非金属及其化合物讲义二.docx

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非金属及其化合物讲义二

非金属及其化合物讲义二

一、无机非金属材料----硅

（一）硅

1.存在：

自然界中仅有态存在，地壳里硅的含量居第位。

2.晶体结构：

晶体硅与金刚石结构相似：

属于晶体，该晶体中每个硅原子以键与个硅原子相连构成一个小正四面体，以此为单元向空间无限延伸构成空间网状结构。

由于，晶体硅的熔沸点或硬度均低于或小于金刚石。

3.物理性质：

【例】下列物质：

①H3O+②晶体硅③金刚石④CH4⑤NH4+⑥CHCl3⑦NH3，其中晶

体或分子的空间结构均不属于正四面体的是（）

A.①③⑤B.②④⑥C.①⑥⑦D.①⑤⑦

4.化学性质：

（完成下列方程式）

常温下（F2、HF和强碱）

加热或高温下（O2、Cl2反应）

5.工业制备：

思考与交流：

硅和铝有哪些相同点、不同点？

（二）二氧化硅

1.二氧化硅的晶体结构

在SiO2晶体中一个Si原子跟四个O原子形成个共价键，即每1个Si原子周围结合个O原子，同时每个O原子跟个Si原子相结合。

二氧化硅晶体中Si原子与O原子以的比率组成立体网状结构的原子晶体。

晶体中1个Si原子与周围的4个O原子形成结构

2.物理性质：

3.化学性质：

a.弱氧化性：

b.具有酸性氧化物的通性：

c.与酸反应：

SiO2+HF---

4.用途：

_______________________________________________

例11.下列说法正确的是（）

A．二氧化硅溶于水显酸性，所以二氧化硅属于酸性氧化物

B．二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸

C．二氧化碳通入水玻璃可能得到原硅酸

D．因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以硅酸的酸性比碳酸强

（三）硅酸、原硅酸

1.硅酸（H2SiO3）、原硅酸（H4SiO4）的性质：

2.硅酸（H2SiO3）的制备：

高考资源网

（四）硅酸盐

1.硅酸钠水溶液叫水玻璃。

在空气中会变质，反应式为：

。

2.硅酸盐氧化物表示法：

金属氧化物·SiO2·H2O

硅酸钠（Na2SiO3）可表示为：

；正长石（KAlSi3O8）可表示为：

。

高岭石［Al2（Si2O5）（OH）4］可表示为：

；

3.硅酸盐的用途：

a.土壤保肥b.硅酸盐产品：

硅酸盐产品

主要原料

设备

反应原理

主要成分

特性

水泥

玻璃

陶瓷

不作要求

不作要求

例12.不能用磨口玻璃瓶贮存的一组物质是（）

A．溴水氯水碘水B．氢溴酸盐酸氢硫酸

C．浓硫酸浓硝酸浓盐酸D．NaOH溶液Na2CO3溶液水玻璃

二、氯及化合物

（一）氯气

1.氯原子结构示意图：

核外电子排布式：

在周期表中位置：

2.氯气性质

（1）物理性质：

（2）化学性质：

（完成下列方程式）

与非金属的反应（在氢气中燃烧）

与金属的反应（Fe、Cu）

与水的反应

与碱的反应（NaOH、Ca（OH）2）

与盐的反应（Na2SO3、FeCl2、NaBr）

3.制备及应用

工业制法：

（电解饱和食盐水）

实验室制法：

（浓盐酸与二氧化锰加热）

【例1】：

（1）现有一瓶饱和氯水倒扣于水槽中，当日光照射到盛有氯水的装置时，可观察到平底烧瓶内有气泡产生，放置一段时间后，溶液颜色变浅，产生上述现象的原因是（请用相关的反应方程式和简要文字说明）。

（2）在氯水中存在多种分子和离子，也可以通过实验的方法加以确定。

下列说法错误的是（）

A．加入含有NaOH的酚酞试液，红色褪去，说明有H＋离子存在

B．加入有色布条后，有色布条褪色，说明有HClO分子存在

C．氯水呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明有C12分子存在

D．加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀，说明有Cl—离子存在

二）氯的化合物（HCl、HClO）

1.盐酸：

物理性质：

化学性质：

（具备酸的通性）

能使指示剂变色：

与活泼金属反应：

与碱反应：

与盐反应：

2.次氯酸及次氯酸盐（HClO）

性质：

弱酸性（用方程式解释）：

不稳定性（用方程式解释）：

强氧化性（漂白性）：

例3.已知在热的碱性溶液中，NaClO发生如下反应：

3NaClO→2NaCl+NaClO3。

在相同条件下NaClO2也能发生类似的反应，其最终产物是（）

A．NaCl、NaClOB．NaCl、NaClO3

C．NaClO、NaClO3D．NaClO3、NaClO4

【变式训练2】氯胺（NH2Cl）在中性或酸性条件下是一种有效的强力消毒剂，据此判断，氯胺在水溶液中因水解产生的物质是（）

A．HClO和HClB．NH4C1和HClC．NH4Cl和HClOD．NH4Cl和HClO3

二、硫及化合物

（一）硫

1.硫原子结构示意图：

核外电子排布式：

在周期表中位置：

2.硫性质

（1）物理性质：

（2）化学性质：

（完成下列方程式）

与非金属的反应（在氧气、氢气中燃烧）

与金属的反应（Fe、Cu）

与碱的反应（热NaOH、Ca（OH）2）

（二）硫的化合物

1、硫的氧化物（SO2、SO3）

SO2的性质：

（1）物理性质：

（2）化学性质：

与氧气的反应

与水的反应

与H2S的反应

与Cl2和H2O的反应

与氢氧化钠的反应

漂白性（注意与Cl2漂白性的区别）

SO3的性质：

（1）物理性质：

（2）化学性质：

与水的反应

与氢氧化钠的反应

2、硫酸

浓硫酸的性质：

（1）物理性质：

（2）化学性质：

吸水性（实验）

脱水性（实验）

强氧化性（实验）（与C的反应、与Cu的反应）

浓硫酸的制备：

三设备：

三阶段：

三原理：

例4：

不论以何种比例混合，将甲和乙两种混合气体同时通入过量的丙溶液中，一定能产生沉淀的组合是

序号

甲

乙

丙

①

CO2

SO2

石灰水

②

HCl

CO2

石灰水

③

CO2

SO2

Ba（NO3）2

④

NO2

SO2

BaCl2

⑤

CO2

NH3

CaCl2

A．②③④B．②③④⑤

C．①②④D．①②③④

【变式训练3】在①H2S②SO2③CO④Cl2⑤HI⑥CO2六种气体中，属于酸酐的是_______；能使品红溶液褪色的是_______；通入石蕊试液先变红后褪色的是_______，只变红不褪色的是_______；能使碘化钾淀粉试纸变蓝的是_______；能与溴水反应的是_______。

（填序号）

例5.以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下：

（1）将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整

4+11O2

2Fe2O3+8SO2

（2）接触室中发生反应的化学方程式是。

（3）依据工艺流程图判断下列说法正确的是（选填序号字母）。

a．为使黄铁矿充分燃烧，需将其粉碎

b．过量空气能提高SO2的转化率

c．使用催化剂能提高SO2的反应速率和转化率

d．沸腾炉排出的矿渣可供炼铁

（4）每160gSO3气体与H2O化合放出260.6kJ的热量，该反应的热化学方程式是

。

（5）吸收塔排出的尾气先用氨水吸收，再用浓硫酸处理，得到较高浓度的SO2和铵盐。

①SO2既可作为生产硫酸的原料循环再利用，也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的Br2。

SO2吸收Br2的离子方程式是。

②为测定该铵盐中氮元素的质量分数，将不同质量的铵盐分别加入到50.00mL相同浓度的NaOH溶液中，沸水浴加热至气体全部逸出（此温度下铵盐不分解），该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全，测定浓硫酸增加的质量

部分测定结果：

铵盐质量为10.00g和20.00g时，浓硫酸增加的质量相同；铵盐质量为30.00g时，浓硫酸增加的质量为0.68g；铵盐质量为40.00g时，浓硫酸的质量不变。

计算：

该铵盐中氮元素的质量分数是％；若铵盐质量为l5.00g，浓硫酸增加的质量为。

（计算结果保留两位小数）

变式训练4、浓H2SO4和木炭在加热时发生反应的化学方程式是2H2SO4（浓）＋C

CO2↑＋2H2O＋2SO2↑

请从下图中选用所需仪器（可重复使用）组成一套进行该感应并检验出反应产物的装置。

现提供浓H2SO4、木炭和酸性KMnO4溶液，其他、固液试剂自选（连接和固体仪器用的玻璃管、胶管、铁夹、铁架台及加热装置等均略去）

将所选的仪器按连接顺序由上至下依次填入下表，并写出该仪器中应加试剂的名称及其作用。

选用仪器（填字母）

加入试剂

作用

三、氮及其化合物

（一）氮气高考资源网

1.氮气物理性质：

氮气的电子式：

________，两个氮原子间通过_______个共用电子对形成共价键，并且破坏这种共价键，需要_________，因此氮气化学性质不活泼很难和其他物质发生化学反应。

2.氮气的化学性质（完成下列方程式）

和H2反应

和O2反应

和Mg反应

[思考题]：

Mg在空气燃烧，主要固体产物有?

②相同质量的镁，分别在纯氧中、空气中、纯氮气中燃烧，得到的固体产物质量分别为W1、W2、W3，这三者的大小关系为？

3、氮的固定

将游离态的N2转变为化合态氮的方法，统称为氮的固定

氮的固定有三种途径：

（1）生物固氮：

（2）自然固氮：

（3）人工固氮：

（二）、氮的化合物

1、氨及铵盐

（1）氨气：

分子结构：

电子式结构式分子极性　　　　　

物理性质：

化学性质：

与水反应　　　　　　　　　　　　　　　　　　

与酸作用生成铵盐（硫酸、硝酸、盐酸的反应方程式）：

与盐溶液NH3+H2O+Fe3+——

NH3+H2O+Al3+——

Ag++NH3+H2O——

NH3+H2O+CO2+NaCl——

与非金属的反应（O2、Cl2）

实验室制NH3

1.实验原理（实验室制法）：

（溶液还是固体？

）

2.实验装置：

，与制取完全相同。

3.收集：

NH3应使用法，要得到干燥的NH3可选用___做干燥剂。

4.检验：

小结：

①氨水中存在哪些微粒：

②什么能在浓氨水中加入NaOH固体可制取NH3？

③氨水成分与液氨是否相同？

给氨水加热，[

]、电离度如何变化？

若煮沸呢

例6.试回答制取氨气并完成喷泉实验（图中夹持装置均已略去）

图1图2

⑴收集氨气应使用法，要得到干燥的氨气可选用做干燥剂。

⑵用图1装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气，引发水上喷的操作是。

该实验的原理是。

⑶如果只提供如图2的装置，请说明引发喷泉的方法。

【变式训练5】下列气体与对应的液体不能进行喷泉实验的是（）

A．NH3和水B．HCl和水C．Cl2和水D．CO2和NaOH溶液

【变式训练6】有关氨的说法不正确的是（）

A.NH3是4核10电子极性分子，三角锥型，具有还原性

B.NH3极易溶于水，可做喷泉实验，氨气易液化，液氨可用作制冷剂

C.氨气是非电解质，氨水是电解质

D.蘸有浓盐酸玻璃棒遇氨气可产生白烟

例7.已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，用示意图中的装置可以实现该反应。

回答下列问题：

（1）A中加入的物质是，

发生反应的化学方程式是。

（2）B中加入的物质是，其作用是。

（3）实验时在C中观察到得现象是，发生反应的化学方程式是。

（4）实验时在D中观察到得现象是，D中收集到的物质是，检验该物质的方法和现象是。

【变式训练7】用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火。

其原因是

①幕布的着火点升高②幕布的质量增加

③氯化铵分解吸收热量，降低了温度④氯化铵分解产生的气体隔绝了空气

A．①②B．③④C．③④D．②④

（2）铵盐高考资源网

物理性质：

[思考]：

写出电子式：

NH4Cl（NH4）2S

化学性质：

（完成下列方程式）

水解：

请写出NH4+在D2O中水解的离子方程式

与碱反应：

铵盐与碱反应离子反应

△

不稳定性：

热稳定性差，受热易分解：

△

NH4Cl——

NH4HCO3——

铵根检验：

例8.用加热方法可分离的一组物质是（）

A.氯化铵和消石灰B.碳铵和过氧化钠C.碘和食盐D.硝酸铵和硫酸钠

【变式训练8】对于某些离子的检验及结论一定正确的是（）

A.加入盐酸产生无色气体，将气体通入石灰水中，溶液变浑浊，一定有

B.加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，再加盐酸，沉淀不消失，一定有

C.加入氢氧化钠并加热，产生气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝，一定有

D.加入碳酸钠溶液产生白色沉淀，再加盐酸白色沉淀消失，一定有Ba2+

3.氮的氧化物及其性质

氮的氧化物的种类、、、、、

其中HNO3的酸酐是、HNO2的酸酐是

NO、NO2的性质、制法

物理性质

NO通常为、的气体，，微溶于水。

NO2、气味气体。

化学性质

NO和氧气的反应：

NO2和水反应：

NO2和N2O4的相互转化：

NO2和NaOH溶液反应：

NO2具有较强的氧化性，能______SO2；能使湿润的淀粉KI试纸______。

NO、NO2的制取

实验室制取NO的方程式为；用______法收集。

实验室制取NO2的方程式为；用______法收集。

氮的氧化物溶于水的计算

计算依据（用方程式表示）

例9.

（1）标况下，盛有NO2和N2以1:

1混合气体的试管倒扣在水中，充分反应后余气体积占原体积的多少。

（2）将10mLNO和NO2混合气体缓慢通入倒立于水槽中的盛满水的试管中，充分反应后，有5mL剩余气体，求原混合气体NO和NO2的体积比。

【变式训练9】

（1）一定条件下，16mlNO和O2混合充满试管倒扣水中余气为2ml求NO占原气体的多少

（2）将12mlNO2和O2的混合气体通入足量的水中，充分反应后余气2ml（气体均在相同状态下测定）求原各气体的体积

氮的氧化物对空气的污染与防治

4.硝酸的性质

（一）物理性质：

（二）化学性质：

●不稳定性：

在常温下见光或受热就会分解，硝酸越浓就越，反应方程式：

[思考]久置的试剂颜色变化的较多。

.如：

Na2O2、、Fe2+化合物、AgX、AgNO3等。

为什么？

下列呈现黄色的原因是

①久置的硝酸常呈黄色，如何去掉浓硝酸的黄色？

②碘化钾溶液和氢碘酸溶液久置均变黄

③工业盐酸呈现黄色

④纸张变黄

⑤硝酸沾在皮肤上，皮肤变黄

●强酸性（具有酸的通性）

思考、如何只用蓝色石蕊试纸鉴别三瓶失去标签的液体：

浓HCl、浓H2SO4、浓HNO3？

　　　①浓硝酸：

现象：

　　　　　　　　　原因　　　　　　　　　　　

②浓硫酸：

现象：

　　　　　　　　　原因　　　　　　　　　　　

③浓盐酸：

现象：

　　　　　　　　　原因　　　　　　　　　　　

[讨论]只用铜丝鉴别三瓶失去标签的液体：

浓HCl、浓H2SO4、浓HNO3。

●强氧化性（完成下列反应方程式）

Cu＋HNO3（浓）

Cu＋HNO3（稀）

Mg＋HNO3（极稀）—Mg（NO3）2+N2O+H2O（配平，且标明电子转移方向和数目）

Mg＋HNO3（极稀）—Mg（NO3）2+NH4NO3+H2O（配平，且标明电子转移方向和数目）

Fe＋HNO3（稀，过量）

Fe（过量）＋HNO3（稀）

C＋HNO3（浓）

FeO＋HNO3（稀）

Na2SO3＋HNO3（稀）

SO2＋HNO3（稀）

（三）、硝酸的用途

是一种重要的化工原料：

制炸药、染料、塑料、硝酸盐等。

【规律总结】高考资源网

①除Pt、Au等少数金属外，其余金属几乎都能与硝酸反应。

②常温下，浓硝酸对铁、铝等金属有钝化作用。

故用运输浓硝酸。

③硝酸与金属反应时，硝酸的还原产物与硝酸的浓度和金属的还原性有关，一般来说，浓硝酸还原为，稀硝酸还原为。

④硝酸与非金属反应时，非金属单质被氧化为相应的。

⑤王水：

混合后所得溶液，可以溶解所有金属包括Pt、Au