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1、第四章第四章 非金属非金属及其化合物及其化合物硅硅 Si硅的原子结构示意图：硅的原子结构示意图：+14284其原子既不易失去又不其原子既不易失去又不易得到电子，但易得到电子，但由于硅由于硅是一种亲氧元素，可以是一种亲氧元素，可以形成四价化合物。形成四价化合物。存在：存在：硅元素在地壳中的含量居硅元素在地壳中的含量居第二位第二位。没有游离。没有游离态，只有化合态。态，只有化合态。( (如：二氧化硅和硅酸盐如：二氧化硅和硅酸盐) )最常见的沙子中，就含有硅的氧化物。最常见的沙子中，就含有硅的氧化物。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆、晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆、熔沸点高的固体。单质硅是良好
2、的半导体熔沸点高的固体。单质硅是良好的半导体材料。材料。硅有硅有晶体硅和无定形硅晶体硅和无定形硅 两种同素异形体两种同素异形体晶体硅的物理性质晶体硅的物理性质: :人工制造出来的单质硅（晶体硅）人工制造出来的单质硅（晶体硅）晶体管、集成电路、硅整流器、太阳能电晶体管、集成电路、硅整流器、太阳能电池、硅合金等。池、硅合金等。 硅的用途硅的用途晶体管晶体管集成电路集成电路太阳能电池太阳能电池二氧化硅二氧化硅存在：存在：广广泛泛存存在在于于自自然然界界中中，也也叫叫硅硅石石，代代表表物为石英晶体物为石英晶体水晶水晶物理性质：物理性质：难溶于水，熔沸点高难溶于水，熔沸点高化学性质：化学性质：稳定，不活
3、泼稳定，不活泼氢氟酸是唯一可以与之反应的酸氢氟酸是唯一可以与之反应的酸（1）与）与HF反应：反应：SiO2+4HFSiF4+2H2O玻璃中含有玻璃中含有SiO2，可用，可用HF来刻蚀玻璃。来刻蚀玻璃。不与水反应不与水反应SiO2+H2OH2SiO3酸性氧化物酸性氧化物二氧化硅二氧化硅SiO2+CaO=CaSiO3（2）与碱性氧化物反应）与碱性氧化物反应高温高温SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O比较：比较：COCO2+2NaOH=Na+2NaOH=Na2COCO3+H+H2O OSiO2+Ca(OH)2=CaSiO3+H2O比较：比较：COCO2+Ca(OH)+Ca(OH)2= CaC
4、O= CaCO3+H+H2O O（3）与碱反应：）与碱反应：思考：实验室盛装思考：实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶而橡皮溶液的试剂瓶而橡皮塞而不用玻璃塞？塞而不用玻璃塞？因为玻璃的主要成分是因为玻璃的主要成分是SiO2， NaOH可以跟发可以跟发生反应，生成有粘性的硅酸钠，使瓶和塞粘合。生反应，生成有粘性的硅酸钠，使瓶和塞粘合。 硅酸钠，水溶液俗硅酸钠，水溶液俗 名名“水玻璃水玻璃”，具有，具有粘性粘性,其用途很广，其用途很广，制备硅胶和木材制备硅胶和木材防火剂等防火剂等硅酸（硅酸（H H2 2SiOSiO3 3）（1）制取：）制取：可溶性的硅酸盐与酸的反应可溶性的硅酸盐与酸的反应Na2SiO3
5、+2HCl=2NaCl+H2SiO3白色胶状白色胶状强酸制弱酸（2）性质：）性质： 白色胶状，难溶白色胶状，难溶 弱酸性（酸性弱酸性（酸性 H2SiO3 HClO（4）氯气与碱溶液的反应）氯气与碱溶液的反应Cl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2O Cl22NaOH=NaClNaClOH2O 2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O氯气氯气+碱碱 氯化物氯化物+次氯酸盐次氯酸盐+水水漂白粉的制取、成分、原理：漂白粉的制取、成分、原理：2Ca(OH)2 + 2Cl2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O漂白粉的成分：漂白粉的成分： 漂白粉的有效成
6、分：漂白粉的有效成分： CaCl2 和和 Ca(ClO)2的混合物的混合物Ca(ClO)2 Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO漂白原理：漂白原理：(反应原理：强酸制取弱酸）反应原理：强酸制取弱酸）比较：比较：类别类别状态状态粒子粒子漂白性漂白性氯气氯气液氯液氯新制新制氯水氯水久置久置氯水氯水气态气态液态液态液态液态ClCl2 2分子分子 纯净物纯净物纯净物纯净物混合物混合物ClCl2 2分子分子 无无无无有有H H2 2O O、 ClCl2 2、HClOHClOClCl- -、 H H+ +、 ClOClO- -、OHOH- -混合物混合物 液态液态H H2 2O O、
7、ClCl- -、 H H+ +、OHOH- -无无硫在氧气中燃烧：硫在氧气中燃烧：实验实验现象是：现象是： 点燃点燃点燃点燃S + O2 2 = SO2 2生成明亮的蓝紫色火焰。生成明亮的蓝紫色火焰。硫硫是是黄黄色色粉粉末末化学方程式是：化学方程式是：硫硫 二氧化硫二氧化硫物理性质：物理性质：无色、有刺激性气味的有毒的气体，密度比空无色、有刺激性气味的有毒的气体，密度比空气大，易液化气大，易液化 ， 易溶于水易溶于水(140) 。化学性质化学性质:(1) 与与H2O的反应的反应 SO2 + H2O = H2SO3（亚硫酸）（亚硫酸）(2)与碱反应生成盐和水与碱反应生成盐和水SO2 + 2 Na
8、OH = Na2SO3 + H2OSO2 + Ca(OH)2 = CaSO3 + H2O(3)既有氧化性，又有还原性既有氧化性，又有还原性2SO2 + O2 2SO3 催化剂催化剂SO2 + 2 H2S = 3 S + 2 H2O (4)漂白性：暂时性漂白，可逆漂白性：暂时性漂白，可逆品红品红 褪色褪色红色红色 无色无色SO2用途：它可以用来漂白纸浆、毛、丝、用途：它可以用来漂白纸浆、毛、丝、草编制品等。草编制品等。SO2+4S SO30+6氧化作用氧化作用化合作用化合作用 吸附作用吸附作用HClOHClO、O O3 3NaNa2 2O O2 2、H H2 2O O2 2Ca(ClO)Ca(C
9、lO)2 2 SO SO2 2 活性炭活性炭化学变化化学变化化学变化化学变化 物理变化物理变化永久漂白永久漂白暂时漂白暂时漂白 永久漂白永久漂白漂白性物质小结漂白性物质小结化学性质化学性质:(1) 与与H2O的反应的反应 （硫酸）（硫酸）(2)与碱反应生成盐和水与碱反应生成盐和水SO3 + 2 NaOH = Na2SO4 + H2OSO3 无色固体，酸性氧化物无色固体，酸性氧化物SO3 + H2O = H2SO4SO3 + Ca(OH)2 = CaSO4 + H2O(3)与碱性氧化物反应生成盐与碱性氧化物反应生成盐SO3 + CaO = CaSO4 1、在、在放电或高温放电或高温下：下： N2
10、 O2 2 NO （无色无色） 一氧化氮一氧化氮2、在、在常温常温下：下： 2 NO O2 2 NO2 （红棕色红棕色） 二氧化氮二氧化氮*比较比较NO和和NO2的性质：的性质： NO：无色无味、不溶于水：无色无味、不溶于水(不与水反应不与水反应)、不稳定（易氧、不稳定（易氧化）、有毒性化）、有毒性 NO2：红棕色有刺激性气味、易溶于水、稳定、：红棕色有刺激性气味、易溶于水、稳定、有毒性有毒性3、 NO2 易溶于水易溶于水： 3 NO2 H2O 2HNO3 NO放电放电NO2和和NO或高温或高温二氧化硫和二氧化氮对大气的污染二氧化硫和二氧化氮对大气的污染1 1、空气中、空气中 SOSO2 2和
11、和NONO2 2的来源：的来源：（1 1）煤、石油等含硫燃料的燃烧；）煤、石油等含硫燃料的燃烧；（2 2）火山爆发、工厂尾气；）火山爆发、工厂尾气；（3 3）汽车尾气。）汽车尾气。2、SO2和和NO2的危害性：的危害性：形成酸雨形成酸雨酸雨的形成：酸雨的形成：石油石油 煤煤 金属矿物金属矿物燃燃 烧烧 SO2 NOx 雨水雨水. 霜霜. 雹雹. 露露 等等物理性质:NH3无色无色有有刺激性气味刺激性气味的气体，比空气轻、的气体，比空气轻、极易极易溶于溶于水水(1:700) ，易，易液化。液化。化学性质：1、氨与水反应NH3 + H2O大部分小部分约1 1% %NH3 H2ONH4+ + OHN
12、HNH3 3. .H H2 2O O不稳定，受热分解为氨和水：不稳定，受热分解为氨和水：NHNH3 3 H H2 2O = NHO = NH3 3 + H + H2 2O O2、氨、氨与酸与酸反应反应 生成铵盐生成铵盐现象： 产生大量的白烟NH3 + HCl = NH4ClNHNH3 3的实验室制法的实验室制法 2NH4Cl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2NH3 + 2H2O反应原理：反应原理：铵盐的性质铵盐受热易分解:NH4HCO3 = NH3 + H2O + CO2NH4Cl = NH3 + HCl NH4NO3 + NaOH = NH3 + NaNO3 + H2ONHNH4
13、4+ +的检验：的检验：铵盐铵盐 OH-有刺激性气味有刺激性气味的气体产生的气体产生湿润的红色石湿润的红色石蕊试纸变蓝蕊试纸变蓝（1）H2SO4=2H+SO42 HCl = H+Cl HNO3 = H+NO3（2）稀硫酸和盐酸属于有稀硫酸和盐酸属于有弱氧化性弱氧化性，其，其氧氧化性实际上是化性实际上是H的氧化性的氧化性，与金属反应，与金属反应时时H被还原为被还原为H2；而浓硫酸和硝酸属于；而浓硫酸和硝酸属于有有强氧化性强氧化性，与金属反应时是，与金属反应时是6价的价的S和和5价的价的N被还原为被还原为SO2和和NO或或NO2等，无等，无H2产生。产生。 酸酸酸的通性实酸的通性实质就是质就是H的
14、的性质。性质。 硫酸硫酸1、物理性质：、物理性质：浓硫酸浓硫酸无色、无味、粘稠的油状液体，密度无色、无味、粘稠的油状液体，密度大，沸点高，难挥发，与水任意比互溶大，沸点高，难挥发，与水任意比互溶。2、化学性质、化学性质:1）稀硫酸具有酸的通性）稀硫酸具有酸的通性A、使石蕊溶液变红、使石蕊溶液变红B、和碱反应、和碱反应C、和碱性氧化物反应、和碱性氧化物反应D、和盐反应、和盐反应E、和金属反应、和金属反应 3、浓硫酸的特性：、浓硫酸的特性：吸水性：可作吸水性：可作干燥剂干燥剂(不可干燥氨气不可干燥氨气) 脱水性脱水性 强氧化性强氧化性浓硫酸的强氧化性：浓硫酸的强氧化性： 加热时浓硫酸能与大多数金属
15、加热时浓硫酸能与大多数金属(除除Au、 Pt)反应，但不生成氢气。反应，但不生成氢气。现象：现象： 加热能反应，产生的气体能使湿润的品加热能反应，产生的气体能使湿润的品红试纸褪色，溶液稀释后呈蓝色。红试纸褪色，溶液稀释后呈蓝色。反应：反应：Cu + 2H2SO4(浓浓) = CuSO4 + SO2 + 2H2O实验：实验：Cu Cu 与浓与浓H H2 2SOSO4 4的反应的反应C + 2H2SO4 （浓）浓） = CO2 + 2SO2 + 2H2O钝化钝化:常温下，常温下，浓硫酸或浓硝酸浓硫酸或浓硝酸能使能使Al、Fe等金属表面生成致密的氧化物保护膜，等金属表面生成致密的氧化物保护膜，阻止内
16、部金属继续反应。此现象称阻止内部金属继续反应。此现象称 “钝化钝化” 与某些非金属反应与某些非金属反应硝酸硝酸 纯纯HNO3是是 色、易色、易 , ,有有 气味气味物理性质: 能与水任意比互溶能与水任意比互溶. . 的液体的液体, ,挥发挥发刺激性刺激性无无化学性质: 强氧化性强氧化性稀硝酸和浓硝酸都有强氧化性稀硝酸和浓硝酸都有强氧化性硝酸能与大部分金属硝酸能与大部分金属(除金和铂除金和铂)反应反应:3Cu+8HNO3(稀稀) 3Cu(NO3)2+2NO+4H2OCu+4HNO3(浓浓) Cu(NO3)2+2NO2+2H2O硝酸虽具有强氧化性硝酸虽具有强氧化性,但不能氧但不能氧化金、铂。但化金、铂。但王水能金、铂溶王水能金、铂溶解。解。王水是浓王水是浓HNO3和浓和浓HCl按按1:3的体积比的体积比混合成的氧化性更混合成的氧化性更强的溶液强的溶液.王水王水
