《湖南省茶陵县高中化学第四章非金属及其化合物学考复习课件2新人教版必修1 .ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《湖南省茶陵县高中化学第四章非金属及其化合物学考复习课件2新人教版必修1 .ppt（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四章非金属及其化合物 无机非金属材料的主角无机非金属材料的主角硅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
2、_制作的饰物和工艺品为越来越多的人所喜爱。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
3、干燥脱水后得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：SiO2CaCO3
4、CaSiO3CO2SiO2Na2CO3 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。硅还可制成太阳能
5、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富集在海水中的元素氯氯氯在自然界中以_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NaCl1氯离子(Cl)非金属性黄绿 (1)能与大多数金属化合
6、，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 2FeCl3CuCl2 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_。次氯酸具有强氧化性，因此能杀死水中的病菌，起到
7、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=NaClNaClOH2O2Cl22Ca(OH)2=Ca(ClO)2CaC
8、l22H2O2.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：将氯气分别通入KBr溶液和KI溶液：Cl22KBr=2KClBr2；Cl22KI=2KClI
9、2。将溴水滴入KI溶液中：Br22KI=2KBrI2。 硫及其重要化合物的主要性质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 H2
10、SO3SO2CaO=CaSO3SO22NaOH=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
11、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=H2SO4SO3CaO=CaSO4SO3Ca(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
12、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。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S
13、O2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、氢气发生反应：3MgN2 Mg3N2N2O2 2NON23H2 2NH32一氧化氮和二氧化氮NO：_气体，_溶于水，很容易和空
14、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：NH3
15、H2O NH3H2O NH4+ OH。NH3H2O很不稳定，受热会分解为氨气和水。因此氨水里面主要含有H2O、NH3、NH3H2O、 NH4+ 、OH。 氨与酸反应生成铵盐。如氨遇到氯化氢时(将蘸有浓氨水和蘸有浓盐酸的两根玻璃棒靠近)，可看到产生大量的白烟：NH3HCl=NH4Cl。一水合氨(NH3H2O)NH4+OH2NH3H2OCO2=(NH4)2CO3；2NH3H2SO4=(NH4)2SO4。在催化剂作用下氨气可以氧化成一氧化氮：4NH35O2 4NO6H2O。因此，氨经一系列反应可以得到硝酸：NH3 NO NO2 HNO3。实验室常用氯化铵和消石灰反应制取氨气。反应方程式：2NH4Cl
16、Ca(OH)2 CaCl22NH32H2O。制取装置如图所示，同制_相同；用_ _法收集；检验氨气是否收集满的方法是将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，看试纸是否变蓝；装置中棉花的作用是_。氨采用碱石灰干燥，不能用浓硫酸、CaCl2来干燥。H2向下排空气防止热的氨气与空气发生对流 实验室也可以采取浓氨水和生石灰反应制取氨气。反应方程式：CaONH3H2O=NH3Ca(OH)2。 氨是一种重要的化工产品，是氮肥工业及制造硝酸、铵盐、纯碱工业的重要原料。在有机合成工业(如制合成纤维、塑料、染料、尿素等)中，氨也是一种常用的原料。氨还可用作制冰机器中的制冷剂。4铵盐 氨与酸反应的生成物都是由铵离子和酸根
17、离子构成的离子化合物，这类化合物称为铵盐。铵盐都易溶于水，受热易分解(但不一定产生氨气)，与碱反应放出氨气。NH4Cl NH3HClNH4HCO3 NH3H2OCO2NH4NO3NaOH NaNO3H2ONH3(NH4)2SO42NaOH Na2SO42NH32H2O5硝酸 硝酸作为工业三强酸之一，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)。但由于硝酸中氮元素处于最高价态，所以具有强氧化性，并且浓度越高氧化性越强。和绝大多数金属反应，但不产生氢气：Cu和浓HNO3反应的方程式：_。氧化剂是_，还原剂是_，此反应可用作实验室制NO2。Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22
18、NO22H2O硝酸铜Cu和稀HNO3反应的方程式：_。氧化剂是_，还原剂是_，离子方程式为_。此反应可用作实验室制NO。 在常温下，铁、铝被浓硝酸钝化。浓硝酸可盛装在铁制或铝制容器中。 王水：浓硝酸和浓盐酸按体积比为13混合而成。具有极强的氧化性，可以溶解极不活泼的金属铂、金等。3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O硝酸铜3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O 硝酸也能氧化很多非金属单质。如浓HNO3和非金属C反应方程式：_。氧化剂是硝酸，还原剂是碳。说明：硝酸的特性是强氧化性。除金、铂以外，其余金属全可被其氧化而溶解，浓硝酸也能与碳、硫、磷等非金属单质反应。特点是5价氮元
19、素得电子，被还原为低价态氮的化合物；随着条件的变化产物也不同；通常浓硝酸产生NO2、稀硝酸产生NO，且反应的剧烈程度也不同。硝酸是一种重要的化工原料，也是化学实验室里必备的重要试剂。在工业上可用来制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。4HNO3(浓)C=2H2O4NO2CO2 SO2和和NO2对大气的污染对大气的污染(1)空气中SO2和NO2的来源：煤、石油和某些金属矿物中含硫或硫的化合物，因此燃烧或冶炼时，往往会产生SO2。NO是空气中的N2与O2在汽车气缸内的高温环境下的反应产物，生成的NO在空气中迅速被氧化成NO2。故汽车排放的尾气中含有NO，在空气中转化为NO2。(2)SO2和NO2的危害
20、性： 直接危害人体健康，引起呼吸道疾病，严重时使人死亡。大气中的SO2和NO2溶于水后形成酸性溶液，随雨水降下，成为酸雨。酸雨有很大的危害，能直接破坏农作物、森林、草原，使土壤、湖泊酸化，还会加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具及通讯电缆的腐蚀。NO2是造成光化学烟雾的主要因素。(3)SO2和NO2的回收利用：SO2和NO2都是有用的化工原料，但当它们分散到大气中时，就形成了难以处理的污染物。因此，工业废气排放到大气中以前，必须净化处理，防止SO2和NO2等污染大气，并充分利用原料。答案：答案：B例例2 2(2016湖南学业水平)氧化物X、单质Y都能对大气造成污染。已知X是红棕色气体，能与水反应；Y是黄绿色气体，能使湿润的有色布条褪色。请回答下列问题：(1)X的化学式为_；(2)X与水反应生成NO和一种酸，该酸的名称为_；(3)Y能使湿润的有色布条褪色，说明Y的水溶液具有_(填“漂白”或“酸”)性。解析：解析：本题考查了二氧化氮、氯气、氯水的相关性质。红棕色气体X为NO2，黄绿色气体为Cl2。答案：答案：(1)NO2(2)硝酸(3)漂白谢谢!
