资源描述
单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,非金属及其化合物,一、卤族元素,Cl,2,知识网络,：,（1）物理性质：,常温下，氯气是黄绿色、有刺激性、能溶于水、比空气重、易液化的有毒气体。,（2）化学性质：,氯气的化学性质很活泼的非金属单质。,与金属反应（与变价金属反应，均是金属氧化成高价态）,如：2NaCl,2,2NaCl（产生白烟）；CuCl,2,CuCl2（产生棕黄色的烟）；,2Fe3Cl,2,2FeCl,3,（产生棕色的烟）；,注：常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应，所以液氯通常储存在钢瓶中。,与非金属反应,如：H,2,Cl,2,2HCl（发出苍白色火焰，有白雾生成）,可用于工业制盐酸；,H,2,Cl,2,2HCl（会发生爆炸）,不可用于工业制盐酸；,2P3Cl,2,2PCl,3,（氯气不足；产生白雾）；,2P5Cl,2,2PCl,5,（氯气充足；产生白烟）。,与水反应：Cl,2,H,2,O=HClHClO。,与碱反应,Cl,2,2NaOH=NaClNaClOH,2,O,（用于除去多余的氯气）；,2Cl,2,2Ca(OH),2,=Ca(ClO),2,CaCl,2,2H,2,O,（用于制漂粉精）；,Ca(ClO),2,CO,2,H,2,O=CaCO,3,2HClO,（漂粉精的漂白原理）；,与某些还原性物质反应,2FeCl,2,Cl,2,=2FeCl,3,；,SO,2,Cl,2,2H,2,O=2HCl+H,2,SO,4,；,2KICl,2,=2KCl+I,2,（使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色，用于氯气的检验）。,与某些有机物反应,CH,4,Cl,2,CH,3,Cl+HCl,（取代反应）；,CH,2,=CH,2,Cl,2,CH,2,ClCH,2,Cl,（加成反应）。,（3）氯水的成分及性质,氯气溶于水得黄绿色的溶液氯水。在氯水中有少部分氯分子与水反应，Cl,2,+H,2,O=HCl+HClO(次氯酸)，大部分是以Cl,2,分子状态存在于水中。,注意：在新制的氯水中存在的微粒有：H,2,O、Cl,2,、HClO、H,+,、Cl,、ClO,、OH,；久置氯水则几乎是盐酸溶液,HClO的基本性质：一元弱酸，比H,2,CO,3,弱；不稳定，2HClO 2HCl+O,2,；强氧化性；漂白、杀菌能力，使色布、品红溶液等褪色。,（4）氯气的制法,实验室制法,药品及原理：MnO,2,+4HCl（浓）,MnCl,2,+2H,2,O+Cl,2,强调：MnO,2,跟浓盐酸在共热的条件下才反应生成Cl,2,，稀盐酸不与MnO,2,反应。,仪器装置：发生装置收集装置吸收装置,实验步骤：检密装药固定加热收集,收集方法：向上排空气法（或排饱和食盐水法）,净化装置：用饱和食盐水除去HCl，用浓硫酸干燥,尾气处理：用碱液吸收,氯气的工业制法：（氯碱工业）,2NaCl+2H,2,O 2NaOH+H,2,+Cl,2,(5)卤素元素的有关特性：,F,2,遇水发生置换反应，生成HF并放出O,2,。,HF是弱酸、剧毒，但能腐蚀玻璃4HF+SiO,2,=SiF,4,+2H,2,O；HF由于形成分子间氢键相互缔合，沸点反常的高。,溴是唯一的液态非金属，易挥发，少量的液溴保存要用水封。,碘易升华，遇淀粉显蓝色；碘的氧化性较弱，它与变价金属反应时生成低价化合物。,AgX中只有AgF溶于水，且不具有感光性；CaF,2,中只有CaF,2,难溶。,(6)X,离子的检验,二、氧族元素,1、硫知识网络：,2、硫的氧化物,（1）二氧化硫：,SO,2,是无色而有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，容易液化，易溶于水。,SO,2,是酸性氧化物，能跟水反应生成亚硫酸，亚硫酸是中强酸。,SO,2,有强还原性，常见氧化剂（见上）均可与SO,2,发生氧化一还原反应,：,SO,2,+Cl,2,+2H,2,O=H,2,SO,4,+2HCl,。,SO,2,也有一定的氧化性：,2H,2,S+SO,2,=3S+2H,2,O,。,SO,2,具有漂白性，能跟有色有机化合物生成无色物质（可逆、非氧化还原反应）。,实验室制法：Na,2,SO,3,+H,2,SO,4,(浓)=Na,2,SO,3,+H,2,O+SO,2,，或Cu+2H,2,SO,4,(浓)=CuSO,4,+2H,2,O+SO,2,。,（2）三氧化硫：,一种无色易挥发的晶体；具有酸性氧化物的通性，遇水剧烈反应生成硫酸并放出大量的热。,（,4,）酸雨的形成和防治,酸雨的形成是一个十分复杂的大气化学和大气物理过程。酸雨中含有硫酸和硝酸等酸性物质，其中又以硫酸为主。从污染源排放出来的SO,2,、NO,x,（NO、NO,2,）是酸雨形成的主要起始物，因为大气中的SO,2,在光照、烟尘中的金属氧化物等的作用下，经氧化、溶于水等方式形成H,2,SO,4,，而NO被空气中氧气氧化为NO,2,，NO,2,直接溶于水形成HNO,3,，造成了雨水pH值降低，便形成了酸雨。,酸雨危害：,直接引起人的呼吸系统疾病；使土壤酸化，损坏森林；腐蚀建筑结构、工业装备，电信电缆等。,酸雨防治：,要防治酸雨的污染，最根本的途径是减少人为的污染物排放。因此研究煤炭中硫资源的综合开发与利用、采取排烟脱硫技术回收二氧化硫、寻找替代能源、城市煤气化、提高燃煤效率等都是防止和治理酸雨的有效途径。,4、硫酸,稀H,2,SO,4,具有酸的一般通性，而浓H,2,SO,4,具有酸的通性外还具有三大特性：,SO,4,2,的鉴定,（干扰离子可能有：CO,3,2-,、SO,3,2-,、SiO,3,2-,、Ag,、PO,4,3,等）：,待测液 澄清液,白色沉淀（说明待测液中含有SO,4,2-,离子）,硫酸的用途：制过磷酸钙、硫酸铵、硫酸铜、硫酸亚铁、医药、炸药，用于铅蓄电池，作干燥剂、制挥发性酸、作脱水剂和催化剂等。,5、硫酸的工业制法接触法,三、氮及其化合物,氮的循环,：,氮及其化合物的衍变关系：,1、氮及其氧化物,（1）物理性质,颜色,气味,毒性,密度,溶解性,N,2,无色,无味,无毒,比空气稍小,难溶于水,NO,无色,无味,有毒,比空气稍大,不溶于水,NO,2,红棕色,有刺激性气味,有毒,比空气稍大,与水发生反应,（2）化学性质,氮气,与氧气反应：,与氢气反应：,与镁反应：3Mg+N,2,Mg,3,N,2,氮氧化物,氮有多种价态氧化物：（N,2,O）、（NO）、,（N,2,O,3,）、（NO,2,、N,2,O,4,）、,（N,2,O,5,），其中N,2,O,3,和N,2,O,5,分别是HNO,2,和HNO,3,的酸酐。气态的氮氧化物几乎都是剧毒性物质，在太阳辐射下还会与碳氢化物反应形成光化学烟雾。,NO与O,2,反应：2NOO,2,=2NO,2,NO,2,与H,2,O反应：3NO,2,H,2,O=2HNO,3,NO,综合方程式：4NO+3O,2,+2H,2,O=4HNO,3,；4NO,2,+O,2,+2H,2,O=4HNO,3,。,氮的氧化物对环境的影响：(1)形成硝酸型酸雨；(2)形成光化学烟雾氮氧化物（NO,x,）和碳氢化合物在大气环境中受到强烈的太阳紫外线照射后，发生复杂的化学反应，主要生成光化学氧化剂（主在是O,3,）及其他多种复杂的化合物，这是一种新的二,次污染物，统称为光化学烟雾。光化学烟雾主要发生在阳光强烈的夏、秋季节。(3)破坏臭氧层。,2、氨和铵盐,（1）氨气（NH,3,）：,分子结构：由极性键形成的三角锥形的极性分子，N原子有一孤对电子。,结构式：,电子式：,N为-3价。,物理性质：无色、刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，常温常压下1体积水能溶解700体积的氨气，易液化（可作致冷剂）。,化学性质：,氨气是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，常用此性质检验氨气。,a.与水反应：氨水是氨气的水溶液,，是混合物，呈碱性，原理：,NH,3,+H,2,O NH,3,H,2,O NH,4,+,+OH,。,氨水中微粒有：NH,3,、H,2,O、NH,3,H,2,O、NH,4,+,、OH,、极少量的H,+,。氨水浓度越大，密度越小。,b.与酸反应与挥发性酸(如浓盐酸、硝酸)的反应：NH,3,+HCl=NH,4,Cl,现象：产生白烟。,与硫酸反应：2NH,3,+H,2,SO,4,=(NH,4,),2,SO,4,。,c.与盐反应：向AlCl,3,滴加氨水的离子方程式为：Al,3+,+3NH,3,H,2,O=Al(OH),3,+3NH,4,+,。,d.NH,3,中的N呈3价，所以NH,3,具有还原性，能被O,2,、CuO、NO,x,、Cl,2,等物质氧化。,4NH,3,+5O,2,4NO+6H,2,O(工业制硝酸的基础),2NH,3,+3CuO 3Cu+N,2,+3H,2,O,3Cl,2,+8NH,3,=N,2,+6NH,4,Cl,4NH,3,+6NO=5N,2,+6H,2,O,、实验室制法,、装置图：,反应原理：Ca（OH）,2,+2NH,4,Cl,CaCl,2,+2NH,3,+2H,2,O,装置类型：固体+固体,气体（与KClO,3,或KMnO,4,制O,2,相同）,收集：向下排空气法。,干燥：用碱石灰（NaOH和CaO固体的混合物）,检验：用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若试纸变蓝色，说明氨已收集满了；将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，若有白烟产生，说明收集满了。,尾气处理,在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花团吸收多余的氨气。,用水或稀硫酸吸收多余的氨气（注意防倒吸，如下图）,、两种简易方法,加热浓氨水法反应原理：,NH,3,H,2,O,NH,3,+H,2,O,装置：,浓氨水中加固态碱性物质,浓氨水中存在平衡：NH,3,+H,2,O NH,3,H,2,O,NH,4,+,+OH,加入碱性物质（如：NaOH、CaO、碱石灰等），使平衡逆向移动，同时反应放热，促进NH,3,H,2,O的分解。,装置：,（2）铵盐,物理性质：白色晶体，易溶于水,化学性质：受热分解：,NH,4,HCO,3,NH,3,+H,2,O+CO,2,；NH,4,Cl NH,3,+HCl。,与碱反应：Ca（OH）,2,+2NH,4,Cl,CaCl,2,+2NH,3,+2H,2,O,铵盐与碱液反应的离子方程式：NH,4,+,+OH,NH,3,+H,2,O（可用于氨气的制取和铵根离子的检验）,3,、硝酸,知识框架：,四、碳和硅,知识网络：,1、碳族元素,碳族元素的特征：碳族元素原子最外层电子数为4，既不容易失去电子，又不容易得到电子，易形成共价键，难形成离子键。碳族元素形成的单质在同周期中硬度最大，熔沸点最高(如金刚石、晶体硅)。,碳族元素的化合价：碳族元素的主要化合价有+2，+4，其中铅+2价稳定，其余元素+4价稳定。,碳族元素的递变规律：从上到下电子层数增多，原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引能力减弱，失电子的能力增强，从上到下由非金属递变为金属的变化非常典型。其中碳是非金属，锡、铅是金属，硅、锗是半导体材料。,碳族元素在自然界里的存在：自然界里碳有游离态和化合态两种；硅在地壳里无游离态，主要以含氧化合物的形式存在。,几种同素异形体：碳：金刚石、石墨、C,60,、C,70,等；硅：晶体硅，无定形硅。,2、C和Si单质性质及其用途的比较,3、CO的性质,不溶于水，有毒(CO和血红蛋白结合，使血红蛋白无法和O,2,结合，而使细胞缺氧引起中毒)，但由于CO无色无味因此具有更大的危险性。,可燃性：2CO+O,2,2CO,2,还原性：CO+CuO CO,2,Cu，,CO+H,2,O(g)CO,2,+H,2,O,4、CO,2,和SiO,2,的比较,（1）CO,2,是直线型（OCO）非极性分子，固态CO,2,俗称干冰，能升华，常用于人工降雨。,（2）SiO,2,的用途,光导纤维：从高纯度的SiO,2,或石英玻璃熔融体中，拉出的直径约100m的细丝，这种纤维称为光导纤维。光纤通信是一种新技术，它将光信号在光导纤维中进行全反射传播，取代了电信号在铜线中的传播，达到两地通信的目的。光纤
展开阅读全文