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1、无机非金属材料的主角硅 硅在地壳中的含量为26.3%，仅次于氧。硅是一种 _元素，在自然界中它总是与氧相互化合，以熔点很高的 及 的形式存在，它们构成地壳中大部分的岩石、沙子和土壤，约占地壳质量的90%以上。硅和碳原子结构相似，碳是构成有机物的主要元素。,亲氧,氧化物,硅酸盐,1二氧化硅和硅酸 SiO2是硅最重要的化合物，地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的12%，其存在形态有_ 和_两大类，统称硅石，它的硬度_，熔点_，不导电，不溶于水。新型无机非金属材料中的光导纤维的成分也是二氧化硅。 纯净的二氧化硅是现代光学及光纤制品的基本原料，实验室使用的_坩埚，用_和_制作的饰物和工艺品为越来越多
2、的人所喜爱。以SiO2为主成分的沙子是基本的建筑材料。,结晶形,无定形,大,高,石英,石英,玛瑙,二氧化硅的化学性质不活泼，不与水反应。氢氟酸(HF)是唯一可以与它发生反应的酸： SiO24HF=SiF42H2O，玻璃中含有SiO2，可以用HF来刻蚀玻璃。 二氧化硅是酸性氧化物，能与碱性氧化物或强碱反应生成盐：SiO2CaO CaSiO3，SiO22NaOH=Na2SiO3H2O。所以实验室盛装NaOH溶液等碱液的试剂瓶用橡皮塞，而不用玻璃塞(玻璃塞中含有SiO2)。,硅酸是不溶的弱酸，只能通过可溶性硅酸盐与酸反应制取： Na2SiO32HCl=H2SiO32NaCl。 硅酸凝胶经干燥脱水后得
3、到多孔的硅酸干凝胶，称为“硅胶”。常用作干燥剂及催化剂的载体。,2硅酸盐 硅酸盐是由_组成的化合物的总称，在自然界分布极广。硅酸盐是一类结构复杂的固态物质，大多不溶于水，化学性质很稳定。硅酸钠(Na2SiO3)是最简单的硅酸盐，其水溶液叫水玻璃，是制取硅胶和木材防火剂等的原料。硅酸盐组成的表示形式：通常用_和_的组合形式表示其组成。如：硅酸钠(Na2SiO3)Na2OSiO2，硅酸钙(CaSiO3) CaOSiO2。,硅、氧和金属,二氧化硅,金属氧化物,传统的硅酸盐材料包括陶瓷、玻璃、水泥等，是使用量很大的无机非金属材料。 制取玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英，两个反应方程式： SiO2CaCO
4、3 CaSiO3CO2 SiO2Na2CO3 Na2SiO3CO2。 特殊的含硅物质：碳化硅(SiC，俗称金刚砂)具有金刚石的结构，硬度大，可用作砂纸、砂轮磨料；含4%硅的硅钢具有很高的导磁性，主要用作变压器铁芯；硅橡胶既耐高温又耐低温，用于制造火箭、导弹、飞机的零件和绝缘材料；人工制造的分子筛(一种铝硅酸盐)，主要用作吸附剂和催化剂。,3硅单质 硅是一种重要的非金属单质，用途非常广泛，单质硅有_和_两种。晶体硅结构与金刚石类似，晶体硅是带有_的_色的固体，熔点_，硬度_，有_性，由于晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的_材料。硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器、半导体器件。硅还可
5、制成太阳能电池。 工业上用碳在高温下还原二氧化硅可得粗硅：SiO22C Si2CO，粗硅提纯后得到纯硅。,晶体,无定形,金属光泽,灰黑,高,大,脆,半导体,富集在海水中的元素氯 氯在自然界中以_存在，主要以_的形式存在于海水和陆地的矿盐中。氯原子最外层有7个电子，在化学反应中它很容易得到_个电子形成_，表现为典型的_。 1活泼的黄绿色气体氯气 氯气在通常情况下呈_色，是一种有强烈刺激性气味的有毒气体。与其他气体一样，氯气在低温和加压的条件下可以转化为液态(称为液氯)和固态。1体积水约溶解2体积的氯气。氯气是很活泼的非金属单质，具有强氧化性。,化合态,NaCl,1,氯离子(Cl),非金属性,黄绿
6、,(1)能与大多数金属化合，生成金属氯化物(盐)。氯气与变价金属反应时，金属均被氧化成高价态，如：Fe被氧化成FeCl3，Cu被氧化成CuCl2，如：2Fe3Cl2 2FeCl3 CuCl2 CuCl2。但常温下液态氯与铁不发生化学反应。 (2)氯气也能与许多非金属化合。如：氢气在氯气中燃烧，产生苍白色火焰，瓶口有大量的白雾(HCl气体和空气中的水分形成盐酸酸雾)： H2Cl2 2HCl(工业制盐酸的反应原理) 说明：H2和Cl2的混合气体在强光照射下能发生剧烈爆炸。,(3)与水反应 氯气的水溶液叫_。氯水是_色的液体。在常温下，溶于水中的部分氯气与水反应生成_和_，反应方程式为_。 次氯酸具
7、有强氧化性，因此能杀死水中的病菌，起到消毒作用。氯水也因为含有次氯酸而具有漂白作用。 次氯酸是很弱的酸(酸性比碳酸弱)，不稳定，只存在于水溶液中，在光照下容易分解：2HClO 2HClO2。,氯水,浅黄绿,盐酸,次氯酸,Cl2H2O=HClHClO,新制氯水中的主要微粒有H、Cl、HClO、Cl2、H2O等，在与不同物质作用时可以表现出多重性质。,在新制氯水中滴加紫色石蕊试液，溶液先变红后褪色，是由于氯水呈酸性使石蕊变红，而HClO氧化红色物质而褪色。 说明：液氯是液态时的氯气单质，氯水是氯气溶于水与水反应后的混合物，两者性质是有差异的。,(4)氯气和碱反应： Cl22NaOH=NaClNaC
8、lOH2O 2Cl22Ca(OH)2=Ca(ClO)2CaCl22H2O,2.氯离子(Cl)的检验 在被检物质的溶液中，先滴入少量的_，将其酸化，排除 CO32- 等离子的干扰，然后再滴入 _，如产生白色沉淀，则可判断该溶液中含有Cl。 3成盐元素卤素 卤素包括：_、_ 、_、_ 、_，这些元素的最外层都有_个电子，是典型的_元素。,稀硝酸,硝酸银溶液,氟(F),氯(Cl),溴(Br),碘(I),砹(At),7,非金属,F2、Cl2、Br2、I2都具有氧化性，其氧化性F2Cl2Br2I2，因此在溶液中几种卤素单质可以发生由强至弱的置换反应，但由于F2能与水剧烈反应，故F2不能置换其他卤素。 如
9、：将氯气分别通入KBr溶液和KI溶液： Cl22KBr=2KClBr2； Cl22KI=2KClI2。 将溴水滴入KI溶液中： Br22KI=2KBrI2。,硫及其重要化合物的主要性质 1硫单质 硫是一种重要的非金属元素，广泛存在于自然界。游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里。硫俗称_，是一种_晶体，质脆，易研成粉末。硫不溶于_，微溶于_，易溶于_，硫或含硫物质在空气中燃烧生成二氧化硫：SO2 SO2。,硫黄,黄色,水,酒精,二硫化碳(CS2),2.二氧化硫和三氧化硫 二氧化硫(SO2)：无色，有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，容易液化，易溶于水。二氧化硫是形成酸雨的主要气体，排放到
10、大气中有很大危害。 二氧化硫是一种酸性氧化物，具有_，表现的主要性质有： SO2H2O H2SO3 SO2CaO=CaSO3 SO22NaOH=Na2SO3H2O 二氧化硫中硫元素处于4价，能升能降，说明二氧化硫既有氧化性也有还原性，但以_为主。常见反应有：SO22H2S=3S2H2O；,酸性氧化物的通性,还原性,二氧化硫可被氧化成三氧化硫： 2SO2O2 2SO3； SO2能被卤水(包括氯水、溴水、碘水)氧化，从而使卤水褪色。SO2X22H2O=2HXH2SO4(X为Cl或Br或I)。SO2也能被酸性KMnO4溶液氧化，从而使酸性KMnO4溶液褪色。,二氧化硫有_，它能与某些有色物质(重点掌
11、握品红)化合生成不稳定的无色物质。这种无色物质容易分解而使有色物质恢复原来的颜色。因此，二氧化硫气体可使品红溶液褪色，加热溶液又恢复红色。但二氧化硫不能漂白石蕊试液。SO2通入紫色石蕊试液中只使溶液变红而不会褪色。,漂白性,三氧化硫(SO3)：三氧化硫是一种酸性氧化物，具有_，表现的主要性质有： SO3H2O=H2SO4 SO3CaO=CaSO4 SO3Ca(OH)2=CaSO4H2O。 3硫酸 硫酸是工业三强酸之一，硫酸的电离方程式为 _。 具有酸的通性(包括与指示剂、金属、碱、碱性氧化物、部分盐的反应)。如实验室采用稀硫酸和锌反应制取氢气。,酸性氧化物的通性,H2SO4=2HSO42-,浓
12、硫酸具有一些特性：吸水性，脱水性和强氧化性。 吸水性：浓硫酸可将物质中所含的_态的水吸收，是_变化。将一瓶浓硫酸敞口放置于空气中，其质量将_，浓度将_。浓硫酸不仅可以吸收空气中的水，也可吸收混在气体中的水蒸气、混在固体中的湿存水和结晶水合物中的部分结晶水。如把少量的浓硫酸与胆矾混合，现象为_色的胆矾变成_色。利用浓硫酸的吸水性，实验室常用浓硫酸作干燥剂(但不能干燥碱性气体如NH3和还原性气体如H2S)。,游离,物理,增加,降低,蓝,白,脱水性：含碳、氢、氧元素的有机物如纸、棉布、木条、蔗糖等中的氢、氧元素可被浓硫酸按水的组成比脱水。 强氧化性：浓硫酸能将大多数金属(如Cu)或非金属(如C)氧化
13、。 其中氧化剂是浓硫酸，还原剂是铜、碳。 注意：浓硫酸随着反应的进行会变稀，而稀硫酸与铜、碳不反应。如果是活泼金属(如锌等)则会由原来产生SO2变为产生H2。,常温下，铁、铝被浓硝酸或浓硫酸钝化(铁、铝表面被浓硝酸或浓硫酸迅速氧化生成一层致密的氧化膜，阻止内层金属和酸继续反应)。所以浓硫酸可盛装在铁制或铝制容器中。 硫酸是一种重要的化工原料，工业上可用来制化肥、农药、炸药、染料、盐类、精炼石油等。硫酸的消费量常被视为一个国家工业发达水平的一种标志。,氮及其重要化合物的主要性质 1氮气 氮气占空气体积的4/5左右，氮的化学性质稳定，不活泼，但在一定条件下可以和活泼金属(如：镁)、氧气、氢气发生反
14、应： 3MgN2 Mg3N2 N2O2 2NO N23H2 2NH3 2一氧化氮和二氧化氮 NO：_气体，_溶于水，很容易和空气中氧气化合生成NO2：_，特征现象是：无色气体一旦接触氧气或空气立即变成红棕色气体。,无色无味的有毒,难,2NOO2=2NO2,NO2：_色、有刺激性气味的有毒气体，是一种常见的大气污染物，密度比空气大，易液化，易溶于水，和水反应： _。 在任何NO2体系中均存在隐性反应： 2NO2(红棕色气体) N2O4(无色气体)。 3氨 氨气是_色有刺激性气味的气体，比空气轻，易液化，_溶于水，常温下，1体积水大约可溶解700体积氨气，因此实验室可以用氨气做喷泉实验。,红棕,3NO2H2O=2HNO3NO,无,极易,氨的水溶液是氨水，氨溶于水时，大部分与水结合成_。NH3H2O有一小部分电离成_和_，所以氨水显碱性：NH3H2O NH3H2O NH4+
