第七講 非金屬及其化合物（一）知識典例考點一碳、硅單質(zhì)的存在與性質(zhì)1C、Si單質(zhì)的存在形態(tài)、物理性質(zhì)及用途(1)碳在自然界既有_態(tài)又有_態(tài)。碳的同素異形體有_、_、無定形碳、_等。(2)硅在地殼中的含量占第_位，僅次于_，全部以_態(tài)存在，是一種親_元素，單質(zhì)硅有_和_形兩種。晶體硅是良好的_材料，在計算機等電子工業(yè)，可用作_、大規(guī)模_等。硅是人類將_能轉(zhuǎn)化為_能的常用材料，所以硅還用于制造_。2碳、硅單質(zhì)的化學性質(zhì)碳、硅在參與化學反應時，一般表現(xiàn)還原性。與O2反應高溫與強氧化性酸反應濃H2SO4：濃HNO3：C4HNO3(濃)=CO24NO22H2O)O2(足量)：O2(不足)：CuO：(冶煉金屬)SiO2：(制取粗硅)與氧化物反應(1)碳H2O：CH2O(g)=COH2(制取水煤氣) (2)Si例題1下列關(guān)于硅的說法中，不正確的是(C)A硅是人類將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的常用材料B硅的導電性能介于金屬和絕緣體之間，是良好的半導體材料C硅的化學性質(zhì)不活潑，常溫下不與任何物質(zhì)反應D加熱到一定溫度時，硅能與氯氣、氧氣等非金屬反應考點一1(1)游離化合金剛石石墨C60 (2)二氧化合氧晶體無定半導體半導體芯片集成電路太陽電光電池2(1)CO2CO2 2CO22CO 2CuOC2CuCO2SiO22CSi2CO C2H2SO4(濃)CO22SO22H2O(2)SiO2SiO2考點二碳、硅的氧化物1一氧化碳(1)物理性質(zhì)：_色氣體，_毒，_溶于水。(2)化學性質(zhì)燃燒：_，_火焰；還原CuO：_。2二氧化碳和二氧化硅的比較物質(zhì)二氧化硅二氧化碳結(jié)構(gòu)_結(jié)構(gòu)，不存在單個分子存在單個CO2分子主要物理性質(zhì)硬度_，熔、沸點_，常溫下為_體，不溶于水熔、沸點_，常溫下為氣體，微溶于水化學性質(zhì)與水反應不反應與酸反應只與氫氟酸反應：_不反應與堿(NaOH) 液反應_(盛堿液的試劑瓶用_塞)與鹽反應如與Na2CO3反應：_如與Na2SiO3反應：_或Na2SiO32H2O2CO2(足量)=H2SiO32NaHCO3與堿性氧化物反應如與CaO反應：_如與Na2O反應：_用途光導纖維、光學儀器、電子部件制飲料、制碳酸鹽例題2指出下列反應中SiO2所表現(xiàn)的化學性質(zhì)或作用，在AE選項中選擇正確答案填入括號內(nèi)。SiO22NaOH=Na2SiO3H2O()SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2()SiO22CSi2CO()SiO23CSiC2CO()SiO24HF=SiF42H2O()A作為玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蝕 B氧化性C酸性氧化物的通性 D將揮發(fā)性的酸酐從其鹽中置換出來E未參加氧化還原反應考點二1(1)無有難 (2)2COO22CO2淡藍色 CuOCOCuCO2(冶煉金屬)2空間立體網(wǎng)狀大高固低CO2H2OH2CO3SiO24HF=SiF42H2O SiO22NaOH=Na2SiO3H2O橡膠CO2少量：CO22NaOH=Na2CO3H2OCO2過量：CO2NaOH=NaHCO3SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2Na2SiO3H2OCO2(不足)=H2SiO3Na2CO3SiO2CaOCaSiO3Na2OCO2=Na2CO3例題2CDBEA考點三硅酸及硅酸鹽1硅酸硅酸_溶于水，其酸性比碳酸_，硅酸_(填“能”或“不能”)使紫色石蕊試液變紅色。(1)硅酸不穩(wěn)定，受熱易分解：_。(2)硅酸能與堿溶液反應，如與NaOH溶液反應的化學方程式為_。(3)硅酸在水中易聚合形成膠體。硅膠吸附水分能力強，常用作_。2硅酸鹽(1)概念：_的總稱，是構(gòu)成地殼巖石的主要成分。(2)表示方法：硅酸鹽礦物的成分復雜，多用氧化物的形式表示它們的組成，如硅酸鈉(Na2SiO3)寫成_，鉀云母(KH2Al3Si3O12)寫成_。(3)硅酸鈉(Na2SiO3)白色、可溶于水的粉末狀固體，其水溶液俗稱_，有黏性，水溶液顯堿性。它能與酸性較硅酸強的酸反應，化學方程式分別為與鹽酸反應：_。與CO2水溶液反應：_。用途：黏合劑(礦物膠)，耐火阻燃材料。3無機非金屬材料(1)傳統(tǒng)無機非金屬材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料。常見硅酸鹽材料水泥玻璃陶瓷生產(chǎn)原料石灰石、黏土純堿、石灰石、石英黏土主要設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃熔爐陶瓷窯(2)新型無機非金屬材料，如_、_、_、_等。例題3據(jù)搜狐網(wǎng)站報道：國家質(zhì)檢總局稱，在我國銷售的德國NUK牌嬰兒爽身粉含有一級致癌物“滑石粉”。已知滑石粉的化學式為Mg3(Si4O10)(OH)2，色白、滑爽、柔軟、耐火。下列有關(guān)說法不正確的是(C)A滑石粉屬于無機硅酸鹽類物質(zhì)B滑石粉組成可表示為3MgO4SiO2H2OC爽身粉中添加滑石粉是利用它的滑爽、柔軟、耐火性D滑石粉可能會與氫氟酸、NaOH溶液發(fā)生反應考點三1不弱不能 (1)H2SiO3SiO2H2O (2)H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O(3)干燥劑2(1)由硅、氧和金屬元素組成的化合物 (2)Na2OSiO2K2O3Al2O36SiO22H2O(3)水玻璃Na2SiO32HCl=2NaClH2SiO3Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO33(2)高溫結(jié)構(gòu)陶瓷光導纖維生物陶瓷壓電陶瓷考點四氯氣1物理性質(zhì)顏色狀態(tài)氣味密度毒性溶解性氣體比空氣大有毒1體積水溶解2體積Cl2注意實驗室里聞有毒氣體及未知氣體氣味的方法是用手在瓶口輕輕扇動，僅使極少量氣體飄進鼻孔。(如圖所示)2氯氣的化學性質(zhì)(寫出反應方程式和部分反應現(xiàn)象，指出在反應中表現(xiàn)氧化性還是還原性)與Fe：，產(chǎn)生色煙與Cu：，產(chǎn)生,色煙與H2：，產(chǎn)生色火焰與NaOH：與Ca(OH)2：與堿與FeCl2：與SO2H2O： 與KI溶液：與還原劑Cl2均表現(xiàn)與單質(zhì)氯氣的化學性質(zhì)與H2O：Cl2既表現(xiàn)，又表現(xiàn)Cl2表現(xiàn)例題4下列氯化物中，既能由金屬和氯氣直接反應得到，又能由金屬和鹽酸反應制得的是(B)AFeCl2 BAlCl3 CFeCl3 DCuCl2例題5把氯氣通入下列各物質(zhì)的溶液中，陰離子和陽離子都能被氧化的是(C)ANaOH BNa2SO3 CFeBr2 DFeSO4考點四1黃綠色刺激性22Fe3Cl22FeCl3紅棕CuCl2CuCl2棕黃H2Cl22HCl蒼白氧化性Cl2H2OHClHClOCl22NaOH=NaClNaClOH2O2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O氧化性還原性2FeCl2Cl2=2FeCl3SO22H2OCl2=H2SO42HCl2KICl2=2KClI2氧化性考點五幾種含氯化合物1次氯酸(HClO)(1)不穩(wěn)定性：化學方程式為_。(2)弱酸性：比碳酸酸性_，電離方程式為_。(3)強氧化性：具有_性。2Ca(ClO)2的主要化學性質(zhì)(1)Ca(ClO)2是_的有效成分，它的穩(wěn)定性比HClO_。(2)水解顯_性，其水解離子方程式：_。(3)與酸反應生成_，作為漂白或消毒劑的原理可用化學方程式表示為_。例題6工業(yè)上用Cl2和堿制漂白粉、漂粉精及漂白液。請回答下面的問題：(1)工業(yè)上將氯氣制成漂粉精的主要目的是_，制漂粉精的主要反應的化學方程式是_。(2)下列物質(zhì)露置在空氣中會變質(zhì)，在變質(zhì)過程中既有非氧化還原反應發(fā)生，又有氧化還原反應發(fā)生的是_。A生石灰 B漂白粉CNaOH DNa2SO3考點五1(1)2HClO2HClO2 (2)弱HClOHClO (3)漂白2(1)漂白粉強(2)堿ClOH2OHClOOH(3)HClOCa(ClO)2CO2H2O=2HClOCaCO3例題6(1)次氯酸鹽(漂粉精)比HClO、Cl2穩(wěn)定，且便于貯存和運輸2Ca(OH)22Cl2=CaCl2Ca(ClO)22H2O(2)B知識點六 鹵族元素的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1原子結(jié)構(gòu)氯、溴、碘三種元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖分別為_、_、；最外層都有_個電子，它們都位于元素周期表_族，都屬于鹵族元素。2氯、溴、碘的存在及單質(zhì)物理性質(zhì)(1)氯、溴以化合態(tài)的形式存在于海水和陸地的鹽礦中。碘則主要存在于海草(如海帶)中，也存在于海水和鹽礦中。(2)溴、碘單質(zhì)的物理性質(zhì)Br2是一種_色_體，易揮發(fā)；I2是一種_色_體，易升華。Br2溶解在水中的顏色是_，I2溶解在水中的顏色是_，Br2溶解在CCl4中的顏色是_，I2溶解在CCl4中的顏色是_。3氯、溴、碘單質(zhì)化學性質(zhì)比較(1)與堿溶液反應，如與NaOH溶液反應的化學方程式為_(XCl、Br、I)。(2)氧化性都能與金屬反應生成金屬鹵化物，如與鈉反應的化學方程式為_(XCl、Br、I)。氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性強弱是Cl2_Br2_I2，陰離子的還原性：Cl_Br_I。Cl2能從Br的溶液中置換出Br2，其離子方程式：_；同理，Br2能置換I2，其離子方程式：_。與一些還原性離子反應，如Br2與SO、Fe2反應的離子方程式分別為_，_?？键c六1.7A2(2)深紅棕液紫黑固橙色深黃色褐色橙色橙紅色紫色深紫色3(1)2NaOHX2=NaXNaXOH2O(2)2NaX2=2NaXCl22Br=2ClBr2Br22I=2BrI2SO23Br2H2O=SO242Br2H2Fe2Br2=2Br2Fe3考點七鹵素離子的檢驗方法1AgNO3溶液沉淀法未知液生成2置換萃取法未知液有機層呈3氧化淀粉法檢驗I未知液_溶液，表示有I考點七 1白色淺黃色黃色 2BrI 3藍色考點八 鹵素互化物和擬鹵素1鹵素互化物由兩種鹵素互相結(jié)合而成的物質(zhì)叫鹵素互化物。如IBr、ICl、BrF3、ClF3。鹵素互化物與鹵素單質(zhì)的性質(zhì)相似，有較強的氧化性，如能與金屬、H2O、NaOH等反應：2IBr2Mg=MgBr2MgI2。但應注意：鹵素互化物中，非金屬性弱的元素顯正價，如：ICl中，I顯1價，Cl顯1價，所以鹵素互化物與水或堿的反應一般屬于非氧化還原反應：IBrH2O=HBrHIOIBr2NaOH=NaBrNaIOH2O。2擬鹵素有些多原子分子與鹵素單質(zhì)性質(zhì)相似，其陰離子與鹵素陰離子性質(zhì)相似。如：氰(CN)2、硫氰(SCN)2、氧氰(OCN)2。解答這類題目時可用換元法，如把(SCN)2當作X2，把SCN當作X。例氰(CN)2的結(jié)構(gòu)簡式為NCCN，其化學性質(zhì)與鹵素(X2)很相似，化學上稱之為擬鹵素，其氧化性介于Br2和I2之間。下列有關(guān)反應的化學方程式不正確的是(C)A(CN)2H2=2HCNBMnO24HCNMn(CN)2(CN)22H2OC向KCN溶液中加入碘水：I22KCN=2KI(CN)2D在NaBr和KCN混合液中通入少量Cl2：Cl22KCN=2KCl(CN)2模型歸納一、碳族元素綜合推斷題的解題方法【例】已知A、B、C、D、E、F、G、H可以發(fā)生如圖所示的轉(zhuǎn)化，反應中部分生成物已略去。其中，A、G為同一主族元素的單質(zhì)，B、C、H在通常情況下為氣體，化合物C是一種形成酸雨的大氣污染物。請?zhí)羁眨?1)H的名稱是_。(2)E的兩種用途是_、_。(3)反應的化學方程式是_。(4)反應的離子方程式是_。建立模型解答無機推斷題的思維模型例題 (1)一氧化碳 (2)生產(chǎn)玻璃制粗硅(其他合理答案均可)(3)C2H2SO4(濃)CO22SO22H2O(4)SiO32CO2H2O=H2SiO3CO32二、氯水成分尋找方法及氯水性質(zhì)的探究1氯水成分尋找方法氯水中存在三個平衡關(guān)系：(1)Cl2H2OHClHClO(2)HClOHClO (3)H2OHOH根據(jù)可逆反應的特點，即可得出氯水中存在的各種微粒。2氯水的多重性質(zhì)氯水的各種成分決定了它具有多重性質(zhì)：(1)Cl2的氧化性與還原性物質(zhì)反應。如：2FeCl2Cl2=2FeCl3(除去FeCl3溶液中的FeCl2)SO2Cl22H2O=2HClH2SO4(SO2和Cl2 11混合物通入水中不再具有漂白性)Na2SO3Cl2H2O=2HClNa2SO4(除去水中的余氯)(2)HCl酸性和Cl的性質(zhì)向NaHCO3溶液中加入氯水，有氣泡產(chǎn)生就是利用了鹽酸的酸性。加入AgNO3溶液可以檢驗出氯水中的Cl，現(xiàn)象是有白色沉淀生成。(3)HClO的氧化性在解釋漂白性、殺菌消毒時，使用的是HClO的氧化性。向氯水中滴加紫色石蕊溶液，先變紅(H作用的結(jié)果)，后褪色(HClO作用的結(jié)果)?！纠磕硨W習小組設(shè)計以下四個實驗探究氯水的成分，請根據(jù)下表回答問題。實驗序號實驗方法實驗現(xiàn)象結(jié)論將氯水滴加到AgNO3溶液中生成白色沉淀將氯水滴加到含有酚酞的NaOH溶液中淀粉KI試紙變藍色氯水中含有Cl2將足量的氯水滴加到Na2CO3溶液中氯水中含有H(1)實驗得出的結(jié)論_。(2)指出實驗和實驗中的“實驗現(xiàn)象”：_，_。(3)實驗中“實驗方法”的具體操作過程是_。(4)通過實驗的“實驗現(xiàn)象”，同學們得出兩個不同的結(jié)論。這兩個結(jié)論可能是a._，b_。請設(shè)計簡單的實驗證明哪一個是正確的_?！纠?1)氯水中含有Cl (2)溶液褪色有氣泡冒出(3)取一片淀粉KI試紙，置于表面皿或玻璃片上，用潔凈的玻璃棒蘸取氯水，滴在試紙上(4)a.氯水中含有HClO，其漂白作用使溶液褪色b氯水中含有H，中和OH使溶液褪色向褪色后的溶液中滴加NaOH溶液至溶液顯堿性，若溶液不再顯紅色，證明紅色消失是HClO的漂白作用引起的；若溶液重新顯紅色，證明是H的中和作用引起的三、氯氣的實驗室制備中的綠色化學思想化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，通過實驗可以使學生觀察到語言難以表達清晰的實驗現(xiàn)象，在實驗過程中除了培養(yǎng)學生的觀察能力、實驗能力外，還應培養(yǎng)綠色化學思想。實驗過程中必定會涉及有毒、有害物質(zhì)，實驗中要求用最少的藥品獲得最佳的實驗效果、最大限度地減少廢棄物及尾氣排放，提高環(huán)保意識。實驗室制取Cl2的過程中，綠色化學思想得到了充分的體現(xiàn)。其具體過程如下： 【例】某學習小組通過查閱資料發(fā)現(xiàn)用KClO3和濃鹽酸反應也可以制備氯氣。為此該小組利用如圖所示裝置在實驗室中制取Cl2并探究其相關(guān)性質(zhì)：(1)裝置A中存在一處錯誤，請改正這處錯誤：_。(2)寫出裝置A中發(fā)生反應的化學方程式：_。(3)為了除去氯氣中的氯化氫，需要在裝置A、B之間添加裝置E，裝置E中所盛裝的試劑為_。為了探究使有色布條褪色的是氯氣還是氯氣與水反應的生成物，需要在整套裝置中添加裝置E，其中加入濃硫酸，裝置E在整套裝置中的添加位置為_(填序號)。aA、B之間 bB、C之間cC、D之間 dD之后(4)取下集氣瓶B，將鐵絲加熱至紅熱狀態(tài)，伸入到集氣瓶B中，可以觀察到的現(xiàn)象是_，能檢驗該反應產(chǎn)物中鐵元素價態(tài)的試劑是_(填序號)。a氯水 b蒸餾水和鐵粉c氫氧化鈉溶液 dKSCN溶液(5)另外一個化學學習小組就環(huán)境保護方面指出了上述裝置的缺陷，并給出了改進措施，該改進措施是_?！纠?1)長頸漏斗換為分液漏斗 (2)KClO36HCl=KCl3Cl23H2O(3)飽和食鹽水b(4)集氣瓶內(nèi)有紅棕色煙產(chǎn)生bcd(5)在裝置D后增加一個盛裝堿液的裝置，使堿液吸收剩余的氯氣四、鹵素氧化性的應用氯、溴、碘的制取1氯的提取氯堿工業(yè)海水粗鹽飽和食鹽水化學方程式為_。2海水提取溴(1)流程 (2)發(fā)生反應的化學方程式_3海帶中提取碘(1)流程 (2)發(fā)生反應的化學方程式：_?！纠靠諝獯党龇üに?，是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工藝流程如下：(1)步驟的離子方程式：_。(2)步驟中溴蒸氣冷凝后得到液溴與溴水的混合物，可利用它們的相對密度相差很大的特點進行分離。分離儀器的名稱是_。(3)溴水混合物中溶有一定量的氯氣，因此在步驟中可將蒸餾產(chǎn)生的氣體通過_(填試劑名稱)溶液，以除去氯氣。(4)步驟的蒸餾過程中，溫度應控制在8090 。溫度過高或過低都不利于生產(chǎn)，請解釋原因：_。(5)步驟中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率，理由：_。(6)提取溴單質(zhì)，采用蒸餾“溴水混合物”而不是蒸餾“溴水混合物”，請說明原因：_。1Cl2H2、NaOH2NaCl2H2O2NaOHH2Cl22(2)2NaBrCl2=Br22NaClBr2SO22H2O=2HBrH2SO42HBrCl2=2HClBr23(2)Cl22I=I22Cl【例】(1)Br2SO22H2O=4H2BrSO24(2)分液漏斗(3)溴化鐵(或其他含Br的鹽類物質(zhì))(4)溫度過高，大量水蒸氣隨水排出，溴蒸氣中水增加；溫度過低，溴不能完全蒸出，吸收率低 (5)酸化可抑制Cl2、Br2與水反應(6)將“溴水混合物”轉(zhuǎn)變?yōu)椤颁逅旌衔铩笔荁r2的濃縮過程，可提高效率，減少能耗，降低成本鞏固提高1(2009海南，7)用足量的CO還原13.7 g某鉛氧化物，把生成的CO2全部通入到過量的澄清石灰水中，得到的沉淀干燥后質(zhì)量為8.0 g，則此鉛氧化物的化學式是(C)APbO BPb2O3 CPb3O4 DPbO22(2009重慶理綜，6)材料與化學密切相關(guān)，表中對應關(guān)系錯誤的是(A)材料主要化學成分A剛玉、金剛石三氧化二鋁B大理石、石灰石碳酸鈣C普通水泥、普通玻璃硅酸鹽D沙子、石英二氧化硅3向一定濃度的下列物質(zhì)澄清溶液中通入過量的CO2氣體，最后肯定沒有沉淀生成的是(A)Ca(OH)2Na2CO3CaCl2Ca(ClO)2A B C