化学必修1第四章.docx
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化学必修1第四章
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（第一课时）
【自主探究】
1、硅在地壳中的含量仅次于，为，硅的和构成了地壳中大部分的、和。
约占地壳质量的以上。
硅在元素周期表第族，原子结构示意图为。
在化学反应中原子既不易又不易电子，主要形成化合物。
硅是一种元素，主要以及形式存在。
2、二氧化硅
（1）SiO2是硅最重要的，天然二氧化硅称为，约占地壳的，存在状态有和。
（2）石英晶体是结晶的，具有不同的和。
石英中无色透明的晶体叫，具有彩色环带状或层状的称。
SiO2是原子晶体，是网状结构。
二氧化硅可用来做；石英可用来做石英钟、石英表，耐高温的；水晶可以用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器、工艺品、眼镜片等，含有有色杂质的石英，还可用于制造精密仪器，耐磨器皿和装饰品等。
（3）SiO2的物理性质是是一种坚硬难熔的固体，不溶于水。
（4）二氧化硅（SiO2）和二氧化碳（CO2）化学性质比较
物质
二氧化硅（SiO2）
二氧化碳（CO2）
与水反应
与酸反应
与碱反应
与碱性氧化物反应
氧化硅能与成相应的盐和水，是一种氧化物，它不能溶于水得到相应的酸——硅酸。
酸性氧化物一般不与酸发生化学反应，而二氧化硅却能与发生反应，这也是工业上用雕刻玻璃的反应原理。
二氧化硅的主要化学性质：
不溶于水的性氧化物，能与反应
1、酸性氧化物：
SiO2+2NaOH=SiO2+CaO===
2、特殊性：
SiO2＋HF＝
3、硅酸
（1）硅酸是一种比碳酸还要的酸，溶解度，硅酸是通过可溶性
与其他酸反应制得，Na2SiO3＋H2SO4—。
生成的H2SiO3形成
（2）硅胶，吸附能力强。
常用作实验室、、的。
也可做。
【合作探究】
已知玻璃中含有SiO2，而硅酸钠又是一种粘合剂，回答为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？
【达标检测】
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
【学习札记】
第一节无机非金属材料的主角—硅（第二课时）
［演示实验］取两根一样的干燥布条（其中一根在硅酸钠溶液中浸过）在火焰上燃烧。
实验
现象
点燃晾干蒸馏水的布条
点燃晾干的硅酸钠布条
两根布条燃烧的情况一样吗？
现象有何不同？
【自主探究】
二、硅酸盐
1、硅酸盐是由硅、氧和组成的的总称。
一般不溶于，稳定性。
2、常用的硅酸盐是，其水溶液称为，可用作、及。
3、硅酸盐岩石长期在的侵蚀下，风化为，形成的一般带电，能吸收、等营养离子而保证了。
4、硅酸盐主要产品、、。
5、SiC（俗称金刚砂），具有的结构，很大，可用作、的磨料，
［阅读］新型陶瓷：
结构陶瓷、超导陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、生物陶瓷。
三、硅单质
1、硅单质有和两种。
晶体硅的结构类似是带有的固体。
、、常温下化学性质。
2、硅在元素周期表中处于与的，是一种，是良好的材料。
3、20世纪中叶开始，硅成了信息技术的，半导体晶体管及芯片的出现，促成了的革命。
4、利用高纯硅的半导体性能，可以制成，将光能转换为。
光电池可作、、、等动力。
【合作探究】
如果Na2SiO3可以写成氧化物的形式：
Na2O·SiO2，如何表示用氧化物的形式下列硅酸盐：
高岭石：
Al2（Si2O5）（OH）4以氧化物形式表示为（）
钠长石：
NaAlSi3Oaa为（），若以氧化物形式表示为（）
【达标检测】
1.下列物质中属于纯净物的是
A.Na2CO3·10H2O B.水泥 C.纯净的盐酸 D.普通玻璃
2.下列叙述正确的是
A.酸均不能与酸性氧化物反应
B.玻璃、陶瓷、水泥容器都不能贮存氢氟酸
C.石灰抹墙、水泥砌墙过程的硬化原理相同
D.石灰窑、玻璃熔炉出来的气体主要成分相同
3.下列物质有固定熔点的是（）
A.水泥 B.玻璃 C.Na2O·SiO2 D.水玻璃
4．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
5．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
6.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
【学习札记】
第二节富集在海水中的元素—氯（第一课时）
【自主探究】
1、食盐中的氯元秦是最重要的主要以的形式存在于或的中。
2、氯元素位于元素周期表第族，原子结构示意图为
在化学反应中氯很容易得一个电子变成，表现出典型的性，氯在自然界中以存在。
3、氯气的物理性质：
氯气（Cl2）分子是由2个氯原子构成的双原子分子。
在通常情况下，氯气呈。
在压强为101kPa、温度为-34.6℃，氯气液化成。
将温度继续冷却到-101℃时，液氯变成。
4、氯气的化学性质
氯气是很活泼的，它具有较强的，能与多种
和直接化合，还能与、等化合物起反应。
（1）氯气跟金属反应
Na＋Cl2—Fe＋Cl2-Cu＋Cl2
（2）H2在Cl2中燃烧
现象：
化学方程式：
（3）与水反应
氯气溶解于水，在常温下，1体积水约溶解体积的氯气。
氯气的水溶液叫，氯水因溶有氯气而呈色。
溶解的氯气能够与水起反应，生成和。
化学方程式：
H2O＋Cl2—
次氯酸是一种很的酸，不稳定，容易分解放出。
当氯水受到日光照射时，次氯酸的分解速率加快（如图）。
请配平反应式：
HClO
由于HClO的分解，使Cl2和水逐渐反应，直至氯水失效，因此氯水要现用现制，保存在试剂瓶中。
注意：
a．氯气溶于水得到氯水，其中只有少量Cl2和水反应，因此氯水中主要溶质是Cl2。
b．氯水的成分：
氯水是混合物而液氯是纯净物（Cl2）
【合作探究】
1.燃烧是否一定要有氧气参加?
比较铁、硫、碳等在氧气中的燃烧,以及铜、钠等在氯气中的燃烧，找出共同的特点并由此推论什么叫燃烧。
2.液氯和氯水是不是一回事?
液氯
氯水
类别
成分
能否使干燥布条褪色
【达标检测】
1、下列关于氯的说法正确的是（）
A、液氯和氯水是同一物质B、氯水久置后酸性将减弱
C、新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色D、光照氯水有气泡逸出，该气体为Cl2
2、标况下的H2、Cl2混合气体aL，经光照充分反应后，所得气体恰好使溶液中bmolNaOH完全转化为盐，则a、b关系不可能为（）
A、b=a/22.4B、b＜a/22.4C、b＞a/22.4D、b≥a/11.2
3、0.2mol某元素的单质与氯气反应，质量增加21.3g，这中元素是（）
A、PB、NaC、MgD、Al
4、氯化碘（HCl）的化学性质跟Cl2相似，此反应是非氧化还原反应，它和H2O反应最初生成物是（）
A、HI和HClOB、HCl和HIOC、HClO和HIOD、HClO和HIO
【学习札记】
第二节富集在海水中的元素——氯（第二课时）
【自主探究】
（4）与碱反应
Cl2+NaOH---
Cl2+Ca（OH）---
①工业上制漂白粉,是以______和______为原料。
漂白粉主要成分_______，有效成分_______,是_____物。
（填纯净或混合）
②漂白粉本身______漂白性。
若要使其具有漂白性，必须使ClO-转为具有强氧化性的______。
因此，必须提供______性（填酸、碱、中）环境。
Ca（ClO）2+HCl——
Ca（ClO）2+H2O+CO2——
酸性：
H2CO3HClO（填＞＝＜）
比较次氯酸、过氧化钠、活性炭的漂白作用
物质
漂白原理
HClO
Na2O2
活性炭
氯气的主要用途：
（1）消毒
（2）化学工业的（3）SiCl4、SeCl4、
TiCl4是制取、、的重要中间物质。
在有机化学工业中，是造、、、、、
、和的重要原料。
[实验探究]氯离子的检验
加入AgNO3后
加入稀HNO3后
稀盐酸
NaCl溶液
Na2CO3溶液
自来水
蒸馏水
【合作探究】
1.如何保存漂白粉?
为什么?
【达标检测】
1．用氯气制漂白粉的主要目的是（）
A．提高氯的质量分数B．增强漂白能力
C．转变为很易溶于水的物质D．转变为较稳定，便于贮存的物质
2．有关氯气跟氢氧化钠溶液反应的正确说法是（）
A．反应前后只有氯元素化合价有改变B．反应中Cl2是氧化剂，NaOH是还原剂
C．反应的离子方程式为Cl2+2OH-==Cl-+ClO-+H2OD．此反应属于复分解反应
3．浓盐酸和次氯酸钙能发生下列反应：
Ca（ClO）2+4HCl（浓）=CaCl2+2Cl2↑+2H2O
用贮存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的氯气中，可能含有的杂质气体是（）
①CO2②HCl③H2O（气）④O2
A．①②③ B．②③④C．②③ D．①④
4．试预测下列哪些物质不具备漂白性（）
A．Na2OB．Na2O2C．HClOD．NaClO
5．为了分离碘化钾和碘的混合物，可采用的实验方法有（）
A．加水后过滤把碘化钾和碘分离B．加汽油进行萃取，再进行分液分离
C．加热充分后经冷却而分离D．加适量氯水和CCl4经振荡、静置再分液
【学习札记】
第二节富集在海水中的元素——氯（第二课时）
【自主探究】
（4）与碱反应
Cl2+NaOH---Cl2+Ca（OH）---
①工业上制漂白粉,是以______和______为原料。
漂白粉主要成分_______，有效成分_______,是_____物。
（填纯净或混合）
②漂白粉本身______漂白性。
若要使其具有漂白性，必须使ClO-转为具有强氧化性的______。
因此，必须提供______性（填酸、碱、中）环境。
Ca（ClO）2+HCl——Ca（ClO）2+H2O+CO2——
酸性：
H2CO3HClO（填＞＝＜）
比较次氯酸、过氧化钠、活性炭的漂白作用
物质
漂白原理
HClO
Na2O2
活性炭
氯气的主要用途：
（1）消毒
（2）化学工业的（3）SiCl4、SeCl4、
TiCl4是制取、、的重要中间物质。
在有机化学工业中，是造、、、、、
、和的重要原料。
[实验探究]氯离子的检验
实验现象（写出反应的方程式）
加入AgNO3后
加入稀HNO3后
稀盐酸
NaCl溶液
Na2CO3溶液
自来水
蒸馏水
【合作探究】
如何保存漂白粉?
为什么?
【达标检测】
1．用氯气制漂白粉的主要目的是（）
A．提高氯的质量分数B．增强漂白能力
C．转变为很易溶于水的物质D．转变为较稳定，便于贮存的物质
2．有关氯气跟氢氧化钠溶液反应的正确说法是（）
A．反应前后只有氯元素化合价有改变B．反应中Cl2是氧化剂，NaOH是还原剂
C．反应的离子方程式为Cl2+2OH-==Cl-+ClO-+H2OD．此反应属于复分解反应
3．浓盐酸和次氯酸钙能发生下列反应：
Ca（ClO）2+4HCl（浓）=CaCl2+2Cl2↑+2H2O
用贮存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的氯气中，可能含有的杂质气体是（）
①CO2②HCl③H2O（气）④O2
A．①②③ B．②③④C．②③ D．①④
4．试预测下列哪些物质不具备漂白性（）
A．Na2OB．Na2O2C．HClOD．NaClO
5．为了分离碘化钾和碘的混合物，可采用的实验方法有（）
A．加水后过滤把碘化钾和碘分离B．加汽油进行萃取，再进行分液分离
C．加热充分后经冷却而分离D．加适量氯水和CCl4经振荡、静置再分液
【学习札记】
第三节硫和氮的氧化物（第一课时）
【自主探究】
一、二氧化硫
1、硫是一种色粉末，在空气中燃烧生成S+O2=
2、二氧化硫是一种色、有的气体，密度比空气、溶于水。
3、实验4—7填表
实验
现象
把有SO2的试管倒立水中
用PH试纸测试酸碱度
在试管中滴入品红溶液
加热试管中的溶液
结论
4、SO2集四性于一身（酸酐的通性、氧化性、性、性）
SO2具有酸酐的通性：
①与水反应——实验：
二氧化硫溶于水实验
二氧化硫水溶液呈红色——溶液呈酸性：
SO2＋H2O
SO2与足量或少量NaOH溶液反应的方程式：
SO2通入澄清石灰水变浑浊，继续通SO2，又变澄清。
写出化学方程式：
与碱性氧化物的作用：
SO2+Na2O
②二氧化硫氧化性与还原性
分析二氧化硫中硫元素的化合价：
＋4，可以升高，也可以降低，表现氧化与还原两重性。
表现还原性化学方程式:
【合作探究】
所学的漂白剂及其漂白原理
漂白剂
漂白原理
活性炭
HClOO3H2O2
SO2
氯水与二氧化硫漂白性的比较
氯水
二氧化硫
原理
实质
效果
范围
【达标检测】
1．下列污染现象主要与SO2有关的是（）
A．臭氧空洞B．酸雨C．光化学烟雾D．温室效应
2.既能使石蕊试液变红，又能使品红试液变为无色，还能使溴水褪色的是（）
A.Cl2B.H2SC.SO2D.CO
3.检验SO2气体中是否混有CO2气体，可采用的方法是
A.通过品红溶液B.通过澄清石灰水
C.先通过NaOH溶液，再通过澄清石灰水D.先通过酸性KMnO4，再通过澄清石灰水
4．SO2和Cl2都具漂白作用，若将等物质的量的这两种气体，同时作用于潮湿的有色物质，此时可观察到有色物质
A.立刻褪色B.慢慢褪色C.先褪色后复原D.颜色不褪
5．把SO2通入下列各组物质的混合溶液中，肯定有白色沉淀生成的是 （）
A．Ba（NO3）2，HCl B．BaCl2，NaClC．NH3·H2O，CaCl2D．MgCl2，（NH4）2SO4
【学习札记】
第3节硫和氮的氧化物（第二课时）
【自主探究】
1、氮气占空气体积的。
在放电条伴下跟氧气化合生成
NO直接跟化合生成化学方程式：
2、二氧化氮跟水反应：
二氧化氮物理性质：
色气味气体，密度比空气，易，易。
二氧化氮被水吸收的实验
实验步骤
实验现象
解释（或化学方程式）
把试管倒立在水中振荡
3NO2+H2O=2HNO3+NO
用姆指堵住试管口拿出松开一会又堵住
气体又变成红色
又把试管倒立在水中振荡
【合作探究】
1.要让二氧化氮全被水吸收，显然必须通入适量的氧气，请写出相应的化学反应方程式：
若参加反应的为NO呢？
2.NO2是否时硝酸的酸酐？
说明理由。
填表：
氧化物
N2O
NO
N2O3
NO2
N2O4
N2O5
化合价
是否酸酐
3.在新疆与青海交界处有一山谷，人称“魔鬼谷”。
经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。
然而谷内却是牧草茂盛，四季常青。
这是为什么？
【达标检测】
1．实验室中制取的下列气体中，可以用排空气法收集的是（）
A．N2B．SO2C．COD．NO
2．在一定条件下，将充满NO2和O2的试管倒立于水槽中，充分反应后，剩余气体体积为原混合气体的
，由原混合气体中NO2和O2的体积比是（）
A．8：
1B．7：
3C．7：
1D．4：
1
4．由NO2被水吸收的反应中，发生还原反应和发生氧化反应的物质其质量比为（）
A．3：
1B．1：
3C．1：
2D．2：
1
5．将盛有12mLNO2和O2混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2mL无色气体，则原混合气体中O2的体积是（ ）
A．1.2mL B．2.4mL C．3.6mL D．4mL
6．下列气体溶解于水，没有发生氧化还原反应的是（）
A．SO2溶解于水B．NO2溶解于水C．CO2溶解于水D．Cl2溶解于水
7
．如图所示，试管中盛装的是红棕色气体（可能是混合物），当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，原来试管中盛装的可能是什么气体（）
A．可能是N2与NO2的混和气体B．可能是O2与NO2的混和气体
C．可能是NO与NO2的混和气体D．只可能是NO2一种气体
【学习札记】
硫和氮的氧化物（第三课时）
【自主探究】
三、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染
1、二氧化硫和为大气的主要污染物，能直接危害人体健康，引起
疾病，严重时会使人死亡。
煤和石油中含杂质硫，在燃烧中将排放酸性气体；燃烧产生的高温尚能促使助燃的空气发生部分化学变化，氧气与氮气化合，也排放酸性气体NOx。
它们在高空中为雨雪冲刷，溶解，溶于水后会形成溶液，随雨水下来会形成，PH值7。
酸雨：
pH值小于的雨水叫酸雨。
[投影]酸雨的形成图片
图表1
[练习]根据图片写出形成酸雨的化学方程式。
2、酸雨的主要危害是
。
3、二氧化硫和二氧化氮都是有用的，二氧化硫在一定条件下可被氧化成
、方程式是，三氧化硫与水反应的方程式是
4、防止酸雨的主要措施有
（1）
（2）
（3）
【合作探究】
二氧化硫及二氧化氮在工业中有哪些应用？
【达标检测】
1.将下列污染原因与结果用线连接起来
氟里昂等排放物酸雨
砍伐森林土壤和水污染
核污染放射病和癌症发病率增加
汽车、燃煤排放二氧化硫等臭氧层破坏
大量使用农药土壤沙漠化
SO2、NO2是大气污染的主要污染物，请解答1－2题
2．紫外线照射下，能产生光化学烟雾的是（）
A．COB．CO2C．SO2D．NO2
3．下列所述情况可能引起水污染的是（）
①城市生活污水的任意排放。
②农业生产中农药，化肥使用不当。
③海上油轮石油泄漏。
④工业生产中废液、废渣、废气的排放。
A．只有①② B．只有①④C．只有②④ D．①②③④
4.减少酸雨的产生，下列方法中，你认为可取的是：
①少用煤作燃料②把烟囱造高③燃料脱硫④在已酸化的土壤中加石灰⑤开发新能源
A、①②③B、②③④⑤C、①③⑤D、①③④⑤
【学习札记】
第4节氨硝酸硫酸（第一课时）
【自主探究】
一、氨：
色气味气体，密度空气溶于水，且溶解速度。
常温下，1体积水大约可溶解体积氨气。
氨的水溶液叫做。
氨液化（液态的氨称为）液化时热。
液氨汽化时要的量的热，使周围温度急剧，因此，氨常用作氨的化学性质。
1、与水反应
氨溶于水后大部分与水反应，方程式为:
（能形成喷泉）
由于形成NH3.H2O的过程是的，NH3.H2O也可分解生成和，因此氨水常温下闻到有刺激性气味，加热时更易分解，化学方程式为：
分子结合生成一水合氨（NH3.H2O）,而NH3.H2O只有一小部分（约1%）电离出和，电离方程式为，所以溶液中NH3.H2O的浓度较，而NH4+和OH-的浓度较，且氨水呈性，加入酚酞试液变氨水中含有的分子有离子有，但通常把NH3做溶质，水做溶剂。
注意：
氨水的密度比水的要小，且浓度越大密度越小。
2、与酸的反应（表现碱性）
NH3+HCl—（产生大量白烟）
a、可用浓盐酸检验氨气；b、氨气与挥发性酸反应有白烟生成，遇难挥发性酸无此现象
NH3+HNO3—NH3+H2SO4—
3、盐+NH3·H2O——碱+盐（两者发生复分解反应）：
NH3·H2O+MgCl2====NH3·H2O+Al2（SO4）====（制取Al（OH）3）
4、与氧气反应（表现还原性）（工业上制硝酸的基础）
二、氨气的制法：
1、工业制法：
2、实验室制法：
原理：
①加热铵盐（如NH4Cl）和碱【Ca（OH）2】的混合物，
加热
化学方程式
装置：
固+固气体（与制氧气的装置相同）
收集：
只能用向下排空气法
干燥：
用碱石灰或生石灰在干燥管或U形管中干燥
检验：
.NH3其他制备方法：
加热浓氨水，或者向氨水中加入固体氢氧化钠、氧化钙
氨气的用途：
重要的，是工业，工业及制造、和的原料。
三、铵盐
1、铵盐的物理性质
由铵根（NH4+）和酸根构成的化合物，铵盐都是白色或无色晶体，都溶于水
2、铵盐的化学性质（铵盐受热易分解）
NH4Cl====NH3↑+HCl↑（NH3+HCl=NH4Cl）NH4HCO3====NH3↑+H2O+CO2↑
NH4Cl的分解类似碘升华，但两者变化的本质是不同的，前者是变化，后者是变化
【合作探究】
在氨的喷泉实验中，烧瓶内溶液物质的量浓度是多少？
（假设实验是在标准状况下进行）
液氨与氨水的区别
液氨
氨水
形成
物质分类
微粒种类
存在条件
常温常压下存在
常温常压下存在
【学习札记】
硫酸、硝酸和氨（第二课时）
【自主探究】
1、浓硫酸极易溶于水，能与水溶，溶解时大量热，因此稀释浓硫酸时，一定要。
2、浓硫酸的强氧化性
由于浓H2SO4有强氧化性，可使某些金属如Fe、Al等表面因生成一层，阻止继续跟浓H2SO4反应，这种现象称为“”。
正因为如此，常温时，常把浓H2SO4存放在。
但若，（“钝化”并非不反应，是因氧化而钝化）则会反应。
条件下，浓H2SO4可氧化绝大多数金属（Au、Pt等除外），但不产生。
3、在Cu＋2H2SO4加热CuSO4＋2H2O+SO2↑中，被氧化，
元素被还原，氧化剂是，还原剂是，氧化产物是，还原产物是。
浓、稀H2SO4的粒子组成及氧化性
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