高中化学必修一非金属及其化合物Word文档下载推荐.doc
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CO2+C2CO;
与水蒸气反应:
C+H2O(g)CO+H2(制水煤气);
与浓硫酸反应:
C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。
②硅的化学性质
a.与氢氟酸反应的化学方程式:
Si+4HF===SiF4↑+2H2↑;
b.与NaOH溶液反应的化学方程式:
Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑;
c.与O2反应:
Si+O2SiO2。
3.二氧化硅与二氧化碳的比较
(1)物理性质:
①熔、沸点:
SiO2的熔、沸点比CO2的熔、沸点高。
②溶解性:
CO2可溶于水,SiO2不溶于水。
(2)化学性质:
物质
二氧化硅
二氧化碳
与水
反应
不反应
CO2+H2OH2CO3
与酸
只与氢氟酸反应:
SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O
与碱(NaOH)
溶液反应
SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)
CO2少量:
CO2+2NaOH===Na2CO3+H2OCO2足量:
CO2+NaOH===NaHCO3
与盐
如与Na2CO3反应:
SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑
如与Ca(ClO)2反应:
Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO
与碱
性氧化
物反应
如与CaO反应:
SiO2+CaOCaSiO3
如与Na2O反应:
CO2+Na2O===Na2CO3
(3)主要用途:
CO2:
制饮料、碳酸盐,干冰用作制冷剂。
SiO2:
作光导纤维,制光学仪器、电子部件,水晶可制作饰品。
[知能存储]
硅及其化合物的特性
1.硅单质的特性
(1)Si的还原性强于C,但C却在高温下还原出Si:
SiO2+2C高温,Si+2CO↑。
(2)非金属单质与碱液作用一般无H2放出,但Si与碱液作用却放出H2:
Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑。
(3)非金属单质一般不能与非氧化性酸作用,但Si能与HF作用:
Si+4HF===SiF4↑+2H2↑。
(4)非金属单质大多为绝缘体,但Si为半导体。
2.含硅化合物的特性
一般规律
含硅化合物的特性
酸性氧化物一般与水反应生成相应酸
SiO2不溶于水,不与水反应
酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应
SiO2+HF===SiF4↑+2H2O
H2SiO3
“较强酸制较弱酸”是复分解反应的一般规律,H2CO3酸性强于H2SiO3
Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+H2SiO3↓
以下反应不能说明酸性的强弱
Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑
无机酸一般易溶于水
硅酸难溶于水
考点二
1.硅酸
2.硅酸盐
(1)硅酸盐:
是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称,是构成地壳岩石的重要成分。
(2)硅酸盐组成的表示方法:
通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成,如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·
SiO2,长石(KAlSi3O8)可表示为K2O·
Al2O3·
6SiO2。
(3)硅酸钠:
①白色、可溶于水的粉末状固体,其水溶液俗称水玻璃,有黏性,水溶液显碱性。
②与酸性较硅酸强的酸反应:
a.与盐酸反应的化学方程式:
Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3↓。
b.与CO2水溶液反应的化学方程式:
Na2SiO3+H2O+CO2===Na2CO3+H2SiO3↓。
③用途:
黏合剂(矿物胶),耐火阻燃材料。
3.无机非金属材料
(1)传统无机非金属材料,如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。
①常见硅酸盐材料比较
水泥
玻璃
陶瓷
生产原料
石灰石、黏土
纯碱、石灰石、石英
黏土
主要设备
水泥回转窑
玻璃熔窑
陶瓷窑
②玻璃生产中的两个重要反应:
Na2CO3+SiO2高温,Na2SiO3+CO2↑;
CaCO3+SiO2高温,CaSiO3+CO2↑。
(2)新型无机非金属材料,如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。
[易错警示]
硅及其化合物在常用物质中的易错点
(1)用作半导体材料的是晶体硅而不是SiO2,用于制作光导纤维的是SiO2而不是硅,计算机芯片的成分是晶体硅而不是SiO2。
(2)水晶、石英、玛瑙、硅石、沙子等主要成分是SiO2,而不是硅酸盐。
(3)传统无机非金属材料陶瓷、水泥、玻璃的主要成分是硅酸盐。
[探规寻律]
硅酸盐改写成氧化物形式的方法
(1)氧化物的书写顺序:
活泼金属氧化物―→较活泼金属氧化物―→二氧化硅―→水。
(2)氧化物前计量数的配置原则:
除氧元素外,其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置计量数,且不同氧化物间以“·
”隔开。
(3)当计量数配置出现分数时应化为整数。
如正长石:
KAlSi3O8不能写成K2O·
3SiO2,应写成K2O·
[知能存储]
常用的“碳三角”转化关系
①2C+O22CO;
②2CO+O22CO2
③C+CO22CO;
④C+O2CO2
⑤2Mg+CO22MgO+C
含硅化合物间的重要转化关系
①SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O
②Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+H2SiO3↓
(或SiO+2H+===H2SiO3↓)
③H2SiO3H2O+SiO2
上述转化关系是含硅化合物推断题的重要突破口。
想一想][特色特性·
1.特殊的颜色:
Cl2——黄绿色气体
Br2——红棕色液体
I2——紫黑色固体
2.特殊的成分:
新制氯水中含三分子(Cl2、HClO、H2O)、四离子(Cl-、ClO-、H+、OH-)
3.X-(卤素离子)的检验:
4.必记五反应:
(1)Cl2+H2OHCl+HClO
(2)2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
(3)Ca(ClO)2+H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO
(4)Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl
(5)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
[基础自主落实]
1.氯气的物理性质
颜色
气味
毒性
密度
特性
黄绿色
强烈刺激性气味
有毒
比空气大
易液化
[注意] 闻氯气气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动,使极少量的Cl2飘进鼻孔。
2.从氯的原子结构认识氯气的化学性质
——氧化性
(1)与金属反应:
与变价金属反应生成高价金属氯化物。
①与铁反应:
2Fe+3Cl22FeCl3。
②与铜反应:
Cu+Cl2CuCl2。
(2)与非金属反应
与H2反应:
H2+Cl22HCl。
(3)与还原性无机化合物反应
①与碘化钾溶液反应:
Cl2+2KI===2KCl+I2。
②与SO2水溶液反应:
Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl。
③与FeCl2溶液反应:
2FeCl2+Cl2===2FeCl3。
3.从化合价的角度认识Cl2的化学性质
——歧化反应
氯气与水或碱反应,氯的化合价既有升高又有降低,因而氯气既表现氧化性又表现还原性。
(1)与水反应
氯气与水反应的化学方程式:
Cl2+H2OHCl+HClO。
(2)与碱(NaOH)反应
反应的化学方程式:
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。
4.次氯酸
(1)不稳定性:
次氯酸分解反应的化学方程式为2HClO2HCl+O2↑。
氯水须现用现配,保存在棕色瓶,置于冷暗处。
(2)强氧化性
①能将有色物质氧化为无色物质,作漂白剂。
②杀菌、消毒。
(3)弱酸性
向NaClO溶液中通入少量CO2,化学方程式为2NaClO+CO2+H2O===Na2CO3+2HClO。
5.次氯酸盐
(1)漂白液
(2)漂白粉
①成分:
漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2、CaCl2,其中有效成分是Ca(ClO)2。
②制备原理:
化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
③漂白原理:
化学方程式为Ca(ClO)2+H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO。
氯水成分的实验探究方法
新制氯水为浅黄绿色有刺激性气味的液体,由多种成分组成决定了它具有多重性质,在与不同的试剂反应时,起作用的微粒不同。
具体的探究过程见下表:
所加试剂
实验现象
参与反应的微粒
离子方程式或解释
AgNO3溶液
白色沉淀
Cl-
Cl-+Ag+===AgCl↓
Na2CO3固体
有气泡产生
H+
2H++CO===O2↑+H2O
有色布条
布条颜色褪去
HClO
发生氧化还原反应
SO2
黄绿色褪去
Cl2
SO2+Cl2+2H2O===4H++2Cl-+SO
石蕊溶液
先变红后褪色
H+、HClO
酸性和漂白性
次氯酸盐的强氧化性
ClO-不论是在酸性、碱性条件下都能跟亚铁盐、碘化物、硫化物、亚硫酸盐等发生氧化还原反应,即ClO-与I-、Fe2+、S2-、SO不论是在酸性环境还是在碱性环境中均不能大量共存。
如漂白粉遇到亚硫酸盐:
Ca2++ClO-+SO===CaSO4↓+Cl-。
1.卤素单质的相似性
(1)都能与大多数金属反应:
2Fe+3Br22FeBr3
Fe+I2FeI2
(2)都能与H2反应:
H2+X2===2HX
(3)都能与水反应:
X2+H2OHX+HXO(F2除外)
(4)都能与碱液(如NaOH)反应:
X2+2NaOH===NaX+NaXO+H2O(F2例外)
2.卤素单质的递变性
熔、沸点
水溶性
氧化性
还原性(X-)
氯、溴、碘单质氧化性强弱顺序是:
Cl2>
Br2>
I2;
阴离子还原性由强到弱顺序是:
I->
Br->
Cl-;
Cl2能从Br-的溶液中置换出Br2,离子方程式为2Br-+Cl2===2Cl-+Br2;
Br2能从I-的溶液中置换出I2,离子方程式为2I-+Br2===2Br-+I2。
3.卤素离子的检验方法——沉淀法
未知液生成
(1)Br2在常温下呈液态,是唯一的液态非金属单质。
液态Br2有剧毒,易挥发,故保存Br2时在试剂瓶中Br2液面上需用水封,磨口的玻璃塞用蜡封。
(2)I2遇淀粉显蓝色,这是碘单质的特殊性质,该性质可用于检验Cl2。
Cl2可使湿润的淀粉KI试纸变蓝,其实质是Cl2+2I-===2Cl-+I2。
此外碘单质易升华,是常温下固体单质中唯一的双原子分子。
卤素离子的其他检验方法
1.置换——萃取法:
未知液
有机层呈
2.氧化——淀粉法检验I-:
未知液蓝色溶液,表明有I-
考点三
1.氯气的实验室制备
2.验满方法
(1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满。
(2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口,观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化,则证明已集满。
(3)实验室制取Cl2时,常常根据氯气的颜色判断是否收集满。
3.注意事项
(1)必须用浓盐酸,稀盐酸不反应。
(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量,加热温度不宜过高,以减少HCl挥发。
(3)实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2,再拆卸装置,避免污染空气。
(4)尾气吸收时,不能使用澄清的石灰水,因为石灰水浓度太小,吸收不完全。
谨记涉及氯气制备与性质探究实验的典型装置
想一想][特色特性·
S——黄色固体;
FeS、Cu2S——黑色固体
2.特殊的转化:
SSO2SO3H2SO4
3.特殊的性质:
浓H2SO4——吸水性、脱水性、强氧化性
SO2——还原性、氧化性、漂白性
4.必记三反应:
(1)2SO2+O22SO3
(2)SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr
(3)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
1.价态多变元素的单质——硫
(1)硫的原子结构
硫元素位于元素周期表中第三周期第ⅥA族,原子结构示意图为,最外层有6个电子,在化学反应中易获得2个电子而呈现出-2价。
自然界中硫元素的存在形式:
(2)硫的性质
①物理性质
俗称
颜色状态
溶解性
水
酒精
CS2
硫黄
黄色晶体
不溶
微溶
易溶
②化学性质
2.硫的氧化物
(1)二氧化硫
①物理性质:
②化学性质:
③SO2对大气的污染与防治:
(2)三氧化硫
熔点16.8℃,沸点44.8℃,在常温下为液态,在标准状况下为固态。
具有酸性氧化物的通性(书写化学方程式)。
方程式
与水反应
SO3+H2O===H2SO4(放出大量的热)
与氧化钙反应
SO3+CaO===CaSO4
与氢氧化钠反应
SO3+2NaOH===Na2SO4+H2O
常见的能用于漂白的物质的比较与分析
用于漂白的物质
实际参与漂白的物质
漂白原理
变化类型
漂白特点
漂白范围
活性炭
吸附
物理变化
不可逆
一般用于溶液漂白
氯气
利用次氯酸的强氧化性漂白
化学变化
可漂白所有有机色质
次氯酸盐
次氯酸
过氧化钠
过氧键
强氧化性
过氧化氢
二氧化硫
亚硫酸
二氧化硫与有色物质化合生成不稳定的无色物质
可逆
具有选择性,漂白品红溶液以及棉、麻等物品
SO2和CO2的鉴别方法
SO2和CO2都能使澄清石灰水变浑浊,若通入的气体过量,则沉淀都可以消失,所以不能用澄清的石灰水鉴别SO2和CO2。
通常可用以下方法:
试
剂
品红
溶液
氢硫
酸
高锰酸
钾溶液
溴水
碘水
(含淀粉)
硝酸酸化
的硝酸钡
现象及结论
使品红溶
液褪色的
是SO2;
不
能使品红
溶液褪色
的是CO2
出现浑
浊的是
SO2,无
明显现
象的是
CO2
使紫色
褪去的
是SO2,
无明显
现象的
是CO2
使橙色
使蓝色
产生白色
沉淀的是
SO2,无明
显现象的
是CO2
消除SO2对环境污染的“3方法”
方法一:
钙基固硫法
为防治酸雨,工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧,燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙,从而使硫转移到煤渣中,反应原理为CaO+SO2CaSO3,2CaSO3+O2===2CaSO4,总反应方程式为2CaO+2SO2+O22CaSO4。
方法二:
氨水脱硫法
该脱硫法采用喷雾吸收法,雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2,其反应的化学方程式为NH3+SO2+H2O===NH4HSO3,2NH3+SO2+H2O===(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3+O2===2(NH4)2SO4。
方法三:
钠、碱脱硫法
钠、碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2,得到Na2SO3和NaHSO3,发生反应的化学方程式为2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O,Na2CO3+SO2===Na2SO3+CO2,Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3。
1.硫酸的物理性质
(1)纯硫酸是一种无色油状液体,沸点高,难挥发。
(2)溶解性:
浓H2SO4与水以任意比互溶,溶解时可放出大量的热,浓H2SO4稀释的方法是:
将浓H2SO4沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。
2.稀H2SO4具有酸的通性
硫酸是强电解质,在水溶液中的电离方程式为H2SO4===2H+,能与指示剂、金属、碱性氧化物、碱、盐等物质发生反应。
写出稀H2SO4与下列物质反应的离子方程式:
①Fe:
Fe+2H+===Fe2++H2↑;
②Ba(OH)2:
Ba2++2OH-+2H++SO===BaSO4↓+2H2O;
③Na2CO3:
CO+2H+===H2O+CO2↑。
3.浓H2SO4的特性
(1)填写下表
实验
硫酸的特性
少量胆矾加入浓硫酸中
蓝色固体变成白色
吸水性
用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上
沾有浓H2SO4的滤纸变黑
脱水性
将铜片加入盛有浓硫酸的试管中加热
铜片逐渐溶解,产生无色刺激性气味的气体
强氧化性
(2)分别写出浓硫酸与Cu、C反应的化学方程式:
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O、
(3)常温下,铁、铝遇浓H2SO4可用铝槽车运浓H2SO4。
4.硫酸的用途
(1)制取化肥、硫酸盐、挥发性酸。
(2)消除金属表面的氧化物。
(3)用于精炼石油,制造炸药、农药、染料等,是实验室里常用的试剂。
5.SO的检验
检验SO的正确操作方法:
被检液加足量盐酸酸化,取清液有无白色沉淀(判断有无SO)
先加稀盐酸的目的是排除Ag+、CO、SO的干扰,再加BaCl2溶液,有白色沉淀产生,整个过程中可能发生反应的离子方程式:
CO+2H+===H2O+CO2↑、
SO+2H+===SO2↑+H2O、
Ag++Cl-===AgCl↓、
Ba2++SO===BaSO4↓。
1.分清浓硫酸的脱水性和吸水性的区别
(1)吸水性:
浓硫酸能吸收物质中游离的水,可用作干燥剂。
(2)脱水性:
浓硫酸可将有机物中的H、O原子以2∶1比例脱去。
2.注意由“量变”引起的“质变”
金属(如铜、铁、锌、铝等)与浓H2SO4反应时,要动态地看待反应过程,注意H2SO4浓度的变化对反应的影响,开始阶段是浓H2SO4反应,产生SO2气体但随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐减小,最后变成稀硫酸,与Cu不反应,与铁、锌、铝等反应生成H2而不是SO2。
SO检验的易错点
(1)只加可溶性钡盐,不酸化。
CO、PO、SO等会产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3白色沉淀干扰SO的检验。
(2)向待测液中滴加BaCl2溶液,再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SO。
其错误是溶液中若含Ag+时也会产生同样的现象:
Ag++Cl-===AgCl↓(白色)。
(3)向待测液中滴加用稀盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀,便误以为有SO。
该错误是未注意在酸性环境中NO具有强氧化性:
Ba2++SO===BaSO3↓(白色),3BaSO3+2H++2NO===3BaSO4↓(白色)+2NO↑+H2O。
1.硫元素的化合价与氧化性、还原性之间的关系
2.硫及其化合物之间的转化规律
(1)不同价态硫的转化是通过氧化还原反应实现的。
当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其相邻的价态,即台阶式升降,可用下图表示
如:
H2SSSO2SO3
写出③、④、⑤反应的化学方程式:
③2SO2+O22SO3;
④H2+S△,H2S;
⑤2H2S+SO2===3S↓+2H2O。
注意事项:
①相邻价态的粒子不发生氧化还原反应:
如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。
②当硫元素的高价态粒子与低价态粒子反应时,一般生成中间价态,如2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3Na2SO4+3S↓+3H2O。
③含硫物质的连续氧化:
硫元素
(2)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的,如:
写出②、③、④反应的化学方程式:
②H2SO3+2NaOH===Na2SO3+2H2O;
③Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2;
④Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3。
小题热身
1.有下列转化关系:
①S2-―→S ②SO―→SO2 ③SO2―→S
④SO―→SO ⑤H2SO4(浓)―→SO2
其中加入氧化剂能实现的是________,加入还原剂能实现的是________。
答案:
①、④ ③、⑤
2.如图,A为非金属单质,B是一种具有还原性的二元含氧弱酸,D为一种非金属氧化物的气体,E为白色沉淀。
它们之间的转化关系如图:
(1)写出下列物质的化学式。
A:
__________,D:
__________,E:
__________。
(2)写出B→E的离子方程式:
____________________________________________。
(1)S SO2 BaSO3
(2)H2SO3+Ba2++2OH-===BaSO3↓+2H2O
中学阶段常见的符合ABCD转化关系的有:
硫元素:
H2SSO2SO3H2SO4
碳元素:
CCOCO2H2CO3
氮元素:
N2NO
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- 高中化学 必修 非金属 及其 化合物
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