高三化学第一轮复习非金属及其化合物.ppt
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1、第23讲 硅及其化合物,第四章 非金属及其化合物,Si及SiO2的用途 玻璃雕刻原理 碱性试剂及氢氟酸的保存 Si与碱的反应有关计算 粗硅的提纯,考查重点,1、物理性质,1S22S22P63S23P2,一、硅,Si是带有金属光泽的灰黑色固体,熔点高, 硬度大,有脆性。硅的导电性介于导体和绝缘 体之间,是良好的_材料。,2、组成与结构,在地壳中硅的含量仅次于_,而居第_位 硅在元素周期表位于第_周期第_族,位 于_的下方硅的电子排布式为_ 硅单质的结构与金刚石类似,为原子晶体(每个Si原子分别与另外4个Si原子形成4个共价键,硅与硅之间结合形成空间网状结构,含正四面体结构。),半导体,氧,二,三
2、,A,碳,位于金属与非金属分界线,原子晶体,3、硅的化学性质,常温下,硅的化学性质不活泼,除氟气、氢氟酸和强碱外,硅不跟其他物质,如氧气、氯气、硫酸、硝酸等起反应。在加热条件下,硅能跟一些非金属反应。,碳与硅的化学性质比较,Si +2F2= SiF4(常温),与HNO3、H2SO4等不反应,Si+4HF=SiF4+ 2H2,Si+2NaOH+ H2O =Na2SiO3+ 2H2,C + 2H2 = CH4,高温,(SiH4不稳定, 在空气中自燃),集成电路、半导体晶体管 及芯片、光电池等等,【实战演练】P161 变式练习2 下列关于硅的说法中不正确的是 A、硅是非金属元素,它的单质是灰黑色有金
3、属光泽 B、硅的导电性能介于金属和绝缘体之间,是良好的半导体材料 C、硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质反应 D、加热到一定温度时,硅能与氯气、氧气等反应,P162 练3、若把4.2g的硅和9.2g的钠同时投入适量的水中,充分反应,能收集到氢气(标准状况)的体积是 A、22.4L B、11.2L C、5.6L D、2.8L,C,B,二、二氧化硅,1、物理性质,SiO2也叫硅石,石英砂、玻璃、沙子的主要 成分也为SiO2, SiO2为坚硬的固体,纯SiO2是 无色透明晶体,称之为水晶熔点高,硬度大, 不溶于水(为原子晶体)。,2、组成与结构,在SiO2的晶体中,每个硅原子 与_个氧原子结合,
4、每个氧原子 与_个硅原子结合,即SiO2晶 体是由Si和O按_的比例所 组成的_结构 的晶体。1mol SiO2晶体中含有 _molSiO键。,4,2,1:2,立体空间网状,4,3、二氧化硅的化学性质(与CO2比较),CO2+2OH- = CO32- +2H2O,CO2+OH- = HCO3-,CO2+CaO = CaCO3,CO2+H2O+Na2SiO3 = Na2CO3 + H2SiO3,SiO2+4HF = SiF4+2H2O,SiO2+2OH- = SiO32- +H2O,不反应(故不能直接与水反应制硅酸),3、二氧化硅的化学性质(与CO2比较),光导纤维、化学仪器、 光学仪器、钟表、
5、 电子部件,【实战演练】,1.下列对有关化学反应过程或实验现象的解释中,正 确的是( ) A.在高温条件下,C能置换出SiO2中的Si,说明C的氧 化性强于Si B.酸雨的形成是由于雨水中溶有CO2 C.长期盛放NaOH溶液的滴瓶不易打开,主要是因为 NaOH吸收了CO2所致 D.”水滴石穿”是溶解了CO2的雨水长期与CaCO3作 用生成了Ca(HCO3)2之故,D,思考 / ?,1.氢氟酸如何保存?,2.为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞 而不用玻璃塞?,氢氟酸不能盛放在玻璃器皿中,而应保存在塑料瓶中。,SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O,生成的具有 粘性,久置使瓶
6、塞打不开,硅酸,1、硅酸是一种比碳酸还要弱的酸,溶解度很小,由可溶性Na2SiO3与其他酸反应制得:Na2SiO3+H2SO4=H2SiO3+Na2SO4 硅胶硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶。 硅胶多孔,吸附水分能力强,常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂,也用作催化剂的载体。,硅酸盐(由硅、氧和金属组成的化合物),硅酸钠(Na2SiO3):可溶于水,其水溶液称为水玻璃。可作肥皂填料、木材防火剂、黏胶剂。 硅酸盐常表示成氧化物的形式: 硅酸钠Na2SiO3Na2OSiO2 高岭土Al2(Si2O5)(OH)4Al2O32SiO22H2O 正长石KAlSi3O8K2OAl2O36
7、SiO2,硅酸盐工业简介,CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2,硅酸盐工业,玻璃,主要原料:,纯碱、石灰石、石英,主要反应,产品成分:Na2SiO3、CaSiO3、SiO2,水泥,主要原料:黏土、石灰石,产品成分:硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙,陶瓷:原料黏土,高温,第24讲 碳族元素,第四章 非金属及其化合物,例1、阅读下列材料,回答有关的问题: 锡、铅两种元素的主要化合价是+2价和+4价,其中+2价锡元素和+4价铅元素的化合物均为是不稳定的,+2价锡离子有强还原性,+4价铅元素的化合物有强氧化性。例如:Sn2+还原性比Fe2+还原性强。PbO2的氧化性比Cl2氧化性强。 (1)写出上列
8、反应的化学方程式 氯气跟锡共热: 。 氯气跟铅共热: 。 二氧化铅跟浓盐酸共热: 。 (2)能说明Sn2+还原性比Fe2+还原性强的离子方程式是 。,例2、在元素周期表中,下列有关碳族元素的递变规律正确的是 ( ) A自上而下元素的金属性逐渐增强 B自上而下元素的非金属性逐渐增强 C自上而下元素单质颜色逐渐变浅 D自上而下元素单质熔、沸点逐渐升高,例3、(2007年北京卷)用4种溶液进行实验,下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是,1、碳单质: (1)同素异形体: (2)无定形碳:,金刚石、石墨、C60等,木炭、焦炭、活性炭,吸附性,碳的电子排布式为:,1S22S22P2,一、碳,2、
9、碳的化学性质:,碳在常温下性质比较稳定,很难被氧化,但随着温度的升高,碳的活性增强,(1)碳的还原性,与非金属反应,C具有可燃性,与氧化物反应,说明:C与氧化物反应,若C过量,可以得到CO,高温下C与氧化物反应一般得到的都是CO,与强氧化性酸反应,碳及其化合物考查的重点有: 1、C、CO的还原性,如C、CO还原氧化物的有关计算。特别注意C与CuO、FeO等反应可生成CO或CO2或CO和CO2,C与SiO2反应只能生成CO。 2、有关CO2的性质与制取、CO2与NaOH溶液反应的有关计算。 3、注意C是典型的变价非金属元素,对一些特殊反应:要加强识记 C+CO2=2CO CO+H2O=CO2+H
10、2,高温,高温,(02上海,15)将足量CO2通人KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中,生成沉淀的物质的量(n)和通入CO2体积(y)的关系正确的是,D,(02全国,24),在25,101kPa条件下,将15 L O2通入10 L CO和H2的混合气中,使其完全燃烧,干燥后,恢复至原来的温度和压强。 (1)若剩余气体的体积是15L,则原CO和H2的混合气中 V(CO) L, V(H2) L。 (2)若剩余气体的体积为a L,则原CO和H2的混合气中 V(CO)V(H2) 。 (3)若剩余气体的体积为aL,则a的取值范围是 。,5,5,(a10):(20a),10a20,第25讲 第二节 富集在
11、海水中的元素氯,第四章 非金属及其化合物,三 氯气的制备、用途。,四 氯的重要化合物的性质与用途,知识要点,二 氯气的化学性质,一 氯元素的原子结构与氯气的物理性质,一、氯元素的原子结构,在自然界的存在:,1、氯的原子结构:,容易获得一个电子,是典型的非金属,显非金属性(强)在自然界以化合物形式存在(NaCl、MgCl2等,海水中,盐矿里)。,2、化合价分析:Cl2中显零价,还有+1,+3,+5,+7等价。 处于中间价,既有氧化性,又有还原性,但以氧化性为主。,二、氯气的物理性质:,黄绿色气体,强刺激性气味(如何闻?),有毒,比空气重,可溶于水(1:2),易液化(还有CO2,SO2,NH3),
12、三、氯气的化学性质:,(1):可与大多数金属化合:,H2+Cl2=2HCl,氧化剂,说明:可与大多数金属化合,显强氧化性,把变价金属(如铁,铜)氧化成高价态。,Fe+2HCl=FeCl2+H2,氧化性:Cl2Fe3+Cu2+H+,(2):可与大多数非金属化合:,点燃或光照,氧化剂,实验现象:,苍白色火焰,瓶口有白雾(解释?),生成刺激性气体,燃烧:任何发光发热的剧烈的氧化还原反应。,含氯酸,3、含氧酸:同种元素不同价态含氧酸酸性强弱顺序: HClO4 HClO3 HClO2 HClO 最强无机酸 强酸 弱酸 极弱酸,1、氢化物(HCl) 酸碱性: 酸性 还原性:较弱的还原性(Cl处于最低价)
13、水溶性:极易溶于水,水溶液为盐酸,2、盐酸(无色易挥发有强烈刺激性气味的液体) 强酸性:(三大强酸之一、重要的化工原料) 还原性:较弱的还原性(Cl处于最低价) 氧化性:较弱的氧化性(H+处于最高价),(3)、氯气与水的反应:,自来水、游泳池用氯气消毒,为什么?,Cl2+H2O=HCl+HClO,次氯酸,酸性极弱(比碳酸弱),不稳定(受热或光照分解),具有强氧化性(比氯气强),2HClO=2HCl+O2,光照,如何保存?,氯水能杀菌、消毒、漂白的原因:与水反应生成次氯酸,次氯酸有强氧化性。,思考:干燥的氯气能使有色布条褪色吗?潮湿的氯气或氯水呢?,避光。,【结论】:起漂白作用的是次氯酸而不是氯
14、气,新制氯水的主要成份:Cl2、H2O、HClO;H+、Cl-、ClO-,久置氯水的主要成份:H+、Cl-(次氯酸分解),氯水成分复杂,加入不同试剂,起作用的成分各不相同.指出下列现象,说明理由(写出反应式) :,加入碳酸钙粉末,有气体生成,2HCl+CaCO3=CaCl2+CO2+H2O,锌粒加入氯水中,有气体生成,Zn+2H+=Zn2+H2,先变红,后褪色,酸性,后被HClO氧化漂白,褪色,HClO氧化漂白,有白色沉淀生成,Ag+Cl-=AgCl,紫色石蕊试 液加入氯水中,红布条加入 氯水中,硝酸银溶液 加入氯水中,Cl2H2O HClHClO的平衡移动,左移,左移,右移,右移,右移,右移
15、,a.用饱和食盐水除Cl2的HCl b.用排饱和食盐水法收集Cl2,次氯酸与浓盐酸反应制Cl2,用NaOH溶液吸收多余Cl2,制漂白粉,制高浓度HClO溶液,氯水避光保存或现用现配,c(Cl )增大,c(H+)增大,c(H+)减小,c(H+)减小,c(H+)减小,C(HClO)减小,4. Cl2与碱反应的产物,2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O,Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O,漂白粉的主要成分 CaCl2 Ca(ClO)2,漂白粉的有效成分 Ca(ClO)2,三种漂白原理,氧化漂白 Na2O2 O3 HClO 氯
16、水,不可逆,加热不复原,化合漂白 SO2,漂白品红等 可逆,加热复原,物理漂白 活性炭 木炭等,可逆,属物理变化,加热解析复原,漂白粉漂白原理Ca(ClO)2 +CO2+H2O =CaCO3+2HClO,碳酸的酸性比次氯酸强(强酸制弱酸),漂白粉应避免与空气水分接触(防止失效) 。,Cl2,NaCl、 FeCl3 CuCl2,HCl,HClO,NaClO Ca(ClO)2,KBr、KI,CO2+H2O、,Br2、I2,(尾气吸收),(制漂白粉),(漂白原理),Cl2的性质归纳:,Cl2的化学性质活泼,能与大多数金属、非金属反应,也能与水、碱反应,还能置换溴、碘。表现强氧化性。,四、氯气的用途:
17、,制盐酸,自来水、游泳池消毒,制漂白粉(精),漂白棉、麻、纸张,用于冶金工业和有机化工,氯气有毒,实验室制氯气用NaOH吸收多余的氯气,而不用Ca(OH)2(熟石灰溶解度小,吸收不完全) 。,Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,课堂练习,(2007年高考广东化学卷,卤素)氯气是一种重要的工业原料。工业上利用反应3Cl22NH3N26HCl检查氯气管道是否漏气。下列说法错误的是( ) (A)若管道漏气遇氨就会产生白烟 (B)该反应利用了Cl2的强氧化性 (C)该反应属于复分解反应 (D)生成1 mol N2有6 mol电子转移,答案C,五、Cl-的检验:,HCl或可溶性氯化物溶液中
18、含有Cl-,如何检验?,Ag+Cl-=AgCl,Ag+Cl-=AgCl,Ag+Cl-=AgCl,Ag2CO3+2HNO3=2AgNO3+ CO2+H2O,白色沉淀,不溶解,白色沉淀,白色沉淀,白色沉淀,无现象,不溶解,不溶解,溶解,有气体生成,无现象,氯气的实验室制法,反应原理是什么?,除HCl,除H2O,MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2 +2H2O,根据反应原理如何选择反应装置?,怎样检查装置的气密性?,制得的氯气有哪些杂质?如何除去?,用什么方法收集氯气?,尾气如何处理?,六、 氯气的制法: (1)反应的原理: (2)装置图: (3)收集气体的方法: (4)除杂(HCl): (4)尾
19、气的处理: (5)检验氯气是否收集满:,向上排空气,饱和食盐水,NaOH溶液,湿润的KI-淀粉试纸,2、氯气的工业制法: a.电解饱和食盐水: 2NaCl+2H2O = 2NaOH+Cl2 +H2 b.电解熔融NaCl得到金属钠和副产物氯气,通电,(2007年高考上海化学卷,卤素)可用如图装置制取(必要时可加热)、净化、收集的气体是( ) (A)铜和稀硝酸制一氧化氮 (B)氯化钠与浓硫酸制氯化氢 (C)锌和稀硫酸制氢气 (D)硫化亚铁与稀硫酸制硫化氢,课堂练习,浓硫酸,B,第26讲 卤族元素 从海洋中提纯溴和碘(1),第四章 非金属及其化合物,1、卤素原子结构有何相似点和不同点?由此推测它们化
20、学性质有何相似性和递变性?,想一想,2、卤素原子结构、化学性质的递变性和碱金属有何不同?,* 不同点:,原子的最外层均为7个电子,易得到1个电子,1.核电荷数依次增多;,3.原子半径依次增大,离子半径比相应的原子半径大。,* 共同点:,2.电子层数递增;,一、卤素的原子结构,最外层7个电子,易得一个电子,,核电荷数递增,电子层数递增,原子半径依次增大,得电子能力逐渐减弱,原子结构,性质,决定,具氧化性,氧化性逐渐减弱,二、卤素单质的物理性质,1.69g/L 3.214g/L 3.119 g/cm3 4.93 g/cm3,-219.6 -101 -7.2 113.5,-188.1 -34.6 5
21、8.78 184.4,反应 226cm3 4.16g 0.029g,物理性质变化规律,1、颜色: 2、状态: 3、熔沸点: 4、密度: 5、溶解度:,由浅到深,由气到液到固,递增,递增,递减;在有机溶剂中的溶解性大,递减,碱金属,卤素,三、卤素单质的化学性质,1、卤素与氢气的反应,H2+F2=2HF(冷暗) H2+Cl2=2HCl(光照或点燃)H2+Br2=2HBr(高温) H2+I2=2HI(持续加热),氢化物的相似与递变规律:,相似:1.极易溶于水 2 .在空气中产生白雾 递变:1.稳定性:渐弱 2.还原性:渐强 3.水溶液的酸性:渐强 4沸点: HF HI HBr HCl,?,氧化性递减
22、,2、卤素与水的反应,2H2O+2F2=4HF+O2 H2O+Cl2=HCl+HClO H2O+Br2=HBr+HBrO H2O+I2=HI +HIO,H2O+X2=HX +HXO,3、卤素间的置换反应,2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2 2NaI+Cl2=2NaCl+I2 2KI+Br2=2KI +I2,无色溶液变成橙(红)色或紫(红)色。,(特例),反应越来越难以发生,氧化性:Cl2Br2I2 还原性:,生成卤化物和次卤酸盐 讨论:怎样除去溴苯中溴?,、卤素与碱的反应:,5、与还原性物质(SO2的水溶液)反应:,SO2+2+2H2O=SO42-+2-+4H+,6、卤素的特性,与水反应,
23、易溶于水,与水反应,在水溶解性较小,在汽油、苯、CCl4等有机溶剂是溶解性较大,在水溶解性较小,在汽油、苯、CCl4等有机溶剂是溶解性较大,剧毒,易液化钢瓶贮存,易挥发水封,易升华棕色瓶保存,单质I2使淀粉变蓝。,新制氯水浅黄绿色,溶液呈橙色或橙红色,溶液呈紫色或紫红色,课堂练习,例1:随着核电荷数的增加,碱金属元素和卤族元素在下列各项中的变化趋势不一致的是( ) A原子半径 B.核外电子层数 C.单质在常压下的熔、沸点 D.单质与水反应的剧烈程度 例2:在淀粉碘化钾溶液中,滴加少量NaClO溶液,并加入少量硫酸,溶液立即变蓝,则反应的离子方程式是 。在上述蓝色溶液中,滴加足量的Na2SO3溶
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