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,A,碳,位于金属与
2、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属光泽B、硅的导电性能介于金属和绝缘体之间,是良
3、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,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
4、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、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
5、出SiO2中的Si,说明C的氧 化性强于SiB.酸雨的形成是由于雨水中溶有CO2C.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
6、+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KAlSi3O8K2OAl2O36SiO2,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:Na2SiO
7、3、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
8、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、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C
9、O,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+H2,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
10、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
11、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),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
12、+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)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
13、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
14、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,a.用饱和食盐水除Cl2的HClb.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+)
15、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,N
16、aCl、FeCl3CuCl2,HCl,HClO,NaClOCa(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:,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
17、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,MnO
18、2+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()(
19、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
20、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/L3.214g/L3.119g/cm34.93g/cm3,-219.6-101-7.2113.5,-188.1-34.658.78184.4,反应226cm34.16g0.029g,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
21、(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,2、卤素与水的反应,2H2O+2F2=4HF+O2H2O+Cl2=HCl+HClOH2O+Br2=HBr+HBrOH2O+I2=HI+HIO,H2O+X2=HX+HXO,3、卤素间的置换反应,2NaBr+Cl2=2NaCl+Br22NaI+Cl2=2NaCl+I22KI+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
22、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,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.
23、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溶液,蓝色逐渐消失,这是因为,离子方程式是,以上实验条件下,ClO-、I2、SO32-的氧化性由强到弱的顺序是。,CD,ClO-I2、SO32-,四、Br-、I-的检验加硝酸银溶液+稀HNO3NaCl+AgNO3=NaNO3+AgCl(白色)NaBr+AgNO3=NaNO3+AgBr(淡黄色)KI+AgNO3=KNO3+AgI(黄色),溴化银的感光性:,碘化银:人工降雨剂,CaCl2易溶,而CaF2难溶;AgCl难溶,而AgF易溶,
24、无感光性,1、砹是原子序数最大的卤族元素,推测砹及砹的化合物不可能具有的性质是()A 砹是有色固体;B HAt很稳定;C AgAt难溶于水;D 砹易溶于某些有机溶剂。,课堂练习,B,2、F2是氧化性最强的非金属单质,在加热条件下,物质的量相等的F2气与烧碱完全反应,生成NaF、H2O和另一种气体,该气体是下列的()A H2;B HF;C OF2;D O2。,C,3、若NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是()A.在标准状况下,NA个水分子所占的体积约为22.4L;铁与氯气完全反应,失去电子的数目为0.3NA;C.1mol氯气发生化学反应,转移的电子数必为2NA;D.CH4的摩尔质量与NA个C
25、H4分子的质量在数值上相等。,BD,4.溴化碘(IBr)的化学性质与卤素单质相似,能与大多数金属、非金属反应,也能与水反应:IBr+H2O=HBr+HIO,下列有关IBr的叙述不正确的是(),A.在很多反应中IBr是强氧化剂,B.IBr与水反应时既是氧化剂又是还原剂,C.IBr与AgNO3反应时有AgBr沉淀生成,D.IBr与NaOH反应时生成NaBr和NaIO,B,第26讲卤族元素 从海洋中提纯溴和碘(2),第四章 非金属及其化合物,一、氯、溴、碘的提取(一)氯碱工业电解食盐水生产氯气和烧碱的化学工业我国主要以海盐为原料。海盐中含硫酸钙、硫酸镁、氯化镁等杂质,要净化后制成饱和食盐水再电解。2
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