水，熔点低。②化性：S+O2

SO2（空气中点燃淡蓝色火焰，纯氧中蓝紫色）3.二氧化硫（SO2）（1）物质：无色、有刺激性气味有毒的气体，易溶于水，密度比空气大，易液化。（2）SO2的制备：S+O2

SO2或Na2SO3＋H2SO4＝Na2SO4＋SO2↑＋H2O（3）化性①SO2能与水反应SO2+H2OH2SO3（亚硫酸，中强酸）此反应为可逆反应。SO2为酸性氧化物，是亚硫酸（H2SO3）的酸酐，可与碱反应生成盐和水。a.与NaOH溶液反应：SO2(少量)＋2NaOH＝Na2SO3＋H2OSO2＋2OH－＝SO32－＋H2OSO2(过量)＋NaOH＝NaHSO3

SO2＋OH－＝HSO3－b.与Ca(OH)2溶液反应：SO2(少量)＋Ca(OH)2＝CaSO3↓(白色)＋H2O2SO2(过量)＋Ca(OH)2＝Ca(HSO3)2(可溶)对比CO2与碱反应：CO2(少量)＋Ca(OH)2＝CaCO3↓(白色)+H2O

2CO2(过量)＋Ca(OH)2＝Ca(HCO3)2(可溶)③SO2有强还原性，能与强氧化剂（如酸性高锰酸钾溶液、氯气、氧气等）反SO2能使酸性KMnO4溶液、新制氯水褪色，显示了SO2的强还原性（不是SO2的漂白性）。SO2＋Cl2＋2H2O＝H2SO4＋2HCl（将SO2气体和Cl2气体混合后作用于有色溶液，漂白效果减弱。）④SO2的弱氧化性：如2H2S＋SO2＝3S↓＋2H2O（有黄色沉淀生成）⑤SO2的漂白性：SO2能使品红溶液褪色，加热会恢复原来的颜色。可以检验SO2的存在。⑥SO2的用途：漂白剂、杀菌消毒、生产硫酸等。4.硫酸（H2SO4）（1）浓硫酸的物性：纯的硫酸为无色油状粘稠液体，能与水以任意比互溶（稀释浓硫酸：注酸入水且不断搅拌）。质量分数为98%（或l）的硫酸为浓硫酸。（2）浓硫酸三大性质：吸水性、脱水性、强氧化性。①吸水性：浓硫酸可吸收结晶水、湿存水和气体中的水蒸气，可作干燥剂，可干燥H2、O2、SO2、CO2等气体，但不可以用来干燥NH3、H2S、HBr、HI、C2H4五种气体。②脱水性：能将有机物（蔗糖、棉花等）以水分子中H和O原子个数比2︰1脱水，炭化变黑。③强氧化性：浓硫酸在加热条件下显示强氧化性（＋6价硫体现了强氧化性）。◎与大多数金属反应：2H2SO4(浓)＋CuCuSO4＋2H2O＋SO2↑（浓硫酸表现出酸性和强氧化性）◎与非金属反应：2H2SO4(浓)＋CCO2↑＋2H2O＋SO2↑（浓硫酸表现出强氧化性）注意：常温下，Fe、Al遇浓H2SO4或浓HNO3发生钝化。（３）硫酸的用途：干燥剂、化肥、炸药、蓄电池、农药、医药等。【练习巩固】1.下列物质能使品红溶液褪色，且褪色原理基本相同的是（）①活性炭②新制氯水③二氧化硫④臭氧⑤过氧化钠⑥双氧水A.①②④B.②③⑤C.②④⑤⑥D.③④⑥2.检验SO2中是否混有CO2气体，可采用的方法是（）A.通过品红溶液B.先通过NaOH溶液，再通入澄清石灰水C.通过澄清石灰水D.先通过KMnO4酸性溶液，再通过澄清石灰水3.下列实验能证明一定有二氧化硫存在的是（）①能使澄清石灰水变浑浊；②能使湿润的蓝色石蕊试纸变红；③能使品红溶液褪色；④通入足量的氢氧化钠溶液再加BaCl2溶液有白色沉淀产生，该沉淀溶于稀盐酸；⑤通入溴水能使溴水褪色，再滴加Ba（NO3）2溶液有白色沉淀产生都能B.都不能C.③④⑤D.只有⑤4.下列有关三氧化硫的说法中，正确的是（）A.三氧化硫极易溶于水，且与水反应生成H2SO4B.标准状况下，1molSO3的体积约为LC.硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成SO3、SO3均具有漂白性，能使石蕊试液褪色6.能实现下列物质间直接转化的元素是（）A.硅B.硫C.铜D.铁7.下列离子方程式正确的是（）A.向NaOH溶液中通入少量的SO2SO2+OH-=HSO3-B.向氯水中通入少量的SO2Cl2+SO2+2H2O=4H++2Cl-+SO42-C.将SO2通入到饱和的NaHCO3溶液中2H++CO32-=H2O+CO2↑D.将SO2通入到BaCl2溶液中SO2+H2O+Ba2+=BaSO3↓+2H+8.为了除去CO2气体中混有的SO2气体，下列有关仪器和药品的组合中，合理的是（）①洗气瓶②干燥管③固态生石灰④苏打溶液⑤小苏打溶液A.①⑤B.②⑤C.①③D.①④9.已知X、Y为有刺激性气味的气体，有以下转化关系，部分产物未标出。试回答(1)写出下列物质的化学式:：X______、Y______、A______、B______、C______。（2）反应①的化学方程式为_______________________________________,反应②的离子方程式为____________________________________。10.如图是实验室制备SO2并验证SO2某些性质的装置图。试回答：(1)⑥中发生的化学反应方程式为。(2）⑤的作用是，反应的离子方程式为____________________。(3）填表格11.浓硫酸能使石蕊试纸变红，后来又变黑，这是因为浓H2SO4具有（）A.酸性和吸水性B.强氧化性C.酸性和脱水性D.脱水性和强氧化性12.将SO2通入溴水中发生反应：SO2＋Br2＋2H2O＝2HBr＋H2SO4，反应中转移的电子数和还原剂是（）A.2e－，H2SO4B.4e－，SO2C.2e－，Br2D.2e－，SO213.某化学兴趣小组为探究常温下某非金属氧化物形成的未知气体的成分。该小组成员将气体通入澄清石灰水，发现澄清石灰水变浑浊，持续通入发现浑浊又变澄清，由此该小组成员对气体的成分提出猜想。【提出猜想】猜想1：_______________________________________猜想2：_______________________________________猜想3：_______________________________________【实验探究】该小组同学按如图所示装置，将气体从a端通入，则：（1）B中应该装下列______试剂（填编号）。溶液溶液C.盐酸D.澄清石灰水（2）A中品红溶液的作用是：。（3）D中澄清石灰水的作用是：。通过实验，该小组同学观察到：①A中品红溶液褪色②C中品红溶液不褪色③D中澄清石灰水变浑浊【得出结论】（4）由上述现象该小组同学确认该气体的成分为：。三、氮及其化合物1.氮的氧化物：N2＋O22NO，生成的一氧化氮很不稳定：2NO＋O2==2NO2NO：无色气体，有毒，能与人血液中的血红蛋白结合而使人中毒（与CO中毒原理相同），不溶于水。NO2：红棕色气体（与溴蒸气颜色相同）、有刺激性气味、有毒、易液化、易溶于水，并与水反应：3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO以上三个反应是“雷雨固氮”、“雷雨发庄稼”的反应。2.硝酸（HNO3）：（1）物性：纯硝酸无色、有刺激性，油状液体。低沸点、易挥发，98%以上的硝酸叫“发烟硝酸”。（2）化性：有一般酸的通性。浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂，能氧化大多数金属，但不放出氢气，通常浓硝酸产生NO2，稀硝酸产生NO，如：①Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O②3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O加热时发生反应：Fe＋6HNO3(浓)=Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O当溶液中有H＋和NO3－时，相当于溶液中含HNO3，因为硝酸具有强氧化性，使得在酸性条件下NO3－与具有强还原性的离子如S2－、Fe2＋、SO32－、I－、Br－因发生氧化还原反应而不能大量共存。3.氨气（NH3）（1）物理性质：无色气体，有刺激性气味、比空气轻，易液化，极易溶于水，1体积水可以溶解700体积的氨气（可做红色喷泉实验）。浓氨水易挥发出氨气。（2）氨气的化学性质：a.溶于水溶液呈弱碱性：NH3＋H2O=NH3·H2ONH4＋＋OH－氨水中的微粒：H2O、NH3、NH3·H2O、NH4＋、OH—、H＋(极少)。b.氨气可以与酸反应生成盐：①NH3＋HCl＝NH4Cl

②

2NH3＋H2SO4＝(NH4)2SO4（3）氨气的实验室制法：1）原理：铵盐与碱共热产生氨气2）装置特点：固＋固气体，与制O2相同。3）收集：向下排空气法。4）验满：a.湿润的红色石蕊试纸（唯一使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体）b.蘸浓盐酸的玻璃棒(产生白烟)5)干燥：用碱石灰（NaOH与CaO的混合物）或生石灰在干燥管或U型管中干燥。（4）氨气用途：液氨易挥发，汽化过程吸收热量，使得周围环境温度降低，可以作制冷剂。4.铵盐：均易溶于水，且都为白色晶体（很多化肥都是铵盐）。(1)受热易分解放出氨气：NH4ClNH3↑＋HCl↑

NH4HCO3NH3↑＋H2O↑＋CO2↑(2)干燥铵盐与碱固体混合加热反应生成氨气，可制备氨气：2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O(3)NH4＋检验：样品加碱混合加热，放出的气体能使湿的红色石蕊试纸变蓝，则证明该物质有NH4＋。【练习巩固】1.将下列物质敞放于空气中，放置一段时间后质量增大的是（）A.浓盐酸B.浓氨水C.浓硫酸D.浓硝酸2.以下气体能用水作喷泉实验的是（）3.将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，会有三价铁生成的是（）（双选）

A.硫酸B.氯水C.硝酸锌 D.氯化铜4.下列叙述不正确的是（）(双选）易液化，液氨常用作制冷剂B.与金属反应时，稀HNO3可能被还原为更低价态，则稀HNO3氧化性强于浓HNO3C.氨盐受热易分解，因此贮存氨态氮肥时要密封保存，并放在阴凉通风处D.稀HNO3和活泼金属反应时主要得到氢气5．容积为10mL的试管中集满了NO2和O2混和气体，倒立于水槽中，若水逐渐涌满试管，则混和气中O2体积为()A．2mLB． C．5mLD．无法计算6．一定条件下，将等体积NO和O2先后通入装满水，且倒立于水槽内的试管中，充分反应后，剩余气体体积约为原总体积的()A．B．C．D．7．下列反应发生了氮的固定作用的是()A．N2和H2在一定条件下反应生成NH3B．NO和O2反应生成NO2C．NH3经催化氧化生成NOD．由NH3制碳铵和硫铵8．氮气能大量存在于空气中，且能维持固定含量的最主要因素是()A．N2是非极性分子B．N2难溶于水C．N2比空气稍轻 D．N2分子结构稳定9．通常情况下气体能共存的是()A．N2、O2 B．NH3、HClC．NO、O2 D．H2S、SO210．下列试剂不能鉴别溴蒸气和NO2气体的是()A．蒸馏水B．KI-淀粉试纸C．AgNO3溶液D．CCl411．下列混合物可以用加热法分离的是()A．碘和NH4Cl B．BaCl2和NH4ClC．食盐和砂D．KClO3和MnO212．能把Na2SO4、NH4NO3、KCl、(NH4)2SO4四瓶溶液区别的一种试剂是()A．BaCl2B．Ba(OH)2 C．Ba(NO3)2D．NaOH13．用一充满氨气的烧瓶作喷泉实验,当水充满整个烧瓶后,烧瓶内氨水的物质的量浓度是(标况)()A．/L B．1mol/LC．/L D．/L14．任何铵盐都具有的性质是()A．都是溶于水的无色晶体B．都带有氨的刺激性气味C．加热后都有氨放出 D．与强碱混合加热,都有氨气放出15．一种盐X和烧碱混合共热，可放出无色气体Y，Y经一系列氧化再溶于水可得Z溶液，Y和Z溶液反应又可生成X盐，则盐X是()A．(NH4)2SO4B．NH4NO3C．NH4ClD．NH4NO216．密度为g/cm3的氨水，溶质的质量分数为25%，加入等体积蒸馏水稀释后的氨水，溶质质量分数为()A．等于%B．大于%C．小于%D．无法确定17．某金属单质跟一定浓度的硝酸反应，假定只产生单一的还原产物。当参加反应的单质与被还原的硝酸的物质的量之比为2∶1时，还原产物是()A．NO2 B．NO C．N2OD．N218．鉴别三瓶浓酸：HCl、H2SO4、HNO3可选用的试剂是()A．BaCl2溶液 B．AgNO3溶液 C．Cu片 D．CuO粉末19．工业盐酸常呈黄色是因为其中含有离子。浓硝酸常呈黄色是因其中 。浓硝酸使金属铝钝化是由于浓硝酸 。用来溶解金、铂的王水是和以3∶1体积比例配制的混合物。20．在反应3NO2+H2O==2HNO3+NO中，被还原的物质是 ，被氧化的物