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非金属及其化合物
第四章非金属及其化合物
第一节无机非金属材料的主角—硅
课前预习：
一、硅单质
1.物理性质
单质硅有_______和_______两种。
晶体硅的结构类似于__________，是带有__________的__________。
熔点_____、硬度_____、有_____。
硅元素在地壳中的含量是_______（占第几位）。
2.化学性质
硅在常温下化学性质_______________。
一定条件下，可发生化学反应。
写出下列变化的化学方程式：
①硅和非金属反应:
和O2________________________
3.用途。
晶体硅的导电性介于________和________之间，是良好的_________材料。
硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料。
二、二氧化硅和硅酸盐
1.二氧化硅
①硅是一种______元素，在自然界中总是与氧相互化合，所以在氧化气氛包围的地球上，硅主要以熔点很高的__________及____________形式存在。
SiO2是硅最重要的化合物。
地球上存在的天然二氧化硅称为________，其存在形态有_______和_______两种。
石英晶体是结晶的二氧化硅，石英中无色透明的晶体称为__________，具有彩色环带状或层状的称为__________。
②二氧化硅具有________结构。
密度和硬度都_________。
③化学性质。
写出下列变化的化学方程式。
a.和强碱反应（NaOH）____________________________________________；玻璃的组成成分中含有二氧化硅，故存放碱性试剂的玻璃试剂瓶不能用_________塞。
b.和碱性氧化物反应（CaO）_______________________________________；
c.和HF酸反应__________________________________________________。
玻璃的组成成分中含有二氧化硅，故氢氟酸不能存放在__________中。
。
2.硅酸和硅酸盐
①是一种比碳酸______，溶解度______的酸。
可由_________和______反应来制备。
例如：
向Na2SiO3水溶液中滴加稀盐酸时，可以发生反应：
_____________________________得到硅酸。
生成的H2SiO3逐渐聚合而形成________________。
硅酸凝胶经干燥脱水形成硅酸干胶，称为“_________”。
它是优良的___________剂，也可作催化剂的载体。
②硅酸盐是由____、____和______组成的______的总称，一般________（溶解性如何），化学性质很稳定。
硅酸钠是最简单而有常用的硅酸盐，它的水溶液俗称________，溶液呈____性。
一般可用来作肥皂的______、木材的________及_______等。
硅酸钠溶液存放在玻璃试剂瓶中不能用玻璃塞。
④传统的硅酸盐产品为________、________和________。
新型陶瓷产品有__________、__________、_________和_________。
碳化硅俗称金刚砂，具有金刚石结构，有很大的硬度。
工业上金刚砂的制备原理（用化学方程式表示）为：
SiO2+3C
SiC+2CO。
在这个反应中，氧化剂是__________，还原剂是__________，氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。
课内练习：
1．下列关于硅和硅的化合物的叙述，错误的是（）
①硅的晶体结构和金刚石相似②硅是地壳中含量最多的非金属元素③晶体硅是良好的半导体材料④二氧化硅是制造光导纤维的重要材料⑤二氧化硅是由两个氧原子和一个硅原子构成的⑥二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸
A．①②⑥B．②⑤⑥C．④⑤⑥D．②③④
2、地壳中含量第一和第二的两种元素所形成的化合物不具有的性质是（）
A、熔点很高B、与水反应生成对应的酸
C、可与烧碱反应生成盐D、坚硬
3．下列溶液可以盛放在玻璃瓶中，但不能用磨口塞的是（）
A．硅酸钠溶液B．氢氟酸C．氢氧化钠溶液D．氯化钠溶液4．碳化硼陶瓷硬度大，熔点高，具有化学惰性。
则不能作为碳化硼陶瓷用途的是（）
A．作耐磨材料B．作润滑材料C．制切削工具D．制钢化玻璃
5．工业上用碳还原SiO2制取单质硅会发生如下副反应：
SiO2+3C==SiC+2CO。
该反应中氧化剂与还原剂的质量比为
A．36：
60B．60：
36C．1：
2D．1：
3
6．实验室里熔化氢氧化钠时，不能选用的坩埚是（）
A．石墨坩埚B．石英坩埚C．铁坩埚D．瓷坩埚
7．下列离子方程式不正确的是（）
A．石英与烧碱溶液反应SiO2+2OH-==SiO32-+H2O
B．向烧碱溶液中通入足量的二氧化碳2OH-+CO2==CO32-+H2O
C．向苏打溶液中加入石灰水至过量CO23-+Ca2+==CaCO3↓
D．向纯碱溶液中通入足量的二氧化碳CO32-+CO2+H2O==2HCO3-
8、下列说法正确的是（）
A、陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸盐产品
B、水晶、玛瑙、光纤、硅胶的主要成分都是SiO2
C、SiO2很稳定，与所有的酸都不反应
D、将石棉（CaMg3Si4O12）化学式改写成氧化物的形式：
3（MgO·CaO）·4SiO2
9、要除去SiO2中混有的少量CaO杂质，最适宜的试剂是（）
A、纯碱溶液B、盐酸C、硫酸D、苛性钠溶液
10、能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（）
A、CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水
B、CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀
C、高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2
D、氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀
11、下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是（）
A、CO2→H2CO3B、SiO2→Na2SiO3
C、Na2O→Na2CO3D、SiO2→H2SiO3
课后提升：
第一节无机非金属材料的主角—硅作业1
1．下列物质中主要成分不是二氧化硅的是（）
A．硅胶B．水晶 C．玛瑙 D．硅石
2．NaOH、KOH等碱性溶液可以贮存在下列哪种试剂瓶中（）
A．具有玻璃塞的细口瓶B．具有玻璃塞的广口瓶
C．带滴管的滴瓶D．具有橡胶塞的细口瓶
3．可以用来制取半导体材料（如大规模集成电路）的是（）
A．二氧化硅B．粗硅C．高纯硅D．硅酸盐
4．构成地壳基本骨架的非金属元素的是（）
A．AlB．OC．SiD．C
5．二氧化硅的化学性质很不活泼，几乎所有的酸都不与其反应，但有一种酸能够和二氧化硅发生反应，这种酸是（）
A．浓盐酸B．硫酸C．硝酸D．氢氟酸
6．能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是（ ）
A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2难溶于水
B．CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀
C．高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2
D．氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀
7．二氧化硅属于酸性氧化物，理由是（）
A．Si是非金属元素B．SiO2对应的水化物是可溶性弱酸
C．SiO2与强碱反应生成盐和水D．SiO2不能与酸反应
8．现有硅酸钠、石灰石、二氧化硅三种白色粉末，适用一种试剂进行鉴别，这种试剂是（）
A．烧碱 B．盐酸C．氢氟酸 D．硝酸银溶液
9．以下反应中有一个反应与其他三种反应的类型不同，这个反应是（）
A．过氧化钠跟硫酸溶液反应B．氯气跟氢氧化钾溶液反应
C．硅跟氢氧化钾溶液反应D．硫跟氢氧化钾溶液反应（加热）
10．下列物质中，能够与NaOH溶液反应的是（）
A．碳酸钠B．硅酸钠C．二氧化硅D．氢氧化铝
11．下列物质的变化，不能通过一步化学反应完成的是（）
A．CO2→H2CO3B．SiO2→Na2SiO3C．Na2O2→Na2CO3D．SiO2→H2SiO3
12．在SiO2+3C
SiC+2CO↑反应中，氧化剂和还原剂的质量比为（）
A．36∶30B．60∶36C．2∶1D．1∶2
13．用多种方法鉴别下列两组白色粉末物质（注：
①能够写化学方程式的写出化学反应方程式；②鉴别方法可以不用填满，若序号不够也可以自己再添）。
（1）Na2CO3和SiO2
①；
②；
③；
（2）CaCO3和Na2SiO4
①；
②；
③；
14：
实验室有下列A——F六种试剂，根据它们各自的性质，必须选用合适的试剂瓶盛装，回答各种试剂瓶所装的试剂。
（填试剂的代码字母）
试剂：
A．二氧化硅 B．硝酸银晶体C．氢氧化钠溶液 D．氢氟酸E．浓硫酸 F．氯水
试剂瓶：
（1）细口磨口塞试剂瓶
（2）广口瓶（3）棕色细口磨口塞瓶（4）细口橡皮塞瓶（5）棕色广口瓶（6）细口塑料瓶
（1）____
（2）____（3）___（4）____（5）___（6）____
15、下列各反应中，SiO2表现了不同的作用和性质。
在①～④中选出相应反应。
B．SiO2＋Na2CO3
Na2SiO3＋CO2↑
D．SiO2＋2C
Si（粗硅）＋2CO↑
①酸性氧化物的通性____。
②与挥发性酸酐的盐反应生成挥发性酸酐和硅酸盐____。
③SiO2作为玻璃的成分之一被氢氟酸腐蚀____。
④弱氧化性。
16．用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占有重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用。
例如：
（1）计算机芯片的主要成分是；
（2）光导纤维的主要成分是：
（3）目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是；
（4）用作吸附剂、干燥剂、催化剂或催化剂载体的人造分子筛大多是一类称为的化合物。
第一节无机非金属材料的主角—硅作业2
1．下列不是水玻璃用途的是（）
A．肥皂填料B．木材防火剂C．纸板黏胶剂D．建筑装饰材料
2．下列不属于传统硅酸盐产品的是（）
A．玻璃B．水泥C．光导纤维D．陶瓷
3：
下列属于同种物质的是（）
A．干冰和冰 B．石英和水晶C．玻璃与二氧化硅D．水玻璃和玻璃
4：
根据下列事实：
（1）在醋酸钠中加入磷酸溶液有醋酸气味产生
（2）在无水碳酸钠固体上滴上醋酸会出现气泡
（3）硅酸钠溶液通入CO2气体有白色胶状沉淀产生.判断四种酸的酸性由强到弱的顺序是（）
A、H2SiO3、H2CO3、CH3COOH、H3PO4
B、CH3COOH、H2CO3、H2SiO3、H3PO4
C、H3PO4、H2CO3、CH3COOH、H2SiO3
D、H3PO4、CH3COOH、H2CO3、H2SiO3
5．钢筋混凝土强度大，常常用来建造高楼大厦、桥梁涵洞、高速公路等，在现代社会中发挥着举足轻重的作用，下面是钢筋混凝土的主要成分的是（）
A．水泥、沙子和钢筋B．水泥、沙子、碎石和钢筋
C．水泥、碎石和钢筋D．水泥、沙子和碎石
6．某无色溶液中加入过量盐酸有沉淀产生，过滤后向滤液中加入过量氨水又有沉淀产生，下列溶液中符合此条件的是（）
A．Ag+、Al3+、K+B.SiO32、AlO2、K+C．Ag+、Cu2+、Na+D．Ag+、Ba2+、Na+
7．下列离子方程式，正确的是（）
A．澄清石灰水中通入过量二氧化碳：
Ca2++2OH+CO2===CaCO3↓+H2O
B．碳酸钠溶液中加入二氧化硅：
CO32+SiO2==SiO32+CO2↑
C．二氧化硅与烧碱溶液反应：
SiO2+2OH===SiO32+H2O↑
D．硅酸与烧碱溶液中和：
H2SiO3+2OH===SiO32+2H2O
8：
下列说法中，错误的是（）
A．硅酸是不挥发性酸，它与食盐反应生成氯化氢
B．氢氟酸能和玻璃发生化学反应，所以氢氟酸要存放在塑料瓶中
C．水玻璃有粘性，所以要存放在带橡胶塞的试剂瓶中
D．烧碱液能腐蚀玻璃并生成硅酸钠，所以烧碱液要存放在带橡胶塞的玻璃瓶中
9．下列离子反应方程式书写正确的是（）
A、石灰石与盐酸反应：
CO32-+2H+=H2O+CO2↑
B、往硅酸钠水溶液中滴加稀盐酸：
SiO32-+2H++H2O=H4SiO4↓
C、单晶硅与苛性钾溶液反应：
Si+2OH-=SiO32-+H2↑
D、往碳酸氢钠溶液中加硫酸氢钠溶液：
HCO3-+H+=H2O+CO2↑
10．有下列几个变化：
①Na2CO3→Na2SiO3， ②CuSO4→CuCl2，③SiO2→H2SiO3， ④CuO→Cu（OH）2，⑤Ca3（PO4）2→Ca（H2PO4）2，其中不可能通过一步反应能实现的（）
A．①②⑤ B．②③④⑤C．③④ D．②④
11：
下列各组离子在水溶液中能大量共存的是（）
A、K+、CO32-、Cl-、H+B、K+、SiO32-、Na+、NO3-
C、Na+、SiO32-、H+、SiO42-D、Ca2+、HCO3-、Na+、OH-
12：
有关高温结构陶瓷和光导纤维的说法正确的是（）
A．高温结构陶瓷弥补了金属材料的弱点，但是硬度却远远低于金属材料
B．氮化硅陶器是一种重要的结构材料，具有超硬性，它不与任何无机酸反应
C．光导纤维是一种能高质基传导光的玻璃纤维
D．光导纤维的抗干扰性能好，不发生电辐射，通讯质量高，能防窃听
13：
A、B、C、D、E五种物质的关系如表试回答：
1．写出A～E五种物质的化学式：
A______，B______，C______，D______，E_______。
2．写出有关反应的化学方程式。
14.有一天然透明晶体A是高熔点，高硬度的物质，A在纯氧中不能燃烧，但在高温时既能和石灰石，又能和纯碱反应都放出气体B，A虽不能溶于强酸，但却能溶于氢氟酸，并生成气体C，A和烧碱溶液反应生成D的水溶液，当气体B通入溶液中去，能生成不稳定的白色胶状沉淀E，在干燥的空气中，E失去部分水，得到白色粉末F，F加热后重新生成A。
（1）试推断出A、B、C、D、E、F各是什么物质？
写出其化学式。
（2）写出有关反应的化学方程式。
15.有可能含有Na2CO3、CuCl2、Na2SiO3、NaCl中某几种物质的混合物，混合物能溶于水并得无色透明溶液。
向溶液中加入过量盐酸，产生无色气体和沉淀。
再加入过量的NaOH溶液，沉淀全部消失。
试判断原混合物中肯定有______；肯定无______；可能有______。
第二节富集在海水中的元素—氯
课前预习：
一、氯气
1.物理性质：
氯气是一种______色，有______气味的______的气体，______（溶解性），比空气____，能液化，液态氯气常称为_______________。
在自然界中氯元素以______态存在，主要是______________。
2.化学性质
①与金属反应。
完成下列化学反应方程式并回答有关问题：
和Na_____________________，氧化剂：
________，还原剂：
___________；
和Cu____________________________，反应基本类型：
_______________
和Fe_____________________，比较Cl2和HCl的氧化性______>______。
②与非金属反应。
完成下列化学反应方程式并回答有关问题：
和H2_______________，现象（纯的氢气在氯气中燃烧）:
________________________；
现象（氢气和氯气混合点燃或光照）:
______________________。
③与水反应。
反应方程式_________________，
此反应中氧化剂是_____，还原剂是____。
HClO的特性：
a．弱酸性（电离方程式）______________________，（酸性比碳酸还弱）
b．不稳定性（光照条件）________________________________________，
c．强氧化性（作用）：
__________，__________
④与碱反应：
和NaOH反应的方程式为_________________________，
此反应中氧化剂是______，还原剂是________。
实验室利用这个反应来吸收多余的氯气。
工业上制取漂白粉的反应方程式为______________________________，漂白粉的主要成分是______和______，而有效成分是_____________。
漂白粉是一种混合物。
漂白粉具有消毒、杀菌、漂白作用，主要原因是漂白粉溶于水中可生成HClO，方程式为：
Ca（ClO）2+H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO
这个反应属什么基本反应类型_______________。
⑤置换反应。
完成下列化学反应方程式并回答有关问题：
氯水滴入碘化钾溶液中______________________，
氯气是一种强氧化剂，还可和许多还原性物质反应。
完成化学反应方程式并回答有问题：
氯气通入FeCl2溶液中____________________________，基本反应类型是_________；
二、氯离子（Cl-）的检验：
在用AgNO3溶液检验时，一般先在被检测溶液中滴加少量_____________使其酸化，以排除干扰离子。
课内练习：
1．下列氯化物中，不能直接用金属与氯气反应制得的是（）
A．CuCl2B．MgCl2C．FeCl2D．NaCl
2．检验氯化氢气体是否混有氯气，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AgNO3溶液D．用湿润的淀粉碘化钾试纸
3．下列物质属于纯净物的是（）
A．氯水B．盐酸C．液氯D．漂粉精
4．常用氯气给自来水消毒。
若用自来水配制下列物质溶液，不会产生明显变质的是（）
A．石蕊试剂B．硝酸银C．亚硫酸钠D．氯化铝
5．用MnO2和浓盐酸制Cl2，当有4molHCl被氧化时，生成的Cl2在标况下的体积（）
A．22．4LB．11．2LC．44．8LD．89．6L
6．在常温常压下，将盛满Cl2的一支试管倒立在水槽中，当日光照射一段时间至不再反应为止，试管中最后残留的气体约占整个试管体积的（）
A．1/2B．1/3C．2/3D．1/4
7．下列反应的离子方程式书写不正确的是（）
A．向漂白精溶液中通入过量二氧化碳：
ClO-+H2O+CO2==HClO+HCO3-
△
B．氯气与水反应：
Cl2+H2O==2H++Cl-+ClO-
C．二氧化锰与浓盐酸反应：
MnO2+4H++4Cl-===Mn2++2H2O+2Cl2↑
D．碳酸钙粉末与盐酸反应：
CaCO3+2H+==Ca2++CO2↑+H2O
8．1mol某元素的单质直接与氯气反应后，质量增加了71g，这种元素是（）
A．NaB．MgC．FeD．Cu
9．工业上储存氯气有两种方法，一是将Cl2液化，储存于钢瓶中；二是用强碱将Cl2吸收，制成固体，可长期保存，需用Cl2时，加入H2SO4可使Cl2释放出来。
⑴写出用NaOH吸收Cl2的离子反应方程式______________________________
⑵写出释放Cl2的离子反应方程式______________________________
10．已知Cl2＋H2O＝HCl＋HClO。
为了探究HClO的漂白性，某同学设计了如下的实验。
（1）通入Cl2后，从集气瓶A中干燥的红色布条的现象可得出的结_______________；
从集气瓶B中湿润的红色布条的现象可得出的结论_______________________。
（2）为了确证是HClO使湿润的红色布条褪色，你认为还应增加的实验是______________
11．将KCl和KBr的混合物3．87g溶于水配成溶液，向溶液中加入足量的AgNO3溶液，得到6．63g沉淀，则混合物中含K元素的质量分数约为多少？
课后练习：
第二节富集在海水中的元素——氯作业1
1.下列物质中，含有氯分子的混合物是（）
A．液氯 B．盐酸C．次氯酸 D．氯水
2.下列说法正确的是（）
ACl-比Cl（原子）稳定B液氯能导电
C新制氯水的成分为Cl2和H2OD新制的浓氯水呈无色
3．海水中含量最多的离子是（）
A．钠离子B．氯离子C．钙离子D．镁离子
4．关于氯气的叙述中，下列正确的是（）
A．氯气是一种黄绿色、有毒的气体
B．氯气在自然界中既可以以化合态存在，也可以以游离态存在
C．氯气不能溶解于水，所以可用排水法收集氯气
D．氯气、氯水、液氯是同一种物质，只是状态不同，都属于纯净物
5．下列物质中，不能使有色布条褪色的是（）
A．Cl2B．氯水
C．NaClO溶液D．Na2O2与水反应后的溶液
6．下列关于对燃烧现象的认识中，不正确的是（）
A．燃烧一定是氧化还原反应B．燃烧一定发光放热
C．燃烧一定是化学反应D．燃烧一定有氧气参与
7．下列物质中不会因见光而分解的是（）
A．HNO3B．AgNO3C．HClOD．NaHCO3
8．下列氯化物中，不能通过单质之间直接制取的是（）
A．FeCl2B．FeCl3C．CuClD．CuCl2
9．自来水可以用氯气消毒。
如果实验室中临时没有蒸馏水，可以用自来水配制某些急需的药品，但有些药品若用自来水配制，则明显会导致药品变质。
下列哪些药品不能用自来水配制（）
A．Na2SO4B．NaClC．AgNO3D．AlCl3
10.饱和氯水长期放置后，下列粒子在溶液中不减少的是（）
A．Cl2 B．HClOC．Cl- D．H2O
11.0.9g某元素的单质直接跟氯气反应后，质量增加了3.55g，这种元素是（）
A．P B．MgC．Al D．Fe
12.下列物质中含有自由移动的Cl-是（）
A．KClO3溶液 B．KCl溶液C．液态HCl D．熔化的NaCl
13.湿润的蓝色石蕊试纸接触Cl2后，其颜色变化为（）
A变红B先变红后变白C变白D不变
14.在密闭容器中盛有H2、O2、Cl2的混合气,用电火花使三种气体恰好完全反应，冷却至室温得液态产物，溶质的质量分数为25.3%，则容器内H2、O2、Cl2的体积比为（）
A6:
3:
1B9:
6:
1C26:
192:
71D13:
6:
1
15.按照HCl、（）、Ca（ClO）2、Cl2O5、HClO4的排列规律，选出一种适当的物质填入括号（）
A．NaCl B．NaClOC．Cl2O7 D．Cl2
16.氯气常用于生活用水的杀菌，
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