高中化學(xué) 第四章《非金屬及其化合物》學(xué)案 新人教版必修

1、湖南省新田一中2014高中化學(xué) 第四章非金屬及其化合物學(xué)案 新人教版必修1地殼中含量最高的兩種元素分別是氧和硅。硅是一種親氧元素，在自然界中它總是與氧相互化合，硅主要以熔點(diǎn)很高的氧化物及硅酸鹽的形式存在。硅原子結(jié)構(gòu)和碳原子結(jié)構(gòu)相似。硅是構(gòu)成巖石與許多礦物的基本元素，碳是構(gòu)成有機(jī)物的主要元素。1硅單質(zhì)硅是一種重要的非金屬單質(zhì)，用途非常廣泛，作為良好的半導(dǎo)體材料，硅可用來制造集成電路、晶體管、硅整流器、半導(dǎo)體器件。硅還可制成太陽能電池。工業(yè)上用碳在高溫下還原二氧化硅可得粗硅：SiO2+2CSi+2CO粗硅提純后可以用作半導(dǎo)體材料等。2二氧化硅和硅酸天然二氧化硅也叫硅石，它的硬度大，熔點(diǎn)高，它有多種

2、晶體形態(tài)。新型無機(jī)非金屬材料中的光電導(dǎo)纖維的成分是二氧化硅。二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，不與水反應(yīng)。氫氧酸（HF）是惟一可以與它發(fā)生反應(yīng)的酸：SiO2+4HF=SiF4+2H2O，玻璃中含有SiO2，可以用HF來刻蝕玻璃。二氧化硅是酸性氧化物，能與堿性氧化物或強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽：SiO2+CaOCaSiO3 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+ H2O所以實(shí)驗(yàn)室盛裝NaOH溶液等堿液的試劑瓶用橡皮塞，而不用玻璃塞（玻璃塞中含有SiO2）。硅酸是一種溶解度很小的弱酸，只能通過可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)制取：Na2SiO3+ 2HCl=H2SiO3+2NaCl硅酸凝膠經(jīng)干燥脫水后得到的多孔的硅酸干凝膠，稱為

3、“硅膠”常用作干燥劑及催化劑的載體。3硅酸鹽硅酸鈉（Na2SiO3）是最簡單的硅酸鹽，其水溶液叫水玻璃，是制取硅膠和木材防火劑等的原料。傳統(tǒng)的硅酸鹽材料包括陶瓷、玻璃、水泥等,是使用量很大的無機(jī)非金屬材料。二、富集在海水中的元素氯氯原子很容易得到一個(gè)電子而形成氯離子（Cl），表現(xiàn)為典型的非金屬性，氯元素在自然界中主要以NaCl形式存在與海水和鹽礦中。海水中含鹽3%左右。1氯氣氯氣在通常情況下呈黃綠色，是一種有強(qiáng)烈的刺激性氣味的有毒氣體。氯氣是很活潑的非金屬單質(zhì)，具有強(qiáng)氧化性。能與大多數(shù)金屬化合，生成金屬氯化物（鹽）。如：2Na+Cl22NaCl 2Fe+3Cl22FeCl3 Cu+ Cl2Cu

4、Cl2氯氣也能與許多非金屬化合。如：點(diǎn)燃的氫氣在氯氣瓶中繼續(xù)燃燒，產(chǎn)生蒼白色火焰，瓶口有大量的霧（HCl氣體和空氣中的水形成鹽酸酸霧）：H2+ Cl22HCl燃燒是發(fā)光發(fā)熱的劇烈的化學(xué)反應(yīng)，不僅僅只有氧氣才能支持燃燒。2氯水、次氯酸及次氯酸鹽氯氣的水溶液稱為氯水，溶液中部分Cl2與水發(fā)生反應(yīng)：Cl2+H2O=HCl+HClO新制的氯水有消毒、殺菌及漂白作用的原因是氯水中的次氯酸具有強(qiáng)氧化性。次氯酸是光照很弱的酸，不穩(wěn)定，光照容易分解：2 HClO=2HCl+O2新制氯水可以表現(xiàn)出多重性質(zhì)，如下表：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象反應(yīng)的化學(xué)方程式解釋起作用成分表現(xiàn)的性質(zhì)加入FeCl2溶液溶液變黃色2 FeCl2+Cl2

5、=2FeCl3Cl2強(qiáng)氧化性滴加紫色石蕊試液溶液先變紅后褪色Cl2+H2O=HCl+HClOH+HClO 酸性漂白性放入濕潤的紅布紅色褪去將紅色色素氧化成無色HClO漂白性加入CaCO3粉未有氣泡產(chǎn)生CaCO3+2H+=Ca2+CO2+H2OHCl酸性加入AgNO3溶液有白色沉淀Ag+Cl-=AgClCl-Ag+的沉淀劑氯氣和堿反應(yīng)：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 2 Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O以NaClO為有效成分的漂白液及以Ca(ClO)2為有效成分的漂白粉（或漂白精）可用作漂白劑或消毒劑。3、氯離子的檢驗(yàn)在被檢物質(zhì)的溶液中，先滴入少

6、量的稀硝酸，將其酸化，排除CO32-等離子的干擾，然后再滴入硝酸銀溶液，如產(chǎn)生白色沉淀，則可判斷該溶液中含有Cl。 2一氧化氮和二氧化氮NO：無色氣體，難溶于水，很容易和空氣中氧氣化合：2NO+O2=2NO2NO2：紅棕色氣體，有刺激性氣味，是一種能污染大氣的有毒氣體，密度比空氣大，易液化，易溶于水，和水反應(yīng)：3NO2+H2O=2HNO3+NO3氨實(shí)驗(yàn)室常用氯化銨和消石灰反應(yīng)制取氨氣：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O氨氣是無色有刺激性氣味的氣體，極易溶于水，常溫下，1體積水大約可溶解700體積氨氣。實(shí)驗(yàn)室可以用氨氣做噴泉實(shí)驗(yàn)。氨的水溶液是氨水，里面主要含有H2O、NH

7、3、NH3H2O（一水合氨），NH3H2O不穩(wěn)定。氨水顯堿性：NH3+H2ONH3H2ONH4+OH-氨與酸反應(yīng)：將蘸有濃氨水和蘸有濃鹽酸的兩根玻璃棒靠近，可看到產(chǎn)生大量的煙：催化劑NH3+HCl=NH4Cl加熱在催化劑作用下氨氣可以氧化成一氧化氮。4NH3+5O2 4NO+6H2O 因此，氨經(jīng)一系列反應(yīng)可以得到硝酸：NH3NONO2HNO34銨鹽銨鹽都易溶于水，受熱易分解。NH4ClNH3+HCl NH4HCO3NH3+H2O+CO2銨鹽與堿反應(yīng)放出氨氣：NH4NO3+NaOHNaNO3+H2O+ NH35硝酸硝酸有強(qiáng)氧化性，和絕大多數(shù)金屬反應(yīng)，但不產(chǎn)生氫氣：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu

8、(NO3)2+2NO+4H2OCu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O在常溫下，濃硝酸或濃硫酸可將鐵、鋁迅速氧化生成一層致密的氧化膜，阻止內(nèi)層金屬和酸繼續(xù)反應(yīng)（鈍化）。硝酸是一種重要的化工原料。四、硫及其重要化合物的主要性質(zhì)1硫單質(zhì)游離態(tài)的硫存在于火山噴口附近或地殼的巖層里。俗稱硫磺，是一種黃色晶體，硫不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳（CS2），硫或含硫物質(zhì)在空氣中燃燒生成二氧化硫：S+O2SO22二氧化硫和三氧化硫SO2：無色，有刺激性氣味的有毒氣體，密度比空氣大，容易液化，易溶于水。二氧化硫是形成酸雨的主要?dú)怏w，排放到大氣中有很大危害。二氧化硫是一種酸性氧化物，表現(xiàn)

9、的主要性質(zhì)有：SO2+H2OH2SO3 SO2+CaO=CaSO3 SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O二氧化硫有漂白性，它能與某些有色物質(zhì)化合生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)。這種無色物質(zhì)容易分解而使有色物質(zhì)恢復(fù)原來的顏色。因此，二氧化硫氣體可使品紅溶液褪色，加熱溶液又恢復(fù)紅色。二氧化硫可被氧化成三氧化硫：2SO2+O2 2SO3SO3：三氧化硫是一種酸性氧化物，表現(xiàn)的主要性質(zhì)有：SO3+H2O=H2SO4 SO3+CaO=CaSO4 SO3+Ca(OH)2=CaSO4+H2O3硫酸硫酸是一種強(qiáng)酸：H2SO4=2H+SO42-濃硫酸具有一些特性：吸水性，脫水性和強(qiáng)氧化性。濃硫酸能將大多數(shù)金屬（如C

10、u）或非金屬（如C）氧化：失2e 被氧化失4e 被氧化Cu+2H2SO4（濃）CuSO4+SO2+2H2O C+2H2SO4（濃）CO2+2SO2+2H2O得2e 被還原得22e 被還原硫酸是一種重要的化工廠原料，用途很廣?！纠?】下列有關(guān)硅材料的說法不正確的是（ ）A傳統(tǒng)的硅酸鹽陶瓷主要是以粘土為原料經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成BSiO2可用于制造光導(dǎo)纖維C普通玻璃是以純堿、石灰石和石英為原料制成的D鹽酸可以與硅反應(yīng)，故采用鹽酸為拋光液拋光單晶硅。【例2】某課外活動(dòng)小組利用如圖所示裝置分別做如下實(shí)驗(yàn)：在試管中注入某紅色溶液，加熱試管，溶液顏色變淺，冷卻后恢復(fù)紅色，則原溶液可能是_溶液；加熱時(shí)溶液由紅色逐漸

11、變淺的原因是：_。在試管中注入某無色溶液，加熱試管，溶液變?yōu)榧t色，冷卻后恢復(fù)無色， 則此溶液可能是_溶液；加熱時(shí)溶液由無色變?yōu)榧t色的原因是：_。練習(xí)A組1下列氣體中，不能用排水法收集的是（ ）AH2BNH3CO2DNO2下列物質(zhì)的主要成分不是二氧化硅的是（ ）A硅膠B水晶C瑪瑙D硅石3下列關(guān)于氯氣的敘述中正確的是（ ）A氯氣是一種黃綠色、有毒的氣體B氯氣在自然界中既有化合態(tài)，也有游離態(tài)C氯氣不能溶于水，可以用排水法收集氯氣D氯氣、氯水、液氯是同一種物質(zhì)，只是狀態(tài)不同，都屬于純凈物4在常溫常壓下，下列各種氣體不能大量共存的是（ ）AO2與SO2 BNO2和NOCO2與N2DNO與O25下列對二氧

12、化硫氣體的物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)描述正確的有（ ） A無色、無味 B容易液化、難溶于水C有漂白性，能使品紅溶液褪色 D和水反應(yīng)生成硫酸6在氮的單質(zhì)和常見化合物中：（1）常用作保護(hù)氣（如填充燈泡、焊接保護(hù)等）的物質(zhì)是 ，原因是 。（2）常用作制冷劑的物質(zhì)是 ，原因是 。（3）能與酸反應(yīng)生成鹽，在常溫下為氣態(tài)的物質(zhì)是 ，寫出它與HCl等強(qiáng)酸反應(yīng)的離子方程式 。（4）在通常狀況下是晶體，易溶于水，可以作氮肥，遇堿會放出帶刺激性氣味氣體。寫出它們與NaOH等強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的離子方程式 B組7下列關(guān)于對燃燒現(xiàn)象的認(rèn)識中，不正確的是( )A燃燒一定是氧化還原反應(yīng) B燃燒一定發(fā)光放熱C燃燒一定是化學(xué)反應(yīng) D燃燒一

13、定有氧氣參與8下列酸與金屬發(fā)生反應(yīng)時(shí)，硫元素或氮元素的化合價(jià)不發(fā)生變化的是（ ）A濃硫酸B稀硝酸C濃硝酸D稀硫酸9只用一種試劑（可加熱）就能將NH4Cl、(NH4)2SO4、NaCl、Na2SO4四種溶液區(qū)分開，這種試劑是（ ）ABa(OH)2溶液 BAgNO3溶液 CNaOH溶液DBaCl2溶液10檢驗(yàn)石灰中含有碳酸鈣和二氧化硅的方法是：取少許試樣，加入過量的 ，有 產(chǎn)生，說明石灰中含有 。充分振蕩后過濾，有濾渣存在說明含有 。11漂白粉的有效成分是 （填名稱），溶于水（含CO2）后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的方程式為 ，干燥的液氯可貯存在鋼瓶里，而一旦液氯中混有水時(shí)，則鋼瓶會很快被腐蝕，這是因?yàn)?C組12某無色混合氣體中可能會有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的兩種或多種，將此混合氣體通過品紅溶液后，溶液褪色，把剩余氣體排入空氣中，很快變?yōu)榧t棕色。對原混合氣體成分的判斷中正確的是（ ）A肯定有SO2和NO B肯定沒有Cl2、O2和NO2ADCBC可能有和Cl2 和O2D肯定只有NO13如圖所示，實(shí)驗(yàn)室用NH4Cl和Ca(OH)2制取NH3。試回答下列問題：（1）寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式 （2）B處的藥品是 （3）檢驗(yàn)D處試管中NH3是否收集滿，除用濕紅色石蕊試紙外，還可用方法是 （4）在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，收