高一非金属元素及其化合物知识点复习.doc
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1、课程名称:非金属元素及其化合物课程名称:非金属元素及其化合物 第一部分:阐明第一部分:阐明 非金属元素化合物的有关实验,是高考命题的主要内容;以框图推断题考察非金属元 素的单质及化合物的重要性质,是近几年高考命题的重要情势,也是高考元素化合物部份 的难点所在,势必还是高考命题的热门问题。用有关理论解释无机非金属材料和中学教材 中不常见的非金属元素相干物质的结构与性质,常出现于高考选择题中。要学会从大量信 息中抓主要信息,用熟悉的信息排除不熟悉的信息,答好选择题。对非金属元素知识的梳 理,要以网络情势找出各知识点的内存联系。应用物资结构、元素周期律的有关理论找出 相干物质的共性与异性及规律。尽量
2、加强理解,减少死纪硬背,把知识“盘熟” 、 “盘活” 。 要将几种重要的非金属元素化合物(如几种重要气体等)的性质融会到气体的制备、物资 的鉴别、分离等实验原理中去,减少高考实验题中答题的盲目性。 第二部分:知识网络建构第二部分:知识网络建构 一、氯气及其化合物一、氯气及其化合物 1、相互转化关系、相互转化关系 2、氯水的成分和性质、氯水的成分和性质 成分成分表现的性质表现的性质反应实例反应实例 Cl2 呈黄绿色 强氧化性 加成反应 Cl2 + Fe2+ ; Cl2 + 2I- ; Cl2 + H2SO3 + H2O ; Cl2 + CH2=CH2 CH2Cl =CH2Cl。 H+强酸性2H+
3、 + CaCO3 。 HClO 弱酸性 强氧化性 HClO + OH ClO + H2O 漂白、杀菌、消毒 滴入紫色石蕊试液 先 ,后 。 Cl沉淀反应Cl+Ag+AgCl 规律总结:几种漂白(脱色)剂的比较规律总结:几种漂白(脱色)剂的比较 漂白剂漂白剂HClONa2O2(H2O2)SO2活性炭活性炭 漂白(脱色)漂白(脱色) 原理原理 氧化漂白氧化漂白化合漂白吸附脱色 品红溶液品红溶液褪色褪色褪色褪色 紫色石蕊紫色石蕊先 后 褪色只变红不褪色褪色 稳定性稳定性稳定稳定不稳定 3、氯气的制法、氯气的制法 A 实验室制法:实验室制法:(1)反应原理: 。 说明:此反应必须使用浓盐酸,并且必须加
4、热; 若没有MnO2时可用 代替,此时不须加热。另外KClO3、K2Cr2O7、PbO2 等也可代替MnO2; 加热温度不宜过高,否则制得的Cl2中HCl气体杂质较多。 (2)发生装置:用分液漏斗、圆底烧瓶等组装的典型 (固液加热制气)发生装置。 (3)气体净化与干燥:净化C12用 洗气(饱和食盐水可除去Cl2中的HCl气体并 且抑制Cl2的溶解),除去混在C12中的HCl气体;用 或 干燥。 (4)收集: 法或排 法。 (5)气体的检验:用 检验。 (6)尾气处理:用 吸收多余的Cl2,以防Cl2污染大气。 B 工业制法:电解饱和食盐水:工业制法:电解饱和食盐水: 4、卤族元素:、卤族元素:
5、 (1)卤素及化合物的性质比较:)卤素及化合物的性质比较: 氟氟氯氯溴溴碘碘 状态气气(易液化)液(易挥发)固(易升华) 熔、沸点熔、沸点逐渐升高 颜色 色 色 色 色 单质物理单质物理 性质性质 密度密度逐渐增大 条件冷暗处点燃或光照加热持续加热X2与与 H2 化合化合程度剧烈爆炸燃烧或爆炸缓慢化合同时分解 反应2F2+2H2O=4HF+O2X2 + H2O = HX + HXOX2与与 H2O 化合化合程度剧烈缓慢微弱极弱 水溶性水溶性反应生成氢氟酸水溶性依次减小 化合价化合价只有-1 价有-1、+1、+3、+5、+7 等 化学式无含氧酸有 HXO、HXO2、HXO3、HXO4等 含氧酸含
6、氧酸 强弱程度同一价态的酸,其酸性依次减弱 卤化银卤化银颜色AgF(白)AgCl(白)AgBr(淡黄)AgI(黄) 阳极 阴极 电解 222 222ClHNaOHOHNaCl 水溶性易溶均难溶,且溶解度依次减小 感光性难分解见光均易分解,且感光性逐渐增强 (2)卤素元素的)卤素元素的 Cl2某些特性:某些特性: 氟元素在化合物中化合价只有 价, 正价,常温下氟气与水发生置换反应,生 成 HF 并放出 O2。 HF 是弱酸,剧毒,但能腐蚀玻璃 4HF + SiO2 = SiF4+2H2O,用塑料瓶保存。 溴是唯一的液态非金属。溴在常温下为 色液体,极易挥发产生红棕色且有毒的 溴蒸气,少量的液溴保
7、存要用水封。 碘是 色固体,易升华;使淀粉显 色。 碘的氧化性较弱,它与变价金属(如铁)反应时生成低价化合物。 AgX 中只有 AgF 溶于水,且不具有感光性;CaX2中只有 CaF2难溶。 (3)卤素间的置换反应及)卤素间的置换反应及 X-离子的检验:离子的检验: 置换反应:置换反应:Cl2 + 2Br- = Br2 + 2Cl- Cl2 + 2I- = I2 + 2Cl- Br2 + 2I- = I2 + 2Br- 结论:结论:氧化性:Cl2 Br2 I2; 还原性:I- Br- Cl- X-离子的检验离子的检验 (4)溴和碘在不同溶剂中所生成溶液(由稀到浓)的颜色变化)溴和碘在不同溶剂中
8、所生成溶液(由稀到浓)的颜色变化 溶剂溶剂 溶质溶质 水水 苯苯 汽汽 油油四氯化碳四氯化碳 Br2 黄 橙橙橙橙橙红橙橙 橙红橙橙 橙红 I2深黄黄 褐淡紫紫 紫红淡紫紫 紫红紫紫 深紫 溶剂密度溶剂密度 比 水 轻 比 水 轻比 水 重 (5)卤素互化物与拟卤素)卤素互化物与拟卤素 卤素互化物:卤素互化物:不同的卤素之间可以互相化合,形成一系列化合物,如 IBr 等,这类化合物 称为卤素互化物,与卤素单质的性质相似。 与水反应:IBr H2O 。(思考:此反应是否为氧化还原反 应?) 非金属性弱的卤素显 价。 二、碳、硅及化合物的联系网络二、碳、硅及化合物的联系网络 1、相互转化关系、相互
9、转化关系 2、硅的性质和制备:、硅的性质和制备: 物理性质:物理性质:硅在自然界中只有 态,没有 态。其含量在地壳中居第 位,是构成矿物和岩石的主要成分。晶体硅为原子晶体。灰黑色,有金属光泽,硬而 脆的固体,是半导体,具有较高的硬度和熔点。 化学性质化学性质:硅的化学性质不活泼。 常温下,只能与氟气、氢氟酸及强碱溶液反应: Si + 2F2 SiF4 、Si + 4HF SiF4 + 2H2、Si + 2NaOH + H2O 。 在加热条件下,能与氧气、氯气等少数非金属单质化合:Si O2 SiO2 制备:制备:在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅:SiO2 2C 。 将制得的粗硅,再与 C12
10、反应后,蒸馏出 SiCl4,然后用 H2还原 SiCl4可得到纯硅。有关的 反应为: Si 十 2C12 SiCl4、 SiCl4 + 2H2 Si + 4HCl 应用:应用:高纯硅可作 材料;晶体硅还可做光电转换材料及制作生物工程芯片。 3、二氧化硅的性质和应用:、二氧化硅的性质和应用: SiO2为 晶体,是一种坚硬难熔的固体,硬度、熔点都很高。 二氧化硅的化学性质很稳定,不能跟酸(氢氟酸除外)发生反应。 二氧化硅是一种酸性氧化物,所以能跟碱性氧化物或强碱反应。 SiO2 + CaO CaSiO3 、SiO2 + 2NaOH Na2SiO3 + H2O(碱溶液不能在使用磨口玻 璃塞的试剂瓶中
11、) 二氧化硅是一种特殊的酸性氧化物。 a酸性氧化物大都能直接跟水化合生成酸,但二氧化硅却不能直接跟水化合,它的对应水 化物(硅酸)只能用相应的可溶性硅酸盐跟盐酸作用制得。 首先,让 SiO2和 NaOH(或 Na2CO3)在熔化条件下反应生成相应的硅酸钠: SiO22NaOH ; 然后,用酸与硅酸钠作用制得硅酸:Na2SiO3+2HCl = 。 b酸性氧化物一般不跟酸作用,但二氧化硅却能跟氢氟酸起反应:SiO2+4HFSiF4+2H2O 光导纤维:从高纯度的 SiO2或石英玻璃熔融体中,拉出的直径约 100m 的细丝,称为 石英玻璃纤维,这种纤维称为光导纤维。光纤通信是一种新技术,它将光信号在
12、光导纤维 中进行全反射传播,达到两地通信的目的。光纤通信优点:信息传输量大,原料来源广; 质量轻,每千米 27 克;抗电磁干扰,保密性好。 4、硅酸和硅胶:、硅酸和硅胶: 硅酸:硅酸有多种形式,如 H4SiO4、H2SiO3、H2Si2O5等。由于“H2SiO3”分子式最简单, 习惯采用 H2SiO3作为硅酸的代表。 硅酸酸性比碳酸还弱:Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3+Na2CO3 硅胶:刚制得的硅酸是单个小分子,能溶于水,在存放过程中,它会逐渐失水聚合,形 成各种多硅酸,接着就形成不溶于水,但又暂不从水中沉淀出来的“硅溶胶” 。如果向硅溶 胶中加入电解质,则它会失水转为“硅凝胶”
13、 。把硅凝胶烘干可得到“硅胶” 。烘干的硅胶 是一种多孔性物质,具有良好的吸水性。而且吸水后还能烘干重复使用,所以在实验室中 常把硅胶作为作为干燥剂。 5、硅酸盐:、硅酸盐: 硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分,其结构复杂,组成可用氧化物的形式表示。例如: 硅酸钠 Na2SiO3(Na2OSiO2) ;镁橄榄石 Mg2SiO4(2MgOSiO2) ;高岭石 Al2(Si2O5)(OH) 4(A12O32SiO22H2O) 注:复杂硅酸盐可以看成碱性氧化物和酸性氧化物所组成的复杂化合物,因此可以改写为 aMxOybSiO2cH2O 的方式(具体顺序是:碱性氧化物两性氧化物酸性氧化物水) 。 硅酸盐制
14、品性质稳定,熔点较高,难溶于水,有很广泛的用途。 最简单硅酸盐是硅酸钠,其水溶液俗称水玻璃,是一种矿物胶,可作粘合剂,防腐剂。 云母、滑石、石棉、高岭石等,它们都属于天然的硅酸盐。人造硅酸盐:主要有玻璃、 水泥、各种陶瓷、砖瓦、耐火砖、水玻璃以及某些分子筛等。 6、无机非金属材料、无机非金属材料 传统无机非金属材料传统无机非金属材料水泥和玻璃的生产方法 硅酸盐产品硅酸盐产品水泥水泥普通玻璃普通玻璃 主要设备主要设备水泥回转窑玻璃窑 主要原料主要原料 和 、 、 反应原理反应原理复杂的物理-化学变化 Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2 CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2 主要成
15、份主要成份 硅酸三钙(3CaOSiO2) 、 硅酸二钙(2CaOSiO2) 、 铝酸三钙(3CaOAl2O3) 、 、 7、硅及其化合物的、硅及其化合物的“反常反常” Si 的还原性大于 C,但 C 却能在高温下还原出 Si:SiO22CSi2CO 非金属单质跟碱液作用一般无 H2放出,但 Si 却放出 H2: Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2(类似于 Al) 非金属单质一般不跟非氧化性酸作用,但 Si 能与 HF 作用:Si+4HFSiF4+2H2 非金属单质大多为非导体,但 Si 为半导体。 SiO2是 H2SiO3的酸酐,但它不溶于水,不能直接将它与水作用制备 H2SiO3
16、。 酸性氧化物一般不与酸作用,但 SiO2能跟 HF 作用:SiO2+4HFSiF4+2H2O 无机酸一般易溶于水,但 H2SiO3难溶于水。 因 H2CO3的酸性大于 H2SiO3,所以在 Na2SiO3溶液中通人 CO2能发生下列反应: Na2SiO3 + CO2 + H2O H2SiO3+ Na2CO3,但在高温下 SiO2 + Na2CO3Na2SiO3 + CO2也能发生。 Na2SiO3的水溶液称水玻璃,但它与玻璃的成分大不相同。 非金属氧化物的熔沸点一般较低,但 SiO2的熔沸点却较高。 三、硫及其化合物三、硫及其化合物 1、相互转化关系、相互转化关系 2、硫的性质、硫的性质 物
17、理性质:物理性质:硫通常为 色晶体, 溶于水, 溶于酒精, 溶于二硫化碳。 化学性质:化学性质:硫原子最外层 6 个电子,较易得电子,表现较强的氧化性。硫也具有还原性。 硫元素的主要化合价有 。 (1)与金属反应:Na + S = (剧烈反应并发生爆炸) Fe + S (2)与非金属的反应:S + O2 S + H2 H2S 3、硫的氧化物:、硫的氧化物: (1)二氧化硫:)二氧化硫:SO2是无色而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。 SO2是酸性氧化物,能跟水反应生成亚硫酸,亚硫酸是中强酸。 SO2有强还原性 ,常见氧化剂可与 SO2发生氧化还原反应。如:SO2 +
18、Cl 2 +2H2O = H2SO4 + 2HCl SO2也有一定的氧化性 2H2S + SO2 = 3S+2H2O SO2具有漂白性,能跟有色有机化合物生成无色物质(特点:可逆、非氧化还原反应) 实验室制法:Na2SO3 + H2SO4(浓) = Na2SO3 + H2O +SO2 或 Cu + 2H2SO4(浓) = CuSO4 + 2H2O + SO2 (2)三氧化硫:)三氧化硫:没有颜色易挥发的晶体;具有酸性氧化物的通性,遇水剧烈反应生成硫酸 并放出大量的热。 (3)比较)比较 SO2与与 CO2、SO3 SO2CO2SO3 主要物性主要物性 无色、有刺激性气体、易液化、 易溶于水(1
19、:40) 无色、无气味气体, 能溶于水(1:1) 无色固体, 熔点(16.8) 与水反应与水反应SO2 + H2O H2SO3 中强酸CO2+H2O H2CO3 SO3+H2O=H2SO4 与石灰水与石灰水 反应反应 CaSO3 白 Ca(HSO3)2 清液 CaCO3 白 Ca(HCO3)2 清液 SO3+Ca(OH)2=CaSO4 (微溶) 紫色石蕊紫色石蕊变红变红变红 品红品红褪色不褪色不褪色 鉴定存在鉴定存在 能使品红褪色 又能使清石灰变浑浊 不能使品红褪色 但能使清石灰水变浑浊 氧化性氧化性SO2 + 2H2S = 2S+ 2H2O CO2 + 2Mg = 2MgO + C CO2
20、+ C = 2CO 环境破坏环境破坏 的原因的原因 与与 Na2O2 作用作用 Na2O2+SO2=Na2SO42Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 【规律总结】 SO2和 CO2都能使澄清的石灰水变浑浊,若通入的气体过量,则沉淀都可消 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: 用品红溶液,使品红溶液褪色的是 SO2,不能使品红溶液褪色的是 CO2。 用氢硫酸,出现浑浊的是 SO2,无明显现象的是 CO2。2H2S + SO2 2H2O + 3S 用高锰酸钾溶液,紫色褪去的是 SO2,无明显现象的是 CO2。 2KMnO4 + 5SO2 + 2H2O K2S
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- 非金属元素 及其 化合物 知识点 复习
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