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1、 第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角 硅 请同学们准备好化学书 笔记本 美国硅谷 沙子 碳 硅 原子结构示意图 主要化合价 元素主要用来构成的物质 主要存在形式 2 4 4 构成有机物 构成岩石和矿物 单质 CO2 碳酸盐 SiO2 硅酸盐 亲氧元素 碳硅两种元素对比 结晶形无定形 玛瑙 一 二氧化硅和硅酸 1 SiO2 SiO2的存在 如硅藻土 石英晶体 石英制品 2 SiO2的用途 石英研钵 石英坩埚 水晶 玛瑙 二氧化硅用来制光导纤维 光导纤维就是比头发丝还细的 能传导光信号的玻璃丝 制造光导纤维的材料就是二氧化硅 光导纤维主要用于通讯 传感 测量等 光纤通讯的优点就是通信
2、容量大 一对光纤上可同时传送3万门电话 光导纤维 建筑材料 石英 耐高温化学仪器 石英电子表 石英钟 水晶 电子工业的重要部件 光学仪器 高级工艺品和眼镜片 玛瑙 精密仪器轴承 耐磨器皿和装饰品 Si O 正四面体的空间网状结构 3 SiO2的结构 根据SiO2的存在和用途 分析SiO2具有哪些物理性质 化学稳定性如何 物理性质 化学稳定性 不溶于水硬度大熔点高 很稳定 思考 二氧化硅属什么氧化物 它们的通性是什么 二氧化硅是否具有这些通性 二氧化硅有什么特性 HF SiF4 SiO2 Na2SiO3 H2SiO3 NaOH HCl CaO CaSiO3 Si C SiO2 2C Si 2CO
3、 高温 SiO2的通性 特性 氧化性或还原性 高温 4 SiO2的性质 不反应 酸性氧化物 不反应 CO2 H2O H2CO3 SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O CO2 2NaOH Na2CO3 H2O SiO2 CaO CaSiO3 SiO2 4HF SiF4 2H2O CO2 CaO CaCO3 高温 溶液有黏性 工业上用HF雕刻玻璃 雕花玻璃 1 SiO2的特性 不与水反应得相应的酸 与HF反应 思考 3 实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞或木塞而不用玻璃塞 提示 玻璃中含有SiO2 4 实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸 2 SiO2是两性氧化物吗 Na2SiO3溶
4、液 2 硅酸 H2SiO3 1 制备 实验4 1 酚酞 现象 溶液变红 结论 Na2SiO3溶液呈碱性 加HCl 现象 溶液红色变浅至无色 同时有白色胶状物质产生 结论 H2SiO3易成凝胶 难溶于水 原理 Na2SiO3 2HCl 2NaCl H2SiO3 胶体 较强酸制较弱酸 过程 硅酸溶胶 液态胶体 2 性质 白色胶状 难溶于水 弱酸性 不能使指示剂变色 脱水形成硅胶 硅胶做干燥剂和催化剂载体 硅胶 硅酸 硅酸凝胶 固态胶体 Na2SiO3 CO2 H2O H2SiO3 胶体 Na2CO3 稀HCl 石灰石 Na2SiO3溶液 饱和NaHCO3溶液 思考 如何比较盐酸 碳酸 硅酸的酸性强
5、弱 如何设计实验证明 硅酸盐是由硅 氧和金属元素组成的化合物的总称 二 硅酸盐 1 Na2SiO3 水溶液俗名 水玻璃 泡花碱 易溶于水 具有黏性 可做黏合剂 防火剂 实验4 2 原料 纯碱 石灰石 石英 2 玻璃 Na2CO3 SiO2 Na2SiO3 CO2 CaCO3 SiO2 CaSiO3 CO2 高温 高温 主要成分 SiO2 Na2SiO3 CaSiO3 3 水泥 原料 黏土 石灰石 主要成分 硅酸三钙 3CaO SiO2 硅酸二钙 2CaO SiO2 铝酸三钙 3CaO Al2O3 等 三 硅单质 1 物理性质 有金属光泽的灰黑色固体 熔点高 硬度大 质脆 良好的半导体 晶体和无
6、定形两种 原料 黏土 4 陶瓷 2 用途 半导体 信息技术 光电池材料等 太阳能电池 电脑的中央处理器 CPU 硅芯片的使用 使计算机的体积已缩小到笔记本一样大小了 大规模集成电路 硅的用途非常广泛 可用来制造集成电路 晶体管 硅整流器等半导体器件 还可以制太阳能电池 制铝合金 铁合金等多种合金 硅芯片 第四章非金属及其化合物第二节富集在海水中的元素 氯 请同学们准备好化学书 笔记本 浩瀚的大海 一 氯原子结构特点 Cl2具有强氧化性 在自然界以化合态形式存在 是 成盐元素 Cl 得e Cl 一 活泼的黄绿色气体 氯气 京沪高速公路淮安路段液氯的泄漏 新华网报道 2005年3月29日 京沪高速
7、公路淮安路段一辆满载液氯的液罐车和对面来车相撞 大量液氯外泄 据目击者描述 一股黄绿色的气体就像探照灯光一样 唰 地射向空中 并有刺鼻的味道 眼睛也熏得睁不开 事发后消防队员不断地用水枪喷射 但还是造成350人中毒进医院救治 28人中毒死亡 附近居民采取应急措施 疏散到高坡上 颜色 气体 气味 溶解性 密度 毒性 二 物理性质 物理性质 黄绿色气体 比空气大 能溶于水 1 2 有刺激性 有毒 较低 易液化 在实验室里闻氯气时 必须十分小心 应该用手在瓶口轻轻地扇动 仅使极少量的氯气飘入鼻孔 当闻其它的气体气味时 也应该采用这种方法 氯气有毒 氯离子是否有毒 氯气是黄绿色 氯离子是否也是黄绿色
8、2Na Cl2 2NaCl 点燃 Cu Cl2 CuCl2 点燃 2Fe 3Cl2 2FeCl3 点燃 黄色火焰 白烟 棕黄烟 棕红烟 1 与金属反应 三 化学性质 氯气可与大多数金属反应时显强氧化性 把变价金属 如铁 铜等 氧化成高价态 小结 氯气与Fe Cu Na的反应中作为什么剂 Fe与稀盐酸及Fe与氯气的反应中Fe价态的变化 说明了什么 常温下 干燥的氯气和铁不反应 可以用钢瓶盛装氯气 思考 燃烧的条件及其本质 H2 Cl2 2HCl 安静燃烧 苍白色火焰 瓶口有白雾 点燃 2 与非金属反应 P83思考与交流 发光发热的剧烈的氧化还原反应 Cl2 2KI 2KCl I2 实验室用湿润的
9、淀粉KI试纸检验Cl2 变蓝 3 与盐反应 实验探究 Cl2与H2O反应 Cl2 H2O 药品 稀HNO3 AgNO3 石蕊试液 pH试纸 Mg条等 氯气溶于水后 一部分氯气与水发生反应 氯水中含有 Cl2 H Cl 有漂白性的物质 H2O 1 把盐酸滴在红色纸条上 2 红色纸条一半沾湿放入新制氯水中 盖上玻片 实验探究 讨论分析 1 纸条不褪色 盐酸无漂白性 2 湿润的纸条褪色 湿润的氯气有漂白性 干燥纸条不褪色 干燥的氯气无漂白性 Cl2 H2O HCl HClO 次氯酸 HClO性质 强氧化性 漂白性 弱酸性 不稳定性 2HClO 2HCl O2 光照 4 与水反应 酸性 H2CO3 H
10、ClO 实验室中使用的氯水只能现配现用 并盛放在棕色试剂瓶中 0 1 1 根据刚刚学的氯气和水的反应以及次氯酸的性质 我们来推导一下新制氯水的成分 如果放置较长的一段时间氯水的成分会变吗 探究 新制氯水 Cl2 主要 H2O HClO H Cl ClO 久置氯水 H2O H Cl 问题情景 次氯酸具有漂白作用 但由于它不稳定 易分解 不易保存 不适合直接拿到市场去销售 那么有没有更好的办法呢 根据氯气和水的反应设想一下 如果将氯气通入氢氧化钠溶液中会发生怎样的反应 5 氯气和碱的反应Cl2 2NaOH NaCl NaClO H2O 漂白液的成分 NaCl NaClO H2O 有效成分 NaCl
11、O Cl2 2OH ClO Cl H2O 在工业上 氯气与消石灰反应可以制得漂白粉 对比氯气和氢氧化钠溶液的反应 写出制漂白粉的化学反应方程式 其有效成分是什么 起漂白作用的物质是什么 工业上制取漂白粉方法 2Cl2 2Ca OH 2 CaCl2 Ca ClO 2 2H2O漂白粉 漂粉精的成分 CaCl2 Ca ClO 2有效成分 Ca ClO 2 漂白液和漂白粉的漂白原理A NaClO HCl NaCl HClO2NaClO CO2 H2O Na2CO3 2HClOB Ca ClO 2 2HCl CaCl2 2HClOCa ClO 2 CO2 H2O CaCO3 2HClO 四 氯气的用途1
12、 作消毒剂 氯气与水反应生成次氯酸 2 制造盐酸 氯气与氢气反应 3 制造漂白粉 氯气与碱的反应 4 合成塑料等的原料 气体制备实验设计一般步骤 发生装置 净化装置 干燥装置 吸收装置 反应物状态及反应条件 气体及杂质的性质 气体的性质选择干燥剂 气体的性质 气体收集 密度和溶解性 1 制取原理 五 氯气的实验室制法 MnO2 4HCl 浓 MnCl2 Cl2 2H2O 2 除杂装置 饱和食盐水 除HCl气体 浓硫酸 除H2O气体 4 收集装置 向上排气法或排饱和食盐水法 5 尾气吸收 碱液或碱石灰 3 干燥装置 A固液反应 B固固反应 反应装置 洗气装置 液体吸收剂 固体吸收剂 长进短出 气
13、体的收集 排水取气法 排空气取气法 尾气的吸收 易溶于水气体 短进长出 密度比空气大 密度比空气小 二 Cl 的检验 先加稀HNO3酸化 再加AgNO3 有白色沉淀 先加AgNO3有白色沉淀 再加稀HNO3白色沉淀不溶解 第四章非金属及其化合物第三节硫和氮的氧化物 请同学们准备好化学书 笔记本 乐山大佛开凿于唐玄宗开元初年 公元713年 为世界第一大石刻弥勒佛 佛是一座山 山是一尊佛 是其真实写照 请同学们仔细观察 历经千年时间的流逝 是什么物质使大佛鼻翼发黑 佛容暗淡呢 一 硫元素的存在 游离态 化合态 1 2 一 二氧化硫和三氧化硫 1 氧化性 2 化学性质 2 还原性 发出明亮的蓝紫色火
14、焰 生成有刺激性气味的气体 Fe S FeS 1 物理性质 黄色晶体 不溶于水 微溶于酒精 易溶于二硫化碳 CS2 二 硫单质 俗称硫黄 的性质 常见S化合价为 2 0 4 6你能说出其代表物吗 单质硫会具有哪些化学性质 2Fe 3Cl2 2FeCl3 点燃 2010 12 17的空气质量日报 北京空气质量播报 思考1 物理性质体现在哪些方面 色 味 态 密 溶 熔 沸 毒 探究1 请设计一个实验来证明SO2是否易溶于水 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 三 SO2的性质 1 物理性质 观察试管中SO2的色 态 把试管倒立在水中 打开胶塞并轻摇试管 在水下
15、用胶塞塞紧试管并取出 思考2 研究物质的化学性质可从哪些方面入手 从组成上看 SO2一种非金属氧化物 非金属氧化物有很多是酸性氧化物 从SO2中S元素的化合价看 推断它应具有怎样的化学性质 可能有某些特性 探究2 SO2溶于水仅仅是溶于水吗 有没有发生化学反应 发生化学反应的判断依据是什么 2 化学性质 探究现象 1 溶液PH 72 石蕊试液变红3 澄清石灰水变浑浊 探究过程 用三支试管分别各取少量刚才试管中的SO2水溶液1 用PH试纸测溶液的PH2 滴入2 3滴石蕊试液 观察溶液颜色的变化3 加入到另一支盛有澄清石灰水的试管中 探究结论2 SO2溶于水 实质上有部分与水发生了化学反应 体现了
16、酸性氧化物的性质 能与水 碱及碱性氧化物等发生反应 请写出SO2与CaO NaOH溶液 Ca OH 2溶液 水反应的化学方程式 1 酸性氧化物 SO2 CaO CaSO3 SO2 2NaOH Na2SO3 H2O SO2 Ca OH 2 CaSO3 H2O 能否说使澄清石灰水变混浊的气体一定是CO2 思考3下列反应是否为可逆反应 可逆反应 在同一条件下既能向正反应方向又能向逆反应方向进行的反应 可逆号 酸性 H2SO3 H2CO3 SO2 H2OH2SO3 亚硫酸 思考4 根据SO2中S元素的化合价推断它应具有怎样的化学性质 氧化性 还原性 或既有氧化性 又有还原性 探究3 怎样设计一个实验来证明SO2具有还原性 2 氧化性 还原性 主要是还原性 探究过程 向SO2的水溶液中滴入几滴酸性KMnO4溶液 观察现象 探究现象 酸性KMnO4溶液褪色 从SO2中S元素的化合价进行理论探究 可知SO2还应具有氧化性 如 SO2 2H2S 3S 2H2O 氧化性 SO2 Cl2 2H2O H2SO4 2HCl 氯水褪色 写出SO2通入氯水中方程式 加热 又恢复红色 3 漂白性 实验现象 品红溶液
