化學必修一第四章知識點及習題(含答案)

第四章：非金屬及其化合物

一、硅元素：無機非金屬材料中的主角，在地殼中含量26.3％，次于氧。是一種親氧元

素，以熔點很高的氧化物及硅酸鹽形式存在于巖石、沙子和土壤中，占地殼質(zhì)量90％以上。位于第3周期，第ⅣA族碳的下方。

Si對比C

最外層有4個電子，主要形成四價的化合物。

二、二氧化硅（SiO2）

天然存在的二氧化硅稱為硅石，包括結(jié)晶形和無定形。石英是常見的結(jié)晶形二氧化硅，其中無色透明的就是水晶，具有彩色環(huán)帶狀或?qū)訝畹氖乾旇?。二氧化硅晶體為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，基本單元是[SiO4]，因此有良好的物理和化學性質(zhì)被廣泛應用。（瑪瑙飾物，石英坩堝，光導纖維）

物理：熔點高、硬度大、不溶于水、潔凈的SiO2無色透光性好

化學：化學穩(wěn)定性好、除HF外一般不與其他酸反應，可以與強堿（NaOH）反應，是酸性氧化物，在一定的條件下能與堿性氧化物反應

SiO2＋4HF==SiF4↑＋2H2O

SiO2＋CaO===(高溫)CaSiO3

SiO2＋2NaOH==Na2SiO3＋H2O

不能用玻璃瓶裝HF，裝堿性溶液的試劑瓶應用木塞或膠塞。

三、硅酸（H2SiO3）

酸性很弱（弱于碳酸）溶解度很小，由于SiO2不溶于水，硅酸應用可溶性硅酸鹽和其他酸性比硅酸強的酸反應制得。

Na2SiO3＋2HCl==H2SiO3↓＋2NaCl

硅膠多孔疏松，可作干燥劑，催化劑的載體。

四、硅酸鹽

硅酸鹽是由硅、氧、金屬元素組成的化合物的總稱，分布廣，結(jié)構(gòu)復雜化學性質(zhì)穩(wěn)定。一般不溶于水。（Na2SiO3、K2SiO3除外）最典型的代表是硅酸鈉Na2SiO3：可溶，其水溶液稱作水玻璃和泡花堿，可作肥皂填料、木材防火劑和黏膠劑。常用硅酸鹽產(chǎn)品：玻璃、陶瓷、水泥

四、硅單質(zhì)

與碳相似，有晶體和無定形兩種。晶體硅結(jié)構(gòu)類似于金剛石，有金屬光澤的灰黑色固體，熔點高（1410℃），硬度大，較脆，常溫下化學性質(zhì)不活潑。是良好的半導體，應用：半導體晶體管及芯片、光電池、

五、氯元素：位于第三周期第ⅦA族，原子結(jié)構(gòu)：容易得到一個電子形成

氯離子Cl－,為典型的非金屬元素，在自然界中以化合態(tài)存在。

六、氯氣

物理性質(zhì)：黃綠色氣體，有刺激性氣味、可溶于水、加壓和降溫條件下可變?yōu)橐簯B(tài)(液氯)和固態(tài)。

制法:MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋2H2O＋Cl2

聞法:用手在瓶口輕輕扇動,使少量氯氣進入鼻孔。

化學性質(zhì)：很活潑，有毒，有氧化性，能與大多數(shù)金屬化合生成金屬氯化物（鹽）。也能與非金屬反應：

2Na＋Cl2===(點燃)2NaCl2Fe＋3Cl2===(點燃)2FeCl3Cu＋Cl2===(點燃)CuCl2

Cl2＋H2===(點燃)2HCl現(xiàn)象：發(fā)出蒼白色火焰，生成大量白霧。

燃燒不一定有氧氣參加，物質(zhì)并不是只有在氧氣中才可以燃燒。燃燒的本質(zhì)是劇烈的氧化還原反應，所有發(fā)光放熱的劇烈化學反應都稱為燃燒。

Cl2的用途：

①自來水殺菌消毒Cl2＋H2O==HCl＋HClO2HClO===(光照)2HCl＋O2↑

1體積的水溶解2體積的氯氣形成的溶液為氯水，為淺黃綠色。其中次氯酸HClO有強氧化性和漂泊性，起主要的消毒漂白作用。次氯酸有弱酸性，不穩(wěn)定，光照或加熱分解，因此久置氯水會失效。

②制漂白液、漂白粉和漂粉精

制漂白液Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O，其有效成分NaClO比HClO穩(wěn)定多,可長期存放制漂白粉(有效氯35％)和漂粉精(充分反應有效氯70％)2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O

③與有機物反應，是重要的化學工業(yè)物質(zhì)。

④用于提純Si、Ge、Ti等半導體和鈦

⑤有機化工：合成塑料、橡膠、人造纖維、農(nóng)藥、染料和藥品

七、氯離子的檢驗

使用硝酸銀溶液，并用稀硝酸排除干擾離子（CO32－、SO32－）

HCl＋AgNO3==AgCl↓＋HNO3

NaCl＋AgNO3==AgCl↓＋NaNO3

Na2CO3＋2AgNO3==Ag2CO3↓＋2NaNO3

Ag2CO3＋2HNO3==2AgNO3＋CO2↑＋H2O

Cl－＋Ag＋==AgCl↓

八、二氧化硫

制法（形成）：硫黃或含硫的燃料燃燒得到（硫俗稱硫磺，是黃色粉末）

S＋O2===(點燃)SO2

物理性質(zhì)：無色、刺激性氣味、容易液化，易溶于水（1：40體積比）

化學性質(zhì)：有毒，溶于水與水反應生成亞硫酸H2SO3，形成的溶液酸性，有漂白作用，遇熱會變回原來顏色。這是因為H2SO3不穩(wěn)定，會分解回水和SO2

SO2＋H2OH2SO3因此這個化合和分解的過程可以同時進行，為可逆反應。

可逆反應——在同一條件下，既可以往正反應方向發(fā)生，又可以向逆反應方向發(fā)生的化學反應稱作可逆反應，用可逆箭頭符號連接。

九、一氧化氮和二氧化氮

一氧化氮在自然界形成條件為高溫或放電：N2＋O2==(高溫或放電)2NO，生成的一氧化氮很不穩(wěn)定，在常溫下遇氧氣即化合生成二氧化氮：2NO＋O2==2NO2

一氧化氮的介紹：無色氣體，是空氣中的污染物，少量NO可以治療心血管疾病。

二氧化氮的介紹：紅棕色氣體、刺激性氣味、有毒、易液化、易溶于水，并與水反應：

3NO2＋H2O==2HNO3＋NO這是工業(yè)制硝酸的方法。

十、大氣污染

SO2、NO2溶于雨水形成酸雨。防治措施：

①從燃料燃燒入手。

②從立法管理入手。

③從能源利用和開發(fā)入手。

④從廢氣回收利用，化害為利入手。

(2SO2＋O2==2SO3SO3＋H2O==H2SO4)

十一、硫酸

物理性質(zhì)：無色粘稠油狀液體，不揮發(fā)，沸點高，密度比水大。

化學性質(zhì)：具有酸的通性，濃硫酸具有脫水性、吸水性和強氧化性。是強氧化劑。

C12H22O11======(濃H2SO4)12C＋11H2O放熱

2H2SO4(濃)＋C==CO2↑＋2H2O＋SO2↑

還能氧化排在氫后面的金屬，但不放出氫氣。

2H2SO4(濃)＋Cu==CuSO4＋2H2O＋SO2↑

稀硫酸：與活潑金屬反應放出H2，使酸堿指示劑紫色石蕊變紅，與某些鹽反應，與堿性氧化物反應，與堿中和

十二、硝酸

物理性質(zhì)：無色液體，易揮發(fā)，沸點較低，密度比水大。

化學性質(zhì)：具有一般酸的通性，濃硝酸和稀硝酸都是強氧化劑。還能氧化排在氫后面的金屬，但不放出氫氣。

4HNO3(濃)＋Cu==Cu(NO3)2＋2NO2↑＋4H2O

8HNO3(稀)＋3Cu==3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

反應條件不同，硝酸被還原得到的產(chǎn)物不同，可以有以下產(chǎn)物:N(+4)O2,HN(+3)O2,N(+2)O,N(+1)2O,N(0)2,N(-3)H3△硫酸和硝酸：濃硫酸和濃硝酸都能鈍化某些金屬（如鐵和鋁）使表面生成一層致密的氧化保護膜，隔絕內(nèi)層金屬與酸，阻止反應進一步發(fā)生。因此，鐵鋁容器可以盛裝冷的濃硫酸和濃硝酸。硝酸和硫酸都是重要的化工原料和實驗室必備的重要試劑?？捎糜谥苹?、農(nóng)藥、炸藥、染料、鹽類等。硫酸還用于精煉石油、金屬加工前的酸洗及制取各種揮發(fā)性酸。

十三、氨氣及銨鹽

氨氣的性質(zhì)：無色氣體，刺激性氣味、密度小于空氣、極易溶于水（且快）1：700體積比。溶于水發(fā)生以下反應使水溶液呈堿性：NH3＋H2O==NH3?H2ONH4＋＋OH－可作紅色噴泉實驗。生成的一水合氨NH3?H2O是一種弱堿，很不穩(wěn)定，會分解，受熱更不穩(wěn)定：NH3?H2O===(△)NH3↑＋H2O

濃氨水易揮發(fā)除氨氣，有刺激難聞的氣味。

氨氣能跟酸反應生成銨鹽：NH3＋HCl==NH4Cl(晶體)

氨是重要的化工產(chǎn)品，氮肥工業(yè)、有機合成工業(yè)及制造硝酸、銨鹽和純堿都離不開它。氨氣容易液化為液氨，液氨氣化時吸收大量的熱，因此還可以用作制冷劑。

銨鹽的性質(zhì)：易溶于水（很多化肥都是銨鹽），受熱易分解，放出氨氣：

NH4Cl==△NH3↑＋HCl↑

NH4HCO3==△NH3↑＋H2O↑＋CO2↑

可以用于實驗室制取氨氣：（干燥銨鹽與和堿固體混合加熱）

NH4NO3＋NaOH==NaNO3＋H2O＋NH3↑

2NH4Cl＋Ca(OH)2==CaCl2＋2H2O＋2NH3↑

用向下排空氣法收集，紅色石蕊試紙檢驗是否收集滿第四章《非金屬及其化合物》單元練習一、選擇題（本題含10小題，每題2分，共20分。每題只有1個正確選項）AUTONUM．用一種試劑證明生石灰中含有石灰石和石英，下列試劑適宜的是….…………()A．鹽酸 B．硫酸 C．NaOH溶液 D．氯化鈉溶液AUTONUM．光纖通信70年代后期發(fā)展起來的一種新型通信技術(shù)，目前長距離光纖通信系統(tǒng)已投入使用，光纖通信的光學纖維是由下列哪種物質(zhì)經(jīng)特殊工藝制成的….…………()A．碳 B．石英 C．鍺 D．硅AUTONUM．硅酸銅鋇是當今用最新科學技術(shù)才能合成的一種物質(zhì)。然而現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，我國秦朝兵馬俑用的一種顏料竟是硅酸銅鋇。下列關(guān)于硅酸銅鋇的學說錯誤的是….…………()A．易溶于水 B．難溶于水 C．屬于硅酸鹽 D．屬于復鹽AUTONUM．能證明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的實驗事實是……………….…()A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2難溶于水 B．CO2通入可溶性硅酸鹽中析出硅酸沉淀C．高溫下SiO2與碳酸鹽反應生成CO2D．氯化氫通入可溶性碳酸鹽溶液中放出氣體，通入可溶性硅酸鹽溶液中生成沉淀AUTONUM．下列試劑能貯存在磨口玻璃塞的試劑瓶里的是……………….…………….…()A．HF溶液 B．KOH溶液 C．鹽酸 D．水玻璃AUTONUM．在下列溶液中通入CO2至過量，原溶液一直保持澄清的是………………..…()A．硅酸鈉溶液B．氯化鋇溶液 C．石灰水D．漂白粉溶液AUTONUM．飽和氯水長期放置后，下列微粒在溶液中不減少的是……….…………….…()A．Cl2 B．HClO C．Cl－ D．H2OAUTONUM．為了除去氯氣中混有的少量水蒸氣，可使含雜質(zhì)的氯氣通過某特定的干燥管，此干燥管中裝有下列藥品中的……….……..………….…()A．五氧化二磷粉末B．濃硫酸 C．飽和食鹽水 D．堿石灰AUTONUM．稀硫酸中插一塊銅片，加入下列物質(zhì)后，可使銅片迅速發(fā)生反應的是….…()A．稀鹽酸

B．硫酸鈉晶體

C．硝酸鉀晶體

D．氯化鈉晶體AUTONUM．只用一種試劑就能把Na2SO4、NaCl、(NH4)2SO4、NH4Cl四種溶液區(qū)分開來，這種試劑是……….………….……….…()A．AgNO3 B．NaOH C．BaCl2 D．Ba(OH)2二、多選題（每題3分，共18分。每小題有1~2個正確選擇。若兩個選項只選一個且正確，只給1分；只要錯一個零分）AUTONUM．下列敘述不正確的是……….….…………….…()A．NH3易液化，液氨常用作制冷劑B．與金屬反應時，稀HNO3可能被還原為更低價態(tài)，則稀HNO3氧化性強于濃HNO3C．氨鹽受熱易分解，因此貯存氨態(tài)氮肥時要密封保存，并放在陰涼通風處D．稀HNO3和活潑金屬反應時主要得到氫氣AUTONUM．欲迅速除去水壺底的水垢，又不損壞鋁壺，最好選用…….…………….…()A．濃鹽酸 B．稀硝酸 C．冷的濃硫酸 D．冷的濃硝酸AUTONUM．起固定氮作用的化學反應是……….………………...…….…()A．N2與H2在一定條件下反應生成NH3 B．硝酸工廠用NH3氧化制NOC．雷雨時空氣中的N2轉(zhuǎn)化為NO D．由NH3制碳酸氫銨和硫酸銨AUTONUM．下列所列各物質(zhì)的用途中，不正確的是….…()A．分子篩：吸附劑、催化劑 B．硅膠：干燥劑、吸附劑、催化劑載體C．碳化硅：砂紙、砂輪 D．硅酸：粘合劑、耐火材料AUTONUM．向鹽酸中加入濃硫酸時產(chǎn)生白霧，下列敘述不屬于產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是()A．濃硫酸具有脫水性 B．濃硫酸具有吸水性C．鹽酸具有揮發(fā)性 D．氣體的溶解度的隨溫度升高而降低AUTONUM．下面有關(guān)硅的敘述中，正確的是……….……………….…()A．硅原子既不易失去電子又不易得到電子，主要形成四價的化合物。B．硅是構(gòu)成礦物和巖石的主要元素，硅在地殼中的含量在所有的元素中居第一位。C．硅的化學性質(zhì)不活潑，在自然界中可以以游離態(tài)存在。D．硅在電子工業(yè)中，是最重要的半導體材料。三、填空題：（共24分）AUTONUM．（16分）將下列性質(zhì)的番號，填入各小題后面對應的括號中：A．脫水性； B．強酸性；C．二元酸；D．氧化性；(E)吸水性(1)將膽礬放入裝有濃H2SO4的干燥器中，過一段時間膽礬變白色。（）(2)NaOH與H2SO4反應，可生成Na2SO4和NaHSO4這兩種鹽。（）(3)在燒杯中放入蔗糖，滴入濃H2SO4變黑，并產(chǎn)生大量氣體。（）(4)在稀HNO3中放入鋁片就產(chǎn)生NO。（）(5)在稀H2SO4中放入鋁片就產(chǎn)生H2。（）（6）在冷濃HNO3中放入鋁片沒明顯現(xiàn)象。（）（7）濃H2SO4敞口久置會增重。（）（8）用稀硫酸清洗金屬表面的氧化物（）AUTONUM．（8分）用線段連接相關(guān)材料和用途材料用途氧化鋁陶瓷制軸承氮化硅陶瓷通訊光導纖維高級耐火材料壓電陶瓷點火器四、填空題（共11分）：AUTONUM．（3分）礦泉水一般是由巖石風化后被地下水溶解其中可溶部分生成的。此處所指的風化作用是指礦物與水和CO2同時作用的過程。例如鉀長石（KAlSi3O8）風化生成高嶺土[Al2Si2O5(OH)4]，此反應的離子方程式為：2KAlSi3O8+2CO2+7H2O===2K++2HCO3-+4H2SiO3+Al2Si2O5(OH)4,這個反應能夠發(fā)生的原因是_____________________。AUTONUM．（8分）氮化硅Si3N4是一種非氧化物高溫陶瓷結(jié)構(gòu)材料。粉末狀的Si3N4可以由SiCl4的蒸氣和NH3氣的混合物反應制取。粉末狀Si3N4對空氣和水都不穩(wěn)定，粉末狀Si3N4遇水能生成一種有刺激性氣味、常用做制冷劑的氣體和一種難溶性的酸；粉末狀Si3N4與空氣接觸能產(chǎn)生N2和另外一種物質(zhì)。但是，將粉末狀Si3N4和適量MgO（難熔）在230℃1.01×105Pa和185℃的密閉容器中熱處理，可以得到結(jié)構(gòu)十分緊密、對空氣和水都相當穩(wěn)定的固體材料。（1）寫出由SiCl4和NH3制備Si3N4的反應方程式：。（2）分別寫出粉末狀Si3N4和H2O及O2反應的方程式：______________________________________________________；______________________________________________________。（3）為什么結(jié)構(gòu)緊密的固體Si3N4不再受H2O和O2的侵蝕？____________________________________________________。五、實驗題（共12分）甲乙丙丁酸性KMnO4品紅澄清石灰水濃H2SO4木炭ABCD甲乙丙丁酸性KMnO4品紅澄清石灰水濃H2SO4木炭ABCDEF(1)如按氣流由左向右流向，連接上述裝置的正確順序是(填各接口字母)：接，接，接；(2)儀器乙、丙應有怎樣的實驗現(xiàn)象才表明已檢驗出CO2?乙中____，丙中______；(3)丁中酸性KMnO4溶液的作用是；(4)寫出甲中反應的化學方程式。六、推斷題：（共5分）AUTONUM．有X、Y、Z三種元素：（1）X、Y、Z的單質(zhì)在常溫下均為氣體；（2）X單質(zhì)可以在Z的單質(zhì)中燃燒，生成物為XZ，火焰呈蒼白色；（3）XZ極易溶于水，在水溶液中電離出X+和Z-，其水溶液能使藍色石蕊試紙變紅；（4）每2個X2分子能與1個Y2分子化合成2個X2Y分子，X2Y常溫下為液體；（5）Z單質(zhì)溶于X2Y中，所得溶液具有漂白性。試寫出其元素符號：X_______，Y_______，Z_______，以及化合物的分子式：XZ_______，X2Y_________。七、簡答題：（共10分）AUTONUM．（4分）簡述酸雨的成因，危害，提出防治酸雨的措施？AUTONUM．（6分）有位同學只用了一個圓底燒瓶、帶玻璃管的橡皮塞、橡膠管、酒精燈、少量的濃氨水、大燒杯及水，即做成了噴泉實驗。你能否做成該實驗？如何操作？運用了什么原理？若用稀氨水是否也能做成該噴泉實驗？參考答案：一、選擇題（每題2分。共20分）：1.A2.B3.A4.B5.C6.B7.C8.A9.C10.D二、多選題（每題有一個或兩個答案，全對得3分，漏選得1分，錯選不得分。共18分）11.BD12.D