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1、第四章 非金属及其化合物知识总结第一节 无机非金属材料的主角硅要点精讲 一、二氧化硅和硅酸二、硅酸盐 （1）性质特征：性质稳定，熔点较高，大都难溶于水。 （2）主要原料：黏土（Al2O32SiO22H2O）、石英（SiO2）和长石（钾长石K2OAl2O36SiO2或钠长石Na2OAl2O36SiO2）。（3）主要制品：玻璃、水泥、陶瓷、砖瓦、水玻璃（Na2SiO3的水溶液）等。 （4）水泥和玻璃的生产： 水泥玻璃（普通）原料石灰石、粘土纯碱、石灰石、石英设备水泥回转窑玻璃熔炉反应复杂物理化学变化Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2主要成分3C
2、aOSiO22CaO SiO23CaOAl2O3Na2OCaO 6SiO2特性水硬性（加石膏调节硬化速度）玻璃态物质（在一定温度范围内软化）非晶体三、硅单质 （1）物理性质： a.硅的存在和形态：自然界中没有游离态的硅，主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。 b.晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。 c.导电性：介于导体和绝缘体之间（硅和锗是重要的半导体材料）。 （2）化学性质（和碳相似）形成共价化合物，化学性质不活泼。 常温下，不能强酸、强氧化性酸反应，只能与氟气、氢氟酸（HF）和烧碱等物质反应。 Si + 2F2 = SiF4 Si +4HF=SiF4 +H2 Si + 2NaOH+ H
3、2O=Na2SiO3+2H2 加热条件下，能跟一些非金属单质起反应。 Si + O2 SiO2 Si + 2H2 SiH4 （3）工业制法： SiO2 + 2C Si + 2CO（焦炭在电炉中还原二氧化硅得到粗硅）粗硅提纯后，可以得到可用作半导体材料的高纯硅。 （3）用途：作半导体材料 制合金注意：SiO2与CO2的比较CO2SiO2与碱性氧化物 CaO+CO2CaCO3CaO+SiO2 CaSiO3与碱液2NaOH+CO2=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH = Na2SiO3+H2O与盐反应Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3NaAlO2+CO2+2H2O=Al
4、(OH)3+NaHCO32Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2与碳反应C+CO22CO2C+SiO2 Si+2CO与H2O作用CO2+H2O H2CO3不与水化合与酸反应不反应只与HF反应SiO2+4HF=SiF4+H2O典型例题一、二氧化硅和硅酸例1光纤通信是一种现代化的通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务。目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络，即信息高速公路。光纤通信所使用的光缆，其主要部件为光导纤维。下列说法正确的是 ( )制造光导纤维的主要原料是CaCO3；制造光导纤维的主要原料是SiO2；光导纤维传递光信号
5、的基本物理原理是光的全反射；光导纤维传递光信号的基本物理原理是光的折射A B C D例2把26g含有SiO2和CaCO3固体在高温下加热至质量不再改变，冷却后称重为17.2g。（1）写出有关的化学反应方程式（2）求生成CO2的体积（标况）（3）求原混合物中所含SiO2的质量。二、硅酸盐例3矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶部分生成的，此处所措的风化作用是指矿物与水和CO2同时作用的过程。例如钾长石（KalSi3O8）风化生成高岭土Al2Si2O5(OH)4，此后反应的离子方程式为2KalSi3O8+2H2CO3+9H2O=2K+2HCO3-+4H4SiO4+Al2Si2O5(OH)4
6、.（1）将上述复杂硅酸盐改写成氧化物形成KalSi3O8_Al2Si2O5(OH)4_（2）上述反应能够发生的原因是_。第二节 富集在海水中的元素氯要点精讲 一、活泼的黄绿色气体氯气1氯气的物理性质（1）氯气是黄绿色的气体。氯气的密度比空气大。能溶于水。（2）有刺激性气味的气体。氯气有毒。（闻气体方法：用手轻轻在瓶口扇动，使极少量的氯气飘进鼻孔。）2预测氯气的化学性质并用实验证实之。氧气、氢气等都是非金属单质，由此推测：非金属一般都能跟金属反应生成盐，非金属单质间也能发生化学反应。（1）氯气与金属的反应 2Fe+3Cl22FeCl3（Fe丝在氯气中燃烧，产生棕黄色烟） Cu+Cl2CuCl2（
7、Cu丝在氯气中燃烧，产生棕色烟，溶于水后，溶液呈蓝绿色） 2Na+Cl22NaCl（产生大量白烟）（2）氯气与非金属的反应H2+Cl22HCl（H2在Cl2中能安静地燃烧，发出苍白色火焰，瓶口有白雾）2P+3Cl22PCl3（在空气中形成白雾）；2P+5Cl22PCl5（在空气中形成白烟）（3）氯气与水的反应 Cl2+H2O=HCl+HClO（次氯酸） 。 氯气溶于水，在该溶液中：滴加酚酞溶液呈红色，说明生成了酸（H+）；加入镁条，可观察到镁条表面有少量气泡产生，说明产生了酸（H+）；放入红纸条，红色褪去，说明产生了一种具有漂白性的物质（HClO）。滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明溶液中
8、产生了Cl-。次氯酸不稳定，见光易分解：2HClO2HCl+O2（4）氯气与碱的反应 工业上制漂粉精：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 工业上制漂白粉：2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O （漂白粉的主要成分为：CaCl2、Ca(ClO)2，其有效成分为：Ca(ClO)2） 次氯酸盐跟稀酸或空气里的二氧化碳和水反应，生成次氯酸，起到漂白和消毒的作用。 NaClO+HCl=NaCl+HClO或NaClO+CO2+H2O=NaHCO3+HClO Ca(ClO)2+2HCl=CaCl2+2HClO或Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO
9、二、氯离子（Cl-）的检验(1)常见阴离子的特性及检验离子检验试剂主要实验现象离子方程式及说明ClAgNO3溶液，稀硝酸生成的白色沉淀不溶于稀HNO3AgCl=AgCl(白色)SO可溶性钡盐溶液，稀盐酸生成不溶于稀HCl的白色沉淀Ba2SO=BaSO4(白色)COBaCl2溶液、稀盐酸盐酸、石灰水生成的白色沉淀能溶于稀HCl生成能使石灰水变浑浊的无色气体Ba2CO=BaCO3(白)BaCO32H=Ba2CO2H2OCO2H=CO2H2OCa(OH)2CO2=H2OCaCO3(白)OH无色酚酞试液紫色石蕊溶液甲基橙溶液pH试纸变红色变蓝色变黄色显蓝至深蓝色OH表现碱性(2)常见阳离子的特性及检验
10、离子检验试剂主要实验现象离子方程式及说明Ba2硫酸或硫酸盐溶液，稀硝酸加SO生成白色沉淀，再加稀HNO3沉淀不溶解Ba2SO=BaSO4(白色)Mg2NaOH溶液生成白色沉淀，当NaOH过量时沉淀不溶解Mg22OH=Mg(OH)2(白色)Al3NaOH溶液氨水加氨水或适量NaOH溶液，有絮状白色沉淀生成，沉淀能溶于NaOH溶液，不溶于氨水Al33OH=Al(OH)3(白色)Al(OH)3OH=AlO2H2OFe3(黄色)NaOH溶液KSCN溶液生成红褐色沉淀溶液呈血红色Fe33OH=Fe(OH)3(红褐色)Fe3SCN=Fe(SCN)2(血红色)Fe2(淡绿色)NaOH溶液KSCN溶液，氯水生
11、成白色沉淀，在空气中迅速变灰绿色，最后变成红褐色无明显现象，加氯水呈血红色Fe22OH=Fe(OH)2(白色)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 (红褐色)2Fe2Cl2=2Fe32ClFe3SCN=Fe(SCN)2Ag盐酸或氯化物溶液，稀硝酸NaOH溶液生成白色沉淀，此沉淀不溶于稀硝酸，溶于氨水生成白色沉淀，迅速转变成棕色，此沉淀溶于氨水，形成无色溶液AgCl=AgCl(白色)AgCl2NH3H2O=Ag(NH3)2Cl2H2OAgOH=AgOH(白色)2AgOH=H2OAg2O(棕色)AgOH2NH3H2O=Ag(NH3)2OH2H2O注意：（1）辨清液氯和氯水的区别：液氯：氯
12、气在加压或冷却时变成液氯，液氯是纯净物，由Cl2分子组成，具有Cl2的化学性质；氯水：即氯气的水溶液，属于混合物。氯气不但能溶于水，还能与水反应，氯水中的溶质有Cl2、HCl和HClO，因此氯水兼有Cl2、HCl、HClO的性质。氯水中含有的粒子包括：分子：Cl2（未反应）、H2O、HClO；离子：H+、Cl-、ClO-（HClO为弱电解质，要发生部分电离）、OH-（水电离产生的，极少量）。久置的氯水，因为HClO分解，可视为稀盐酸。（2）干燥的氯气没有漂白性，潮湿的氯气有漂白性，这是因为Cl2与H2O反应生成的次氯酸（HClO）具有漂白性。事实上，次氯酸盐也都具有漂白性。典型例题例1下列物质
13、中呈浅黄绿色的是（ ） A常温时的氯气 B新制的浓氯水 C氯化铜溶液 D氯化氢例2氯气是一种重要的化工原料，除了用于消毒、制备盐酸和漂白剂外，还用于制备有机溶剂和农药。请你通过对氯气性质的研究回答下列问题。（1）下列有关氯气的叙述中，不正确的是（ ）。A.氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的气体 B.氯气、液氯和氯水是同一种物质 C.氯气能溶于水 D.氯气是一种有毒的气体（2）下列化合物中，不能通过单质间化合直接制取的是（ ）。 A.FeCl3 B.CuCl2 C.HCl D.FeCl2（3）把氯气通入紫色石蕊溶液后，可以观察到的现象是_。请你解释其中的原因。例3.漂白粉在社会生活、工业生产中用途广泛，漂白粉除了具有漂白作用外，还能杀菌消毒。（1）1998年，我国长江流域和松花江流域都发生了百年不遇的特大洪水。灾区人们的饮用水，必须用漂白粉等药品消毒后才能饮用，以防传染病发生，但瓶装漂白粉久置空气中会呈稀粥状而失效。试用化学方程式表示漂白粉在空气中
