第四章 非金属及其化合物知识点和练习Word文档下载推荐.docx
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2、硅酸盐种类很多，大多数难溶于水，最常见的可溶性硅酸盐是Na2SiO3，Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，又称泡花碱，是一种无色粘稠的液体，可以作黏胶剂和木材防火剂。
（P77实验4-2）硅酸钠水溶液久置在空气中容易变质：
与空气中的CO2反应。
3、硅酸盐由于组成比较复杂，常用氧化物的形式表示：
活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。
传统硅酸盐工业三大产品有：
玻璃、陶瓷、水泥。
二、氯及其化合物
1、氯气（Cl2）：
黄绿色的有毒气体，液氯为纯净物
氯气化学性质非常活泼，很容易得到电子，作强氧化剂，能与金属、非金属、水以及碱反应。
①与金属反应（将金属氧化成最高正价，体现氯气的强氧化性）
Na＋Cl2
2NaCl
（黄色火焰、有白烟生成）
Cu＋Cl2
CuCl2
（有棕黄色烟生成，浓溶液为黄色，稀溶液为绿色）
2Fe＋3Cl2
2FeCl3（有棕黄色烟生成，溶液为黄色）
②与非金属反应
Cl2＋H2
2HCl（氢气在氯气中燃烧现象：
安静燃烧，发出苍白色火焰，瓶口有白雾，有刺激性气味气体生成）
将H2和Cl2混合后在点燃或光照条件下发生爆炸。
③Cl2与水反应：
Cl2+H2O==HCl+HClO
离子方程式中，应注意次氯酸是弱酸，要写成化学式而不能拆开。
（酸性：
HClO＜H2CO3）
将氯气溶于水得到氯水（浅黄绿色），氯水含七种微粒，其中有：
H2O、Cl2、H+、OH-、HClO、Cl-、ClO-。
氯水的性质取决于其组成的微粒：
（1）强氧化性：
Cl2是新制氯水的主要成分，实验室常用氯水代替氯气。
（2）漂白、消毒性：
氯水中的Cl2和HClO均有强氧化性，一般在应用其漂白和消毒时，
应考虑HClO，HClO的强氧化性将有色物质氧化成无色物质，不可逆（干燥的Cl2没有漂白性，因为不能生成HClO，湿的氯气能使红纸褪色，Cl2＋H2O
HCl＋HClO）。
（3）酸性：
氯水中含有HCl和HClO，故可被NaOH中和，盐酸还可与NaHCO3，CaCO3等反应。
（4）不稳定性：
次氯酸见光易分解，久置氯水（浅黄绿色）会变成稀盐酸（无色）失去漂白性。
（5）沉淀反应：
加入AgNO3溶液有白色沉淀生成（氯水中有Cl－）。
自来水也用氯水杀菌消毒，所以用自来水配制以下溶液如FeCl2、Na2CO3、NaHCO3、AgNO3、NaOH等溶液会变质。
④Cl2与碱液反应：
与NaOH反应：
Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O（制漂白液）
与Ca（OH）2溶液反应：
Ca（OH）2+2Cl2=Ca（ClO）2+CaCl2+H2O
（制漂白粉）
漂白粉的主要成分为Ca（ClO）2、CaCl2，有效成分为Ca（ClO）2。
漂白粉的漂白原理：
Ca（ClO）2＋CO2＋H2O==CaCO3↓+2HClO，生成的HClO具有漂白性（与NaClO的漂白原理一样）。
漂白粉久置空气会失效（涉及两个反应）：
Ca（ClO）2＋CO2＋H2O＝CaCO3↓＋2HClO，
2HClO2HCl+O2↑
漂白粉变质：
生成CaCO3，外观上会结块，久置空气中的漂白粉加入浓盐酸会有CO2气体生成，含CO2和HCl杂质气体。
小结：
具有漂白性的物质吸附漂白：
活性炭
氧化漂白：
HClO、O3、Na2O2
⑤氯气的用途：
制漂白粉、自来水杀菌消毒、农药和某些有机物的原料等。
2、Cl2实验室制法
MnO2+4HCl（浓）
MnCl2+Cl2↑+2H2O（稀盐酸不反应）
饱和食盐水：
吸收氯化氢
浓硫酸：
干燥气体
F中盛放氢氧化钠溶液：
吸收尾气
3、Cl－的检验：
原理：
根据Cl－与Ag＋反应生成不溶于酸的AgCl沉淀来检验Cl－存在。
方法：
先加硝酸化溶液（排除CO32-、SO32-干扰），再滴加AgNO3溶液，如有白色沉淀生成，则说明有Cl－存在。
三硫及其化合物
1、硫元素的存在：
硫元素最外层电子数为6个，化学性质较活泼，容易得到2个电子呈－2价或者与其他非金属元素结合成呈＋4价、＋6价化合物。
硫元素在自然界中既有游离态,
又有化合态。
（火山口中的硫：
以游离态存在）
2、硫单质：
①物质性质：
俗称硫磺，淡黄色固体，不溶于水，熔点低。
②化学性质：
S+O2
SO2（空气中为淡蓝色火焰，纯氧中为蓝紫色）
Fe+S
FeSCu+S
Cu2S（与变价金属生成低价金属）
3、二氧化硫（SO2）
易溶于水，有毒气体，易液化。
①SO2能与水反应：
SO2+H2O
H2SO3
②SO2为酸性氧化物，可与碱反应生成盐和水。
a、与NaOH溶液反应：
SO2（少量）＋2NaOH＝Na2SO3＋H2O
SO2（过量）＋NaOH＝NaHSO3
对比CO2与碱反应：
CO2（少量）＋Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O
2CO2（过量）＋Ca（OH）2＝Ca（HCO3）2
不能用石灰水来鉴别SO2和CO2（将SO2逐渐通入Ca（OH）2溶液中先有白色沉淀生成，后沉淀消失，与CO2逐渐通入Ca（OH）2溶液实验现象相同。
）
能使石灰水变浑浊的无色无味的气体一定是二氧化碳（SO2有刺激性气味）
b、SO2将通入酚酞变红的溶液，溶液颜色褪去（体现SO2是酸性氧化物的性质，而不是漂白性，SO2不能漂白指示剂。
③SO2具有强还原性，能与强氧化剂（如酸性高锰酸钾溶液、氯气、氧气等）反应。
SO2能使酸性KMnO4溶液、新制氯水褪色（体现了SO2的强还原性，将SO2气体和Cl2气体混合后作用于有色溶液，漂白效果将大大减弱。
2SO2+O2
2SO3（催化剂：
粉尘、五氧化二钒）
④SO2的弱氧化性：
如2H2S＋SO2＝3S↓＋2H2O（有黄色沉淀生成）
⑤SO2的漂白性：
SO2能使品红溶液褪色，加热会恢复原来的颜色。
（检验SO2的存在）
⑥SO2的用途：
漂白剂、杀菌消毒、生产硫酸等。
4、硫酸（H2SO4）
（1）浓硫酸的物理性质：
纯的硫酸为无色油状粘稠液体，能与水以任意比互溶（稀释浓硫酸：
注酸入水且不断搅拌）。
不挥发，沸点高，密度比水大。
（2）浓硫酸三大性质：
①吸水性：
浓硫酸可吸收结晶水、湿存水和气体中的水蒸气，可作干燥剂，可干燥H2、
O2、SO2、CO2等气体，但不可以用来干燥NH3、H2S、HBr、HI气体。
②脱水性：
能将有机物（蔗糖、棉花等）以H和O原子个数比2︰1脱去，炭化变黑。
③强氧化性：
浓硫酸在加热条件下显示强氧化性（＋6价硫体现了强氧化性），能与大多数金属反应，也能与非金属反应。
（ⅰ）与大多数金属反应（如铜）：
Cu+2H2SO4（浓）
CuSO4+2H2O+SO2（浓硫酸表现出：
酸性和强氧化性）
（ⅱ）与非金属反应（如C反应）：
C+2H2SO4（浓）
CO2↑+2SO2↑+2H2O（浓硫酸表现出强氧化性）
产物的检验：
混合气体无水硫酸铜品红溶液酸性高锰酸钾或溴水品红溶液澄清石灰水
S+2H2SO4（浓）
3SO2↑+2H2O
浓硫酸的强氧化性使许多金属能与它反应，但在常温下，铝和铁遇浓硫酸时，因表面被浓硫酸氧化成一层致密氧化膜，这层氧化膜阻止了酸与内层金属的进一步反应。
这种现象叫金属的钝化。
铝和铁也能被浓硝酸钝化，所以常温下可以用铁制或铝制容器盛放浓硫酸和浓硝酸。
（注意：
常温下，Fe、Al遇浓H2SO4或浓HNO3发生钝化，而不是不反应。
加热下可反应）
（3）、硫酸的用途：
干燥剂、化肥、炸药、蓄电池、农药、医药等。
（4）将SO2通入BaCl2溶液中，是否有沉淀生成？
若再通入足量的氨气、氯气是否产生白色沉淀？
原理是什么？
写出对应的化学方程式。
四氮及其化合物
1、氮的氧化物：
NO2和NO
N2＋O2
2NO（雷雨固氮）生成的一氧化氮很不稳定：
2NO＋O2==2NO2
一氧化氮：
无色气体，难溶于水，是空气中的污染物，有毒（能与人血液中的血红蛋白结合而使人中毒，与CO中毒原理相同），
二氧化氮：
红棕色气体（溴蒸气）、有刺激性气味、有毒、易液化、易溶于水，并与水反应：
3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO，此反应中NO2既是氧化剂又是还原剂。
2、硝酸（HNO3）：
（1）硝酸物理性质：
纯硝酸是无色、有刺激性气味的油状液体。
低沸点（83℃）、易挥发，在空气中遇水蒸气呈白雾状。
（2）硝酸的化学性质：
具有一般酸的通性，稀硝酸遇紫色石蕊试液变红色，浓硝酸的氧化性比稀硝酸强。
浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂，能氧化大多数金属，但不放出氢气，通常浓硝酸产生NO2，稀硝酸产生NO，如：
①Cu＋4HNO3（浓）＝
Cu（NO3）2
＋
NO2
↑＋2H2O
②3Cu＋8HNO3（稀）＝
3Cu（NO3）2
2NO
↑＋4H2O
铁与硝酸反应时要注意：
铁过量时生成Fe（NO3）2
3Fe＋8HNO3（稀）＝
3Fe（NO3）2
2NO↑
＋4H2O
3、氨气（NH3）
（1）氨气的物理性质：
极易溶于水，有刺激性气味，易液化。
（2）氨气的化学性质：
a.溶于水溶液呈碱性：
NH3＋H2O
NH3·
H2O
NH4＋＋OH－
生成的一水合氨NH3·
H2O是一种弱碱，很不稳定，受热会分解：
NH3·
NH3↑＋H2O
氨水中的微粒：
NH3、H2O、NH3·
H2O、NH4、OH－、H+
喷泉实验的原理：
是利用气体极易被一种液体吸收而形成压强差，使容器内气体压强降低，外界大气压把液体压入气体容器内，在玻璃导管尖嘴处形成美丽的“喷泉”。
（P91实验4-8）
喷泉实验成功的关键：
（1）气体在吸收液中被吸收得既快又多，如NH3、HCl、HBr、HI用水吸收，CO2、SO2，Cl2、H2S等用NaOH溶液吸收等。
（2）装置的气密性要好。
（3）烧瓶内要干燥。
（4）气体要充满烧瓶。
b.氨气可以与酸反应生成盐：
①NH3＋HCl＝NH4Cl
②NH3＋HNO3＝NH4NO3
③2NH3＋H2SO4＝（NH4）2SO4
（3）氨气的实验室制法：
1）原理：
2
NH4Cl
+Ca（OH）2
CaCl2+2NH3
+2H2O
2）装置特点：
固＋固
气体，与制O2相同。
3）收集：
向下排空气法。
4）验满：
a.
用湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口，若变蓝，则收集满了。
（NH3溶于水呈碱性）
b.
用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近集气瓶口，如果有大量白烟生成，则收满了
。
（浓盐酸有挥发性，NH3＋HCl＝NH4Cl
）
5）干燥：
用碱石灰（NaOH与CaO的混合物）或生石灰在干燥管或U型管中干燥。
不能用CaCl2、P2O5、浓硫酸作干燥剂，因为NH3能与CaCl2反应生成CaCl2·
8NH3。
P2O5、浓硫酸均能与NH3反应，生成相应的盐。
（4）氨气的用途：
液氨易挥发，汽化过程中会吸收热量，使得周围环境温度降低，因此，液氨可以作制冷剂。
4、铵盐
铵盐均易溶于水，且都为白色晶体（很多化肥都是铵盐）。
（1）受热易分解，放出氨气：
NH4Cl
NH3
↑+HCl
↑
NH4HCO3
+H2O
↑+CO2
硝酸铵受热分解不生成氨气：
2NH4NO3
2N2
+O2
↑+4H2O
（2）干燥的铵盐能与碱固体混合加热反应生成氨气，利用这个性质可以制备氨气
（3）NH4＋的检验：
样品加碱混合加热，放出的气体能使湿的红色石蕊试纸变蓝，则证明该物质会有NH4＋。
【二氧化硅和硅酸练习】
1硅在自然界最主要的存在形式是（ ）
①硅 ②二氧化硅 ③硅酸盐
A.①② B.①③
C.②③D.①②③
[答案] C
[解析] 硅在自然界中无游离态，全部以化合态的形式存在，最主要的存在形式是二氧化硅和硅酸盐。
2.下列说法不正确的是（ ）
A.因SiO2不溶于水，故SiO2不是酸性氧化物
B.在反应SiO2＋2C
Si＋2CO↑中SiO2做氧化剂
C.SiO2是一种空间立体网状结构的晶体，熔点高、硬度大
D.氢氟酸能够刻蚀玻璃，故不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸
[答案] A
[解析] A项，SiO2不溶于水，但它能与碱反应生成硅酸盐和水，是酸性氧化物，错误；
B项，在该反应中SiO2被C还原为Si，SiO2做氧化剂，正确；
C项，由于SiO2是一种空间立体网状结构的物质，故熔点高，硬度大，正确；
D项，SiO2能与氢氟酸反应，故常用氢氟酸刻蚀玻璃，不能用玻璃瓶盛装氢氟酸，正确。
3.下列物质的变化，能通过一步化学反应完成的是（ ）
A.SiO2 H2SiO3B.N2 NO2
C.Fe（OH）2 Fe（OH）3D.CO Na2CO3
[解析] A项SiO2不溶于水，B项N2与O2反应生成NO，C项可通过反应4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3完成，D项无法一步化学反应完成，若要完成这种转化，应：
2CO＋O2
2CO2；
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O两步完成。
4.下列说法正确的是（ ）
A.SiO2溶于水显酸性
B.CO2通入水玻璃可以得到硅酸
C.由Na2CO3＋SiO2
Na2SiO3＋CO2↑可知硅酸的酸性比碳酸的酸性强
D.SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸
[答案] B
[解析] SiO2不溶于水，但可溶于氢氟酸，A、D两项不正确；
由于H2CO3的酸性比H2SiO3强，故CO2通入水玻璃可得到硅酸，B项正确；
C项反应中是因为CO2是气体，可以脱离反应体系，与酸性强弱无关。
5.光导纤维被认为是20世纪最伟大的发明之一，它使信息科学迅猛发展。
光导纤维的主要成分是（ ）
A.CaCO3B.SiO2
C.Na2SiO3D.CaSiO3
[解析] B项光导纤维的主要成分是SiO2，A项CaCO3是石灰石、大理石的主要成分，C项Na2SiO3是水玻璃的主要成分，D项Na2SiO3和CaSiO3都是玻璃的成分之一。
6.下列叙述正确的是（ ）
A．水晶、玻璃、水泥都是硅酸盐材料
B．纤维素、维生素C、聚乳酸都是高分子化合物
C．二氧化硫是导致酸雨、光化学烟雾的有害气体之一
D．赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿都是铁矿石
[答案] D
[解析] 水晶的主要成分是SiO2，A错；
维生素C不是高分子化合物，B错；
光化学烟雾主要是由氮的氧化物引起的，C错。
7.（2011·
成都高一检测）NaOH、KOH等碱溶液可以贮存在下列哪种试剂瓶中（ ）
A
B
C
D
[解析] 碱可以与玻璃中的SiO2反应，因此碱液只能贮存在带橡胶塞的细口瓶中。
8.只用一种试剂可以鉴别下列溶液：
Na2CO3、Na2SiO3、Na2SO4，这种试剂是（ ）
A.BaCl2B.NaOH
C.酚酞溶液D.盐酸
[解析] 各取三种溶液少量加入盐酸后产生气泡的是Na2CO3，产生白色沉淀的是Na2SiO3，无现象的是Na2SO4。
9.如图为刻蚀在玻璃上的精美的花纹图案，则该刻蚀过程中发生的主要化学反应为（ ）
A.CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
B.NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
C.Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑
D.SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
[解析] 玻璃中含有二氧化硅，能与氢氟酸反应生成四氟化硅。
10.素有“水晶之乡”美称的江苏东海县盛产水晶，现存于国家地质博物馆的水晶大王就出自东海县。
水晶是较纯净的透明的石英晶体，石英的主要成分是SiO2。
下列有关石英的叙述正确的是（ ）
A.石英都是无色透明的晶体，可以作装饰品，也可以制作光学仪器
B.石英不可以用来生产玻璃
C.石英晶体可以制取金刚砂
D.石英不可以用来制取高纯硅，可以制光导纤维
[解析] A项纯净的SiO2晶体水晶是无色的，而其他的石英晶体具有不同的颜色，如玛瑙。
B项生产玻璃的原料是石英、纯碱与石灰石。
C项金刚砂是SiC，可以用SiO2与过量C反应制得。
D项石英是光导纤维的材料，可以通过石英与碳得到单质Si，然后再与Cl2反应生成SiCl4，SiCl4与H2反应得到纯净的Si。
11.已知A是一种装饰品的主要成分，根据下图转化关系，回答下列问题。
（1）A用途________（任写一种），B是________，D是________。
（2）写出化学方程式
①________________________________。
④________________________________。
（3）写出离子方程式
②________________________________。
③________________________________。
⑤________________________________。
[答案]
（1）制光导纤维 Na2SiO3 H2SiO3
（2）①Na2CO3＋SiO2
Na2SiO3＋CO2↑；
④H2SiO3
SiO2＋H2O
（3）②CO2＋H2O＋SiO32－===CO32－＋H2SiO3↓ ③SiO2＋2OH－===SiO32－＋H2O ⑤SiO32－＋2H＋===H2SiO3↓
[解析] 由A是一种装饰品的主要成分，与纯碱反应，A可能是SiO2，SiO2与纯碱反应生成Na2SiO3和CO2，二者在水中可反应生成H2SiO3，而H2SiO3受热分解又可生成SiO2，所以A是SiO2，B是Na2SiO3，D是H2SiO3。
13.（2011·
杭州二中高一期末考试）某科研小组用高岭土（主要成分是Al2O3·
2SiO2·
2H2O，并含少量CaO、Fe2O3）研制新型净水剂（铝的化合物）。
试验流程如下：
请回答下列问题：
（1）已知Al2O3、SiO2与纯碱的反应相似。
用化学方程式表示熔融时高岭土主要成分与纯碱发生反应的化学方程式_________________、_______________。
（2）在熔融高岭土与纯碱试样时，最好选用下列哪种仪器________（填写编号）
A．铁坩埚B．瓷坩埚
C．氧化铝坩埚D．玻璃坩埚
（3）写出上述过程中，最后得到的沉淀M的化学式______________。
[答案]
（1）Na2CO3＋Al2O3
2NaAlO2＋CO2↑、Na2CO3＋SiO2
Na2SiO3＋CO2↑
（2）A （3）H4SiO4（或H2SiO3）
[解析] 瓷坩埚的主要成分是：
氧化铝、二氧化硅，氧化铝坩埚的主要成分是Al2O3，玻璃坩埚的主要成分是SiO2，氧化铝和二氧化硅均与纯碱反应，所以应该用铁坩埚；
氧化铝和二氧化硅与纯碱反应后的产物为NaAlO2和Na2SiO3，再加盐酸酸化AlO2－＋4H＋===Al3＋＋2H2O,2H＋＋H2O＋SiO32－===H4SiO4↓===H2SiO3＋H2O，所以沉淀M的化学式为H4SiO4或H2SiO3。
【硅和硅酸盐练习
】
1.石灰石是许多工业的原料之一，但生产下列物质时不需要石灰石的是（ ）
A.硅酸 B.水泥
C.玻璃D.生石灰
[解析] 硅酸的制取需要硅酸盐和较强的酸，不需要石灰石。
2.赏心悦目的雕花玻璃是用下列物质中的一种对玻璃进行刻蚀而制成的，这种物质是（ ）
A.硫酸B.烧碱
C.盐酸D.氢氟酸
[解析] 氢氟酸可以腐蚀玻璃，4HF＋SiO2＝SiF4↑＋2H2O。
3.硅在无机非金属材料中一直扮演着重要角色，被誉为无机非金属材料的主角。
下列物品的制造用到硅单质的是（ ）
A.玻璃制品B.石英钟表
C.计算机芯片D.光导纤维
[解析] 玻璃制品的制造用到硅酸盐；
石英钟表、光导纤维的制造用到二氧化硅；
计算机芯片的制造用到硅单质。
4.世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：
“中国至少在距今3000年以前，就已经使用玻璃了。
”下列有关普通玻璃的说法不正确的是（ ）
A.制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英
B.玻璃在加热熔化时有固定的熔点
C.普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化
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