硅、氯及其化合物

第一节无机非金属材料的主角一一硅、1.物理性质 2.硅的化学性质一一还原性不能被浓硫酸、浓硝酸等不能被浓硫酸、浓硝酸等强氧化剂氧化I— 溶液反应［加热或高遢与Cl?等反应与氢氟酸反应：Si+4HF====SiF4f+2H2f；与NaOH溶液反应：Si+2NaOH+H2O=====Na2SiO3+2H2f;与O2反应：Si+02^^Si02。二、CO和SiO的比较22物质二氧化硅二氧化碳晶体类型原子晶体分子晶体物理性质硬度大、熔沸点高、常温下为固体、不溶于水熔沸点低，常温下为气体，微溶于水化学性质①与水反应不反应CO+HO HCO2 2 2 3②与酸反应SiO+4HF=SiFf+2HO2 4 2不反应③与碱反应高温SiO+2NaOH=NaSiO+HO2 2 3 2盛碱液的试剂瓶用橡皮塞CO+2NaOH=NaCO+HO或2 2 3 2CO+NaOH=2NaHCO2 3④与盐反应高温SiO+NaCO=NaSiO+COf2 2 3 2 3 2SiO高温aCO=CaSiO+COf2 3 3 2Ca(ClO)+CO+HO=CaCO；+2HC1O2 2 2 3CO+NaCO+HO=2NaHCO2 2 3 2 3⑤与碱性氧化物反应SiO+CaO=CaSiO2 3CO+NaO=NaCO2 2 2 3⑥与碳反应高温丫CO2+C 2CO；2C+SiO高温>Si+2COT2主要用途化工原料、灭火剂。干冰用作制冷剂，人工降雨。制光学仪器、石英玻璃。水晶可制作饰品，常用来制造通讯材料光导纤维。3、硅酸及硅酸盐硅酸①物理性质：与一般的无机含氧酸不同，硅酸难溶于水。⑵化学性质：a.弱酸性:是二元弱酸，酸性比碳酸弱，与NaOH溶液反应的化学方程式为:HSiO+2NaOH==NaSiO+2H0。TOC\o"1-5"\h\z2 3 2 3 2b.不稳定性：受热易分解，化学方程式为：HSiO^^HO+SiO。2 3 2 2⑶制备：通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得，如Na2SiO3溶液与盐酸反应：NaSiO+2HCl==HSiO(+2NaCl2 3 2 3⑷用途：硅胶可用作干燥剂、催化剂的载体等。2、硅酸盐⑴硅酸盐：

⑵硅酸钠：⑶硅酸盐组成的表示三、常见无极非金属材料及其主要用途1•传统的无极非金属材料硅酸盐产品水泥qxbnW玻璃陶瓷原 料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英黏土反应原理发生复杂的物理化学变化(不作要求)高温SiO+NaCO=NaSiO+COf2 2 3 2 3 2高温SiO+CaCO=CaSiO+COf2 3 3 2反应原理发生复杂的物理化学变化(不作要求)高温SiO+NaCONaSiO+COf2 2 3 2 3 2高温SiO+CaCO=CaSiO+COf2 3 3 2主要设备水泥回转窑玻璃窑陶瓷窑主要成分3CaO・SiO、2CaO・SiO、3CaO・AlO2 2 23NaSiO、CaSiO、SiO2 3 3 2反应条件高温高温高温硅及其化合物的特殊性质硅高温2COf+Si高温2COf+Si。硅的还原性强于碳，但碳能还原Si02：SiO2+2C非金属单质跟碱溶液作用一般无H2产生，但Si能跟碱溶液作用放出H2：Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2f。非金属单质一般不跟非氧化性酸反应，但硅能跟氢氟酸反应。非金属单质一般为非导体，但硅为半导体。二氧化硅非金属氧化物的熔沸点一般较低，但SiO2的熔点却很高。酸性氧化物一般不跟酸反应，但SiO2能跟氢氟酸反应。3.硅酸无机酸一般易溶于水，但H2SiO3难溶于水。H2CO3的酸性强于H2SiO3，所以有Na2SiO3+CO2+H2O====H2SiO3；+Na2CO3，但在高温下高温Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2f能发生是因为生成的CO2容易挥发。第二节富集在海水中的元素一一氯

一、氯气的性质及其应用1物理性质：常温下，氯气是黄绿色、有刺激性、能溶于水、比空气重、易液化的有毒气体。2化学性质和用途与金属反应如：a.2Na+Cl 2NaCl(产生白烟)b.Cu+Cl CuCl(产生棕黄色的烟)c.2Fe+3Cl 2FeCl2 2 2 2 3(产生棕色的烟)注：常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应，所以液氯通常储存在钢瓶中。与非金属反应如:H2+Cl2』』2HCl(发出苍白色火焰，有白雾生成)——可用于工业制盐酸光昭H+Cl」 2HC1(会发生爆炸)——不可用于工业制盐酸22与水反应：溶于水的氯气部分与水反应Cl2+H2O=^H++Cl-+HC10成分：三种分子(h2o、ci2、hcio)、四种离子(ci。—、ci_、h+、oh—)。性质：氯水的多种成分决定了它具有多重性质。3•新制氯水、久置氯水及液氯成分比较与碱反应：与NaOH溶液反应C1+2OH-==Cl-+ClO-+HO22与某些还原性物质反应如：a.2FeCl+Cl=2FeCl2 2 32KI+Cl2=2KCl+I2(使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色，用于氯气的检验)SO+Cl+2HO=2HC1+HSO2 2 2 2 4次氯酸和次氯酸盐的性质次氯酸(HC1O)酸性弱于碳酸使有色布条褪色用作消毒剂、漂白剂一强氧

使有色布条褪色用作消毒剂、漂白剂一强氧

化性—弱酸性厂见光分解舌詢欝氯水的配〜—疋饪「制与保存⑴弱酸性：酸性比碳酸弱。不稳定性：2HC1O=^：2HC1+O2f，氯水要现用现配制，保存在棕色试剂瓶中。强氧化性：使有色布条褪色，用作消毒剂、漂白剂。2•漂白粉主要成分是CaCl和Ca(ClO)，有效成分是Ca(ClO)222漂白原理是:Ca(ClO)+CO+HO===CaCO；+2HC1O，产生的HC1O具有漂白性和强氧化性，由于Ca(ClO)能与空2 2 2 3 2气中的CO2、H2O反应生成HC1O且HC1O见光易分解，所以漂白粉应密封保存。工业上常用氯气和石灰乳制取漂白粉2C1+2Ca(OH)===CaCl+Ca(C1O)+2HO22222溶液呈碱性，具有强氧化性。

失效原理：Ca(CIO)：+CO2+H:O===CaC(：)3+2HC1O.2HClSwHCl+O2f故漂白粉须密封保存。三、氯气的制法1.实验室制法浓》厶⑷灶+St+科。，叫是氧化剂，HCl是还原剂。饱和食盐水浓盐酸表现还原性和酸性发生装置除杂装置浓硫酸NaOH溶液收集装置尾气处理装置实验步骤月9弓虽霰化齐U(女口KMnC>4、K2Cr2O7>KCIO3、饱和食盐水浓盐酸表现还原性和酸性发生装置除杂装置浓硫酸NaOH溶液收集装置尾气处理装置实验步骤月9弓虽霰化齐U(女口KMnC>4、K2Cr2O7>KCIO3、Mu。？等)氧化浓盐酸。nO2+4HCl(浓)△MnCJ+Cl?T固体+液体体满右+2H2O用饱和食盐水除去HC1,H^SOq除去水熬"o再用浓向上排空气法豉排饱和負盐水法。月目弓虽硕濬液(女口NaOH濬液)殴收。⑴将湿润於J淀粉碘化钾试纸靠近盛―旳并瓦

口，刘a祭至u试纸立艮卩莊蓝”贝ij证明已集满<(2)将淀润的蓝邑石蕊试纸琳近盛<兀的瓶:口”观祭至U试纸立即发生先空红后褪色的空化,贝IJ证明已隼满。厂⑴必须月目浓盐酸，币希盐酸不反应为了械少制得的Cl?中HG1的含量，断以力口热温度不宜过同，滅少HCJ挥发°实验结東卮，先便反应停止并排出残留的〈Cl“再拆卸装置，避免污染空r。(4)层r吸收时，不能用澄清石欢水吸收Cl2,因为濬液中含Ca(OH)2境少，吸收不o2.工业制法化学方程式为：2NaCl+2H0通电2NaOH+HT+C1T222四、卤素及其化合物的特性和用途氟①无正价和含氧酸、非金属性最强，F—的还原性最弱。②与H2反应在暗处即爆炸。③2F2+2H2O===4HF+O2oHF是弱酸，能腐蚀玻璃，保存在铝制器皿或塑料瓶中；有毒，在HX中沸点最高。溴①Br2是深红棕色液体，易挥发②Br2易溶于有机溶剂。③盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴不能用橡胶塞。碘①12遇淀粉变蓝色。②12加热时易升华。③12易溶于有机溶剂。④食用盐中加入KIO3可防治甲状腺肿大。卤化银①AgF易溶于水，AgCl白色不溶于水，AgBr淡黄色不溶于水，AgI黄色不溶于水。AgCl、AgBr、AgI也不溶于稀硝酸。除AgF外，均有感光性，其中AgBr作感光材料，可用于照相。AgI可用于人工降雨。 ④12与Fe反应产生FeI2，其他卤素单质生成FeX3。五、卤素离子的检验方法1.AgNO3溶液一一沉淀法加亠滴加AgNO3溶液和稀硝酸生成浅黄色沉淀，则有cr—沉淀，则有Br~生成浅黄色沉淀，则有厂置换一一萃取法未知液加适量新制

饱和氯水:振荡未知液加适量新制

饱和氯水:振荡加人CCb(下层》或

汽油(上层)，振荡'红棕备或橙红色，表明有I—黄敎芝兰.氧化一一淀粉法检验I-—未知液加人适量新制饱和氯水(双氧水)振荡未知液加人适量新制饱和氯水(双氧水)振荡淀粉溶液

振荡蓝色容液，表示有I2•卤族兀素包括氟(F)、氯(C1)、溴(Br)、碘(I)和放射性元素砹(At).在自然界中卤素无游离态，都是以化合态的形式存在.颜色状态(常态)熔点、沸点溶解度(水中)密度F2浅黄绿色浅气体低降小Cl2黄绿色气体部分溶于水，Br°深红棕色］深液体高易挥发低r并与水发生不「大I2紫黑色、固体1升华1同程度反应氟F氯Cl溴Br碘I

核电荷数9 17 35 53原子结构的相似性最外层上的电子数都是7个卤素化学性质的相似性①氟只有一1价，其余卤素有一1、+1、+3、+5、+7价②单质都具有强氧化性，是强氧化剂③单质均能与h2化合生成卤化氢气体，与金属单质化合生成金属卤化物④单质都能与水、强碱反应，Br2、匚的反应与C12类似原子结构的递变性核电荷数、电子层数少 抄 多原子半径小 * 大化学性质的递变性原子得电子能力强 > 弱单质的氧化性单质与氢气化合易 ► 难单质与水反应剧烈 ► 缓慢（微弱）对应阴离子的还原性弱 > 强C12I2与h2化合的条件冷、暗点燃或光照500°C持续加热反应情况爆炸强光照射时爆炸缓慢化合缓慢化合，生成的HI同时分解产生卤化氢的稳定性HF>HC1>HBr>HI（3）卤素单质与水的反应.①2F2+2H2O=4HF+O2（置换反应）注意：将F2通入某物质的水溶液中，F?先跟也0反应.如将F2通入NaCl的水溶液中，同样发生上述反应，等等.②X2+H2O=HX+HXO（X=C1、Br、I）.⑷卤素单质间的置换反应.2NaBr+C12（新制、饱和）=2NaCl+Br22Br—+Cl=2C1-+Br22［卤化银］AgFAgClAgBrAgI颜色白色白色浅黄色黄色 >逐渐加深溶解性易溶于水「难溶于水，也难溶于稀HNO,感光性见光分解：2AgX2Ag+X2（X—Cl、Br、I「用途2检验X-：Ag++x——AgXJ（试剂为AgNO3溶液和稀HNO3）制作感光材料（常用AgBr）③AgI用于人工降雨3•物质的量应用于化学方程式的计算（1）原理：化学方程式中各物质的化学计量数之比，可以表