第七讲 非金属及其化合物 一 教师版.docx

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第七讲非金属及其化合物一教师版

第七讲非金属及其化合物

（一）

[知识典例]

考点一　碳、硅单质的存在与性质

1．C、Si单质的存在形态、物理性质及用途

（1）碳在自然界既有________态又有________态。

碳的同素异形体有________、________、无定形碳、________等。

（2）硅在地壳中的含量占第____位，仅次于____，全部以________态存在，是一种亲____元素，单质硅有________和________形两种。

晶体硅是良好的________材料，在计算机等电子工业，可用作____________、大规模____________等。

硅是人类将________能转化为____能的常用材料，所以硅还用于制造________。

2．碳、硅单质的化学性质

碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。

与O2反应

高温

与强氧化

性酸反应

浓H2SO4：

浓HNO3：

C＋4HNO3（浓）

=====CO2↑＋4NO2↑＋2H2O）

O2（足量）：

O2（不足）：

CuO：

　　　　　　　　　　（冶炼金属）

SiO2：

　　　　　　　　　　（制取粗硅）

与氧化

物反应

（1）碳

H2O：

C＋H2O（g）=====CO＋H2（制取水煤气）

△

（2）Si

例题1．下列关于硅的说法中，不正确的是（　C　）

A．硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料

B．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料

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、氧气等非金属反应

考点一

1．

（1）游离　化合　金刚石　石墨　C60

（2）二　氧　化合　氧　晶体　无定　半导体　半导体芯片　集成电路　太阳　电　光电池

2．

（1）C＋O2

CO22C＋O2

2CO2CuO＋C

2Cu＋CO2

SiO2＋2C

Si＋2CO↑C＋2H2SO4（浓）

CO2↑＋2SO2↑＋2H2O

（2）Si＋O2

SiO2

考点二　碳、硅的氧化物

1．一氧化碳

（1）物理性质：

____色气体，____毒，____溶于水。

（2）化学性质

①燃烧：

___________________________________________，__________火焰；

②还原CuO：

________________________________________________________________。

2．二氧化碳和二氧化硅的比较

物质

二氧化硅

二氧化碳

结构

__________结构，不存在单个分子

存在单个CO2分子

主要物理性质

硬度____，熔、沸点____，常温下为____体，不溶于水

熔、沸点____，常温下为气体，微溶于水

化学性质

①与水反应

不反应

②与酸反应

只与氢氟酸反应：

______________

不反应

③与碱（NaOH）液反应

______________（盛碱液的试剂瓶用____塞）

④与盐反应

如与Na2CO3反应：

__________

______                                         

如与Na2SiO3反应：

__________________或Na2SiO3＋2H2O＋2CO2（足量）===H2SiO3↓＋2NaHCO3

⑤与碱性氧化物反应

如与CaO反应：

_____________

如与Na2O反应：

________________

用途

光导纤维、光学仪器、电子部件

制饮料、制碳酸盐

例题2．指出下列反应中SiO2所表现的化学性质或作用，在A～E选项中选择正确答案填入括号内。

①SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O（　　）

②SiO2＋Na2CO3

Na2SiO3＋CO2↑（　　）

③SiO2＋2C

Si＋2CO↑（　　）

④SiO2＋3C

SiC＋2CO↑（　　）

⑤SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O（　　）

A．作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀B．氧化性

C．酸性氧化物的通性D．将挥发性的酸酐从其盐中置换出来

E．未参加氧化还原反应

考点二

1．

（1）无　有　难

（2）①2CO＋O2

2CO2　淡蓝色②CuO＋CO

Cu＋CO2（冶炼金属）

2．空间立体网状　大　高　固　低　①CO2＋H2O

H2CO3　

②SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O③SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O　橡胶　

CO2少量：

CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O　CO2过量：

CO2＋NaOH===NaHCO3

④SiO2＋Na2CO3

Na2SiO3＋CO2↑　Na2SiO3＋H2O＋CO2（不足）===H2SiO3↓＋Na2CO3

⑤SiO2＋CaO

CaSiO3　Na2O＋CO2===Na2CO3

例题2．①C　②D　③B　④E　⑤A

考点三　硅酸及硅酸盐

1．硅酸

硅酸____溶于水，其酸性比碳酸____，硅酸________（填“能”或“不能”）使紫色石蕊试液变红色。

（1）硅酸不稳定，受热易分解：

_________________________________________________。

（2）硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为______________________。

（3）硅酸在水中易聚合形成胶体。

硅胶吸附水分能力强，常用作__________。

2．硅酸盐

（1）概念：

____________________________________________________________的总称，

是构成地壳岩石的主要成分。

（2）表示方法：

硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式表示它们的组成，如硅酸钠（Na2SiO3）写成____________，钾云母（KH2Al3Si3O12）写成___________________________。

（3）硅酸钠（Na2SiO3）

①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称________，有黏性，水溶液显碱性。

②它能与酸性较硅酸强的酸反应，化学方程式分别为

与盐酸反应：

_______________________________________________________________。

与CO2水溶液反应：

__________________________________________________________。

③用途：

黏合剂（矿物胶），耐火阻燃材料。

3．无机非金属材料

（1）传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。

常见硅酸盐材料

水泥

玻璃

陶瓷

生产原料

石灰石、黏土

纯碱、石灰石、石英

黏土

主要设备

水泥回转窑

玻璃熔炉

陶瓷窑

（2）新型无机非金属材料，如____________、__________、__________、________等。

例题3．据搜狐网站报道：

国家质检总局称，在我国销售的德国NUK牌婴儿爽身粉含有一级致癌物“滑石粉”。

已知滑石粉的化学式为Mg3（Si4O10）（OH）2，色白、滑爽、柔软、耐火。

下列有关说法不正确的是（　C　）

A．滑石粉属于无机硅酸盐类物质

B．滑石粉组成可表示为3MgO·4SiO2·H2O

C．爽身粉中添加滑石粉是利用它的滑爽、柔软、耐火性

D．滑石粉可能会与氢氟酸、NaOH溶液发生反应

考点三

1．不　弱　不能

（1）H2SiO3

SiO2＋H2O

（2）H2SiO3＋2NaOH===Na2SiO3＋2H2O

（3）干燥剂

2．

（1）由硅、氧和金属元素组成的化合物

（2）Na2O·SiO2　K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O

（3）①水玻璃　②Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓

Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3

3．

（2）高温结构陶瓷　光导纤维　生物陶瓷　压电陶瓷

考点四　氯气

1．物理性质

颜色

状态

气味

密度

毒性

溶解性

气体

比空气大

有毒

1体积水溶解

2体积Cl2

注意　实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔。

（如图所示）

2．氯气的化学性质（写出反应方程式和部分反应现象，指出在反应中表现氧化性还是还原性）

与Fe：

　　　　　　　　，产生

　　色烟

与Cu：

　　　　　　　，产生,

　　色烟

与H2：

　　　　　　　　，产生

　　色火焰

与NaOH：

与Ca（OH）2：

与碱

与FeCl2：

与SO2＋H2O：

与KI溶液：

与还

原剂

Cl2均表

现　　　

与单质

氯

气

的

化

学

性

质

与H2O：

Cl2既表现

　　　，又

表现　　　

Cl2表现　　　

例题4．下列氯化物中，既能由金属和氯气直接反应得到，又能由金属和盐酸反应制得的是

（　B　）

A．FeCl2B．AlCl3C．FeCl3D．CuCl2

例题5．把氯气通入下列各物质的溶液中，阴离子和阳离子都能被氧化的是（　C　）

A．NaOHB．Na2SO3C．FeBr2D．FeSO4

考点四

1．黄绿色　刺激性

2．2Fe＋3Cl2

2FeCl3　红棕　Cu＋Cl2

CuCl2　棕黄　H2＋Cl2

2HCl　苍白　氧化性　Cl2＋H2OHCl＋HClO　Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O　2Cl2＋2Ca（OH）2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O　氧化性　还原性　2FeCl2＋Cl2===2FeCl3　SO2＋2H2O＋Cl2===H2SO4＋2HCl　2KI＋Cl2===2KCl＋I2　氧化性

考点五　几种含氯化合物

1．次氯酸（HClO）

（1）不稳定性：

化学方程式为__________________________________________________。

（2）弱酸性：

比碳酸酸性____，电离方程式为_____________________________________。

（3）强氧化性：

具有________性。

2．Ca（ClO）2的主要化学性质

（1）Ca（ClO）2是________的有效成分，它的稳定性比HClO____。

（2）水解显____性，其水解离子方程式：

_________________________________________。

（3）与酸反应生成________，作为漂白或消毒剂的原理可用化学方程式表示为________________________________________________________________________。

例题6．工业上用Cl2和碱制漂白粉、漂粉精及漂白液。

请回答下面的问题：

（1）工业上将氯气制成漂粉精的主要目的是______________________________________，

制漂粉精的主要反应的化学方程式是___________________________________________。

（2）下列物质露置在空气中会变质，在变质过程中既有非氧化还原反应发生，又有氧化还原反应发生的是________。

A．生石灰B．漂白粉

C．NaOHD．Na2SO3

考点五

1．

（1）2HClO

2HCl＋O2↑

（2）弱　HClO

H＋＋ClO－（3）漂白

2．

（1）漂白粉　强　

（2）碱　ClO－＋H2O

HClO＋OH－　

（3）HClO　Ca（ClO）2＋CO2＋H2O===2HClO＋CaCO3↓

例题6．

（1）次氯酸盐（漂粉精）比HClO、Cl2稳定，且便于贮存和运输　2Ca（OH）2＋2Cl2===CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O　

（2）B　

知识点六　卤族元素的原子结构和性质

1．原子结构

氯、溴、碘三种元素的原子结构示意图分别为__________、__________、

；最外层都有____个电子，它们都位于元素周期表______族，都属于卤族元素。

2．氯、溴、碘的存在及单质物理性质

（1）氯、溴以化合态的形式存在于海水和陆地的盐矿中。

碘则主要存在于海草（如海带）中，也存在于海水和盐矿中。

（2）溴、碘单质的物理性质

Br2是一种________色____体，易挥发；I2是一种________色____体，易升华。

Br2溶解在水中的颜色是________，I2溶解在水中的颜色是__________，Br2溶解在CCl4中的颜色是__________，I2溶解在CCl4中的颜色是__________。

3．氯、溴、碘单质化学性质比较

（1）与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为

___________________________________________________（X＝Cl、Br、I）。

（2）氧化性

①都能与金属反应生成金属卤化物，如与钠反应的化学方程式为______（X＝Cl、Br、I）。

②氯、溴、碘单质的氧化性强弱是Cl2___Br2____I2，阴离子的还原性：

Cl－___Br－__I－。

Cl2能从Br－的溶液中置换出Br2，其离子方程式：

_______________________________；

同理，Br2能置换I2，其离子方程式：

_________________________________________。

③与一些还原性离子反应，如Br2与SO

、Fe2＋反应的离子方程式分别为___________，

________________________________________________________________________。

考点六

1.

　7　ⅦA

2．

（2）深红棕　液　紫黑　固　橙色　深黄色→褐色　橙色→橙红色　紫色→深紫色

3．

（1）2NaOH＋X2===NaX＋NaXO＋H2O

（2）①2Na＋X2===2NaX

②>　>　<　<　Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2　Br2＋2I－===2Br－＋I2

③SO2－3＋Br2＋H2O===SO2－4＋2Br－＋2H＋　2Fe2＋＋Br2===2Br－＋2Fe3＋

考点七　卤素离子的检验方法

1．AgNO3溶液——沉淀法

未知液

生成

2．置换——萃取法

未知液

有机层呈

3．氧化——淀粉法检验I－

未知液

____溶液，表示有I－

考点七1．白色　浅黄色　黄色2．Br－　I－3．蓝色

考点八卤素互化物和拟卤素

1．卤素互化物

由两种卤素互相结合而成的物质叫卤素互化物。

如IBr、ICl、BrF3、ClF3。

卤素互化物与卤素单质的性质相似，有较强的氧化性，如能与金属、H2O、NaOH等反应：

2IBr＋2Mg===MgBr2＋MgI2。

但应注意：

卤素互化物中，非金属性弱的元素显正价，如：

ICl中，I显＋1价，Cl显－1价，所以卤素互化物与水或碱的反应一般属于非氧化还原反应：

IBr＋H2O===HBr＋HIO　IBr＋2NaOH===NaBr＋NaIO＋H2O。

2．拟卤素

有些多原子分子与卤素单质性质相似，其阴离子与卤素阴离子性质相似。

如：

氰（CN）2、硫氰（SCN）2、氧氰（OCN）2。

解答这类题目时可用换元法，如把（SCN）2当作X2，把SCN－当作X－。

例．氰（CN）2的结构简式为N≡C—C≡N，其化学性质与卤素（X2）很相似，化学上称之为拟卤素，其氧化性介于Br2和I2之间。

下列有关反应的化学方程式不正确的是（　C　）

A．（CN）2＋H2===2HCN

B．MnO2＋4HCN

Mn（CN）2＋（CN）2↑＋2H2O

C．向KCN溶液中加入碘水：

I2＋2KCN===2KI＋（CN）2

D．在NaBr和KCN混合液中通入少量Cl2：

Cl2＋2KCN===2KCl＋（CN）2

[模型归纳]

一、碳族元素综合推断题的解题方法

【例】　已知A、B、C、D、E、F、G、H可以发生如图所示的转化，反应中部分生成物已略去。

其中，A、G为同一主族元素的单质，B、C、H在通常情况下为气体，化合物C是一种形成酸雨的大气污染物。

请填空：

（1）H的名称是__________。

（2）E的两种用途是__________、__________。

（3）反应③的化学方程式是___________________________________________________。

（4）反应④的离子方程式是___________________________________________________。

建立模型　解答无机推断题的思维模型

例题

（1）一氧化碳

（2）生产玻璃　制粗硅（其他合理答案均可）

（3）C＋2H2SO4（浓）

CO2↑＋2SO2↑＋2H2O

（4）SiO32－＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO32－

二、氯水成分寻找方法及氯水性质的探究

1．氯水成分寻找方法

氯水中存在三个平衡关系：

（1）Cl2＋H2O

HCl＋HClO

（2）HClO

H＋＋ClO－（3）H2O

H＋＋OH－

根据可逆反应的特点，即可得出氯水中存在的各种微粒。

2．氯水的多重性质

氯水的各种成分决定了它具有多重性质：

（1）Cl2的氧化性——与还原性物质反应。

如：

2FeCl2＋Cl2===2FeCl3（除去FeCl3溶液中的FeCl2）

SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4（SO2和Cl21∶1混合物通入水中不再具有漂白性）

Na2SO3＋Cl2＋H2O===2HCl＋Na2SO4（除去水中的余氯）

（2）HCl——酸性和Cl－的性质

向NaHCO3溶液中加入氯水，有气泡产生就是利用了盐酸的酸性。

加入AgNO3溶液可以检验出氯水中的Cl－，现象是有白色沉淀生成。

（3）HClO的氧化性

在解释漂白性、杀菌消毒时，使用的是HClO的氧化性。

向氯水中滴加紫色石蕊溶液，先变红（H＋作用的结果），后褪色（HClO作用的结果）。

【例】　某学习小组设计以下四个实验探究氯水的成分，请根据下表回答问题。

实验序号

实验方法

实验现象

结论

①

将氯水滴加到AgNO3溶液中

生成白色沉淀

②

将氯水滴加到含有酚酞的NaOH溶液中

③

淀粉KI试纸变蓝色

氯水中含有Cl2

④

将足量的氯水滴加到Na2CO3溶液中

氯水中含有H＋

（1）实验①得出的结论______________________________________________________。

（2）指出实验②和实验④中的“实验现象”：

②________________，④________________________________________________________________________。

（3）实验③中“实验方法”的具体操作过程是____________________________________。

（4）通过实验②的“实验现象”，同学们得出两个不同的结论。

这两个结论可能是a.________________________________________________________________________，

b．________________________________________________________________________。

请设计简单的实验证明哪一个是正确的________________________________________。

【例】　

（1）氯水中含有Cl－

（2）溶液褪色　有气泡冒出

（3）取一片淀粉KI试纸，置于表面皿或玻璃片上，用洁净的玻璃棒蘸取氯水，滴在试纸上

（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溶液至溶液显碱性，若溶液不再显红色，证明红色消失是HClO的漂白作用引起的；若溶液重新显红色，证明是H＋的中和作用引起的

三、氯气的实验室制备中的绿色化学思想

化学是一门以实验为基础的学科，通过实验可以使学生观察到语言难以表达清晰的实验现象，在实验过程中除了培养学生的观察能力、实验能力外，还应培养绿色化学思想。

实验过程中必定会涉及有毒、有害物质，实验中要求用最少的药品获得最佳的实验效果、最大限度地减少废弃物及尾气排放，提高环保意识。

实验室制取Cl2的过程中，绿色化学思想得到了充分的体现。

其具体过程如下：

【例】　某学习小组通过查阅资料发现用KClO3和浓盐酸反应也可以制备氯气。

为此该小组利用如图所示装置在实验室中制取Cl2并探究其相关性质：

（1）装置A中存在一处错误，请改正这处错误：

___________________________________。

（2）写出装置A中发生反应的化学方程式：

______________________________________。

（3）为了除去氯气中的氯化氢，需要在装置A、B之间添加装置E，装置E中所盛装的试剂为__________。

为了探究使有色布条褪色的是氯气还是氯气与水反应的生成物，需要在整套装置中添加装置E，其中加入浓硫酸，装置E在整套装置中的添加位置为________（填序号）。

a．A、B之间b．B、C之间

c．C、D之间d．D之后

（4）取下集气瓶B，将铁丝加热至红热状态，伸入到集气瓶B中，可以观察到的现象是___________________________________________________________________________，

能检验该反应产物中铁元素价态的试剂是__________（填序号）。

a．氯水b．蒸馏水和铁粉

c．氢氧化钠溶液d．KSCN溶液

（5）另外一个化学学习小组就环境保护方面指出了上述装置的缺陷，并给出了改进措施，该改进措施是_______________________________________________________________。

【例】　

（1）长颈漏斗换为分液漏斗

（2）KClO3＋6HCl===KCl＋3Cl2↑＋3H2O

（3）饱和食盐水　b　（4）集气瓶内有红棕色烟产生　bcd

（5）在装置D后增加一个盛装碱液的装置，使碱液吸收剩余的氯气

四、卤素氧化性的应用——氯、溴、碘的制取

1．氯的提取——氯碱工业

海水―→粗盐

饱和食盐水

化学方程式为______________________________________