非金属元素导学案学生版Word文档格式.docx
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A．石墨烯可导电，说明它是电解质
B．石墨烯、金刚石、C60、“碳纳米泡沫”四种物质都是碳的单质
C．由于C（石墨，s）===C（金刚石，s） ΔH＝1.9kJ·
mol－1知金刚石比石墨烯稳定
D．尽量使用含
C的产品，减少使用含
C的产品，此举符合“促进低碳经济”的宗旨
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：
______
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
4．除去下列气体中混有的杂质（括号内为杂质）可采取的方法：
（1）CO（CO2）：
（2）CO2（CO）：
_______________________________________________________________。
（3）CO2（O2）：
（4）CO2（SO2）：
（5）CO2（HCl）：
______________________________________________________________。
（6）CO2（H2S）：
5．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
6．下列关于碳和硅的氧化物说法正确的是________。
①碳和硅的氧化物都是酸性氧化物 ②二氧化硅分子由1个硅原子和2个氧原子构成 ③二氧化硅不与水及任何酸反应 ④CO2、CH4等气体都是温室气体 ⑤CO常作还原剂，PbO2常作氧化剂 ⑥碳在高温下与SiO2反应，作还原剂，但碳的非金属性比硅强
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_________________________，高岭石A12（Si2O5）（OH）4可表示为：
___________________________。
（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——水泥、玻璃、陶瓷的比较
硅酸盐产品
水泥
玻璃
陶瓷
主要设备
水泥回转窑
玻璃熔炉
烧结窑
原料
石灰石、粘土、石膏
纯碱、石灰石、石英（过量）
粘土
条件
高温
反应原理
复杂的物理化学变化
Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+SiO2
CaSiO3+CO2↑
主要成份
硅酸三钙（3CaO·
SiO2）、硅酸二钙（2CaO·
SiO2）
铝酸三钙（3CaO·
Al2O3）
Na2SiO3·
CaSiO3·
SiO2
产品特性
水硬性
无固定熔点
抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等
（2）新型无机非金属材料
①新型无机非金属材料包括：
半导体材料、超硬耐高温材料、发光材料等。
②新型无机非金属材料的特性：
耐高温、强度高；
具有电学特性；
具有光学特性；
具有生物功能
考点四 碳族元素
元素
碳（）
硅（）
锗（）
锡（）
铅（）
相同点
第族元素；
最外层均有个电子，碳族元素性质具有相似性，容易形成键。
不同点
电子层数不同，原子半径不同。
化合价
、和
价稳定
物理
性质
颜色
无色或黑色
灰黑色
灰白色
银白色
蓝白色
状态
固体
硬度
金刚石最硬，石墨柔软，晶体硅坚硬。
金属性与非金属性
金属性逐渐，非金属性逐渐
氢化物
化学式
―――
稳定性
稳定性依次
－――
常见氧化物
SnO2
最高价氧化物对应水化物
Ge（OH）4
Sn（OH）4
Pb（OH）4
酸碱性
酸性逐渐，碱性逐渐
【例1】硅单质及其化合物应用范围很广。
请回答下列问题：
（1）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。
三氯甲硅烷（SiHCl3）还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：
①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式________________________________。
②整个制备过程必须严格控制无水无氧。
SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式____________________________________________；
H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是_______________________________。
（2）下列有关硅材料的说法正确的是________（填字母）。
A．碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥
B．氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承
C．高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维
D．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高
E．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
（3）硅酸钠水溶液俗称水玻璃。
取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。
写出实验现象并给予解释：
。
【达标训练】
1．判断下列说法是否正确，正确的划“√”，错误的划“×
”
（1）醋酸钠溶液中通入足量CO2：
2CH3COO－＋CO2＋H2O===2CH3COOH＋CO
（ ）
（2）向NaAlO2溶液中通入过量CO2：
2AlO
＋CO2＋3H2O===2Al（OH）3↓＋CO
（3）Si和烧碱溶液反应，改变反应物用量，都可用同一离子方程式表示（ ）
（4）将足量CO2通入含K＋、SiO
、Cl－、NO
溶液中，离子将不能大量共存（ ）
（5）H＋、I－、NO
、SiO
不能大量共存（ ）
（6）SiO2是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应（ ）
（7）二氧化硅是生产光纤制品的基本原料（ ）
（8）水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂（ ）
（9）可以用Si3N4、Al2O3制作高温结构陶瓷制品（ ）
（10）二氧化硅的分子式是SiO2（ ）
2．从光合作用的反应原理6CO2＋6H2O
C6H12O6＋6O2可知碳是农作物生长的必需元素之一。
关于用二氧化碳生产肥料的评价正确的是
A．缓解地球温室效应，抑制农作物营养平衡B．加剧地球温室效应，促进农作物营养平衡
C．缓解地球温室效应，促进农作物营养平衡D．加剧地球温室效应，抑制农作物营养平衡
3．对于ⅣA族元素，下列叙述中不正确的是
A．SiO2和CO2中，Si和O，C和O之间都是共价键
B．C、Si和Ge的最外层电子数都是4，次外层电子数都是8
C．CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应
D．该族元素的主要化合价是＋4和＋2
4．某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素
A．在自然界中只以化合态的形式存在B．单质常用作半导体材料和光导纤维
C．最高价氧化物不与酸反应D．气态氢化物比甲烷稳定
5.“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。
如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，其基本过程如下图所示（部分条件及物质未标出）。
下列有关该方法的叙述中正确的是
A．能耗大是该方法的一大缺点B．整个过程中，只有一种物质可以循环利用
C．“反应分离”环节中，分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤
D．该方法可减少碳排放，捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品
6．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．盐酸B．氢氟酸C．烧碱D．纯碱
7．坩埚是实验室用于灼烧或熔融固体物质的常用仪器，材质种类很多，实验时应根据物质的性质加以选择。
熔融烧碱时，应选用下列哪种材质的坩埚
A．玻璃坩埚B．石英坩埚C．陶瓷坩埚D．铁坩埚
8．有一粗硅，含杂质铁，取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中，放出等量的H2，则该粗硅中铁和硅的关系正确的是（提示：
Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑）
A．物质的量之比为1∶1B．物质的量之比为1∶2C．质量之比为4∶1D．质量之比为2∶1
9．下列关于碳族元素的叙述中错误的是
A．与其他元素化合时易形成共价化合物，难形成离子化合物
B．碳族元素形成化合物时的最高价均为＋4价
C．碳的氧化物（CO2）和硅的氧化物（SiO2）都是酸性氧化物，均不能与酸反应
D．碳族元素是形成化合物最多的一族元素
10.以氮化硅（Si3N4）和氧化铝（Al2O3）为原料，采用高压烧结或热压工艺制备赛伦。
赛伦的化学通式为：
Si6－xAlxOxN8－x，以耐高温、高强度、超硬度、耐磨损、抗腐蚀等性能为主要特征，因此，在冶金、机械、光学、医学等领域有重要应用。
它属于
A．金属材料B．有机高分子材料C．新型无机非金属材料D．无机高分子材料
11、二氧化铈（CeO2）是重要的稀土氧化物。
电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质）。
某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如下：
（1）洗涤滤渣A的目的是为了去除（填离子符号），检验该离子是否洗涤的方法是。
（2）第②步反应的离子方程式是，滤渣B的主要成分是。
（3）萃取是分离稀土元素的常用方法，已知化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，TBP（填“能”或“不能”）与水互溶。
实验室进行萃取操作是用到的主要玻璃仪器有、烧杯、玻璃棒、量筒等。
（4）取上述流程中得到的Ce（OH）4产品0.536g，加硫酸溶解后，用0.1000mol·
L-1FeSO4标准溶液滴定至终点（铈被还原为Ce3+），,消耗25.00mL标准溶液，该产品中Ce（OH）4的质量分数为。
氯气 卤素
【课前自测】
1.（各地模拟试题汇集）判断下列说法是否正确，正确的划“√”，错误的划“×
”。
（1）氯气具有强还原性，可用于自来水的消毒杀菌（ ）
（2）氯气的性质很活泼，它与氢气混合后立即发生爆炸（ ）
（3）1molFeI2与足量氯气反应时转移的电子数为2NA（ ）
（4）0.1molCl2全部溶于水后转移电子的数目为0.1NA（ ）
（5）氯水中通入SO2溶液后，溶液的酸性减弱（ ）
（6）84消毒液的有效成分是NaClO（ ）
（7）除去Cl2中的HCl，可将气体通入饱和食盐水中（ ）
（8）制氯气时，用饱和NaHCO3溶液和浓硫酸净化气体（ ）
（9）从海水中提取溴的过程涉及氧化还原反应（ ）
2.在探究新制饱和氯水成分的实验中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是（ ）
A.氯水的颜色呈浅黄绿色，说明氯水中含有Cl2
B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明氯水中含有Cl-
C.向氯水中加入NaHCO3粉末，有气泡产生，说明氯水中含有H+
D.向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明氯水中含有HClO
3.某消毒液的主要成分为NaClO，还含有一定量的NaOH，下列用来解释事实的离子方程式不合理的是（已知：
饱和NaClO溶液的pH约为11）
A.该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制备：
Cl2+2OH-
Cl-+ClO-+H2O
B.该消毒液的pH约为12：
ClO-+H2O
HClO+OH-
C.该消毒液与洁厕灵（主要成分为HCl）混用，产生Cl2：
2H++Cl-+ClO-
Cl2↑+H2O
D.该消毒液加白醋生成HClO，可增强漂白作用：
CH3COOH+ClO-
HClO+CH3COO-
4.（2015·
河南洛阳统考）用下列装置制备并检验Cl2的性质。
Ⅰ Ⅱ
Ⅲ Ⅳ
下列说法正确的是（ ）
A.图Ⅰ中：
如果MnO2过量，浓盐酸就可全部消耗完B.图Ⅱ中：
生成蓝色的烟
C.图Ⅲ中：
量筒中发生了加成反应
D.图Ⅳ中：
湿润的有色布条能褪色，将浓硫酸溶液滴入烧杯中至溶液显酸性，结果有Cl2生成
考点1 氯气的性质及应用
氯气的性质:
（1）通常情况下，氯气是 、有 气味、密度比空气 的 毒气体， 液化， 溶于水。
（2）氯气是一种活泼的非金属单质和强氧化剂。
①跟金属反应（变价金属均氧化至 价）
2Na+Cl2
（现象：
）
Cu+Cl2
（现象：
2Fe+3Cl2
②跟非金属反应:
H2+Cl2
现象—
③跟水反应
化学方程式：
离子方程式：
HClO是一元弱酸，Ca（ClO）2+CO2+H2O
。
说明HClO的酸性比H2CO3 。
HClO不稳定，见光分解的化学方程式为 。
氯水保存方法：
。
④跟碱反应
Cl2+2NaOH
（用于氯气的尾气处理）
工业制漂白粉的化学方程式为 ，漂白粉的有效成分为 。
⑤与还原性化合物反应
Cl2+2FeCl2
。
（除FeCl3中FeCl2杂质）
Cl2+H2S
Cl2+2KI
（氯气的检验）
Cl2+Na2SO3+H2O
Cl2+2NaBr
Cl2+SO2+2H2O
微课12 Ca（OH）2和Cl2反应的图像分析及计算
已知Ca（OH）2和Cl2反应的氧化产物与温度有关，在一定量的石灰乳中通入足量的氯气，二者恰好完全反应。
生成Cl-、ClO-、Cl
三种含氯元素的离子，其中ClO-、Cl
两种离子的物质的量（n）与反应时间（t）的曲线如右图所示。
（1）t1时，开始有Cl
生成的原因是 。
（2）t2时，Ca（OH）2和Cl2发生反应的总的化学方程式为 。
（3）该石灰乳中Ca（OH）2的物质的量是 mol。
（4）若反应物的量不变，在某温度下恰好完全反应时，氧化产物比值
=a，则n（Cl-）= （用含a的代数式表示）mol。
分析：
问题1 t1时，开始有Cl
生成的原因
Ca（OH）2和Cl2反应的氧化产物与温度有关
问题2 t2时，Ca（OH）2和Cl2发生反应的
总的化学方程式
问题3 石灰乳中Ca（OH）2的物质的量——
问题4 求n（Cl-）用含a的代数式来表示
与问题3相似综合运用得失电子守恒、电荷守恒
【例题1】 下列变化过程不能直接实现的是（ ）①HCl ②Cl2 ③Ca（ClO）2 ④HClO ⑤CO2
A.①→② B.②→③ C.③→④ D.④→⑤
【题组训练】
1.下列关于Cl2性质的说法正确的是（ ）
A.密度比空气小B.是无色无味的气体
C.能使干燥的有色布条褪色D.可与NaOH溶液反应
2.下列关于氯水的叙述不正确的是（ ）
A.新制的氯水中含有3种分子、4种离子B.新制的氯水呈黄绿色是因为在溶液中溶有氯气分子
C.与久置氯水不同，在新制氯水中加入硝酸银溶液后无白色沉淀
D.氯水久置后，会使溶液酸性增强
3.把氯气通入紫色石蕊试液中，出现的现象应是（ ）
A.溶液变红色B.溶液变蓝色C.溶液不变红D.溶液先变红后褪色
4.检验氯化氢气体中是否混有Cl2，可采用的方法是（ ）
A.用干燥的蓝色石蕊试纸B.用干燥的有色布条
C.将气体通入硝酸银溶液D.用湿润的淀粉-碘化钾试纸
5.氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，它具有较强的氧化性，下列叙述不正确的是（ ）
A.红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，生成CuCl2B.固体FeCl3与过量Fe粉加热能生成FeCl2
C.纯净的H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶口呈现雾状；
光照H2和Cl2的混合气体时，因迅速化合而爆炸
D.氯气能与水反应生成HClO和HCl，久置氯水最终变为稀盐酸
【例题2】 向某含有S
、Si
、C
、Br-、Na+的溶液中缓慢通入Cl2直至过量，下列对该反应过程的判断不正确的是（ ）
A.整个过程共发生2个氧化还原反应B.所有阴离子的浓度都发生了变化
C.溶液的颜色发生了变化D.反应过程中既有气体产生也有沉淀产生
【变式】1 向含S2-、Fe2+、Br-、I-各0.1mol的溶液中通入Cl2，通入Cl2的体积（标准状况）和溶液中相关离子的物质的量关系图正确的是（ ）
A B
【例题3】 工业上用Cl2和碱制漂白粉、漂粉精及漂白液。
（1）工业上将氯气制成漂粉精的主要目的是
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