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第四章非金属及其化合物,第四章知识点一硅与硅的化合物1.硅元素在自然界以SiO2及硅酸盐的形式存在，晶体硅是良好的半导体材料。硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器、半导体器件,它还可制成太阳能电池。2.SiO2的性质天然二氧化硅也叫硅石，它的硬度大，熔点高，有结晶形和无定形两种形态。新型无机非金属材料中的光导纤维的成分是二氧化硅。(1)不与水、酸(除氢氟酸)反应：用氢氟酸刻蚀玻璃,反应为SiO2+4HF=SiF4+2H2O。(2)与碱性氧化物反应：SiO2+CaO=CaSiO3。(3)与碱反应：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O。实验室装NaOH等碱的试剂瓶用橡皮塞。,3.H2SiO3的制法H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性还弱，溶解度很小。由于SiO2不溶于水，所以H2SiO3是通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得的：Na2SiO32HCl=H2SiO32NaClNa2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3“硅胶”多孔，吸附能力强，常用作干燥剂和催化剂的载体。4.硅酸盐硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称，硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质，大多不溶于水，化学性质很稳定。最常见的硅酸盐是Na2SiO3，可溶于水，其水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。传统的硅酸盐材料包括陶瓷、玻璃、水泥等。,知识点二氯与氯的化合物1.氯气的物理性质：氯气是黄绿色、有刺激性气味、能溶于水、密度比空气大、易液化的有毒气体。2.化学性质：氯气具有强氧化性。（1）能跟金属（如Na、Fe、Cu等）反应：2Na+Cl2点燃2NaCl2Fe+3Cl2点燃2FeCl3(不能生成FeCl2)Cu+Cl2点燃CuCl2（2）点燃时和非金属（如H2）反应：H2+Cl2点燃2HCl，燃烧时火焰是苍白色的，瓶口有白雾产生。（3）和水发生自身的氧化还原反应：Cl2H2O=HClHClO新制氯水(具有酸性、漂白性和强氧化性)含有：H、Cl-、ClO-、H2O、HClO、Cl2粒子(“三分三离”)，久置氯水的主要成分是H、Cl-、H2O。(与稀盐酸成分一样)新制氯水中各溶质成分的性质：Cl2:使氯水呈黄绿色和具有强氧化性；HCl：使溶液呈酸性与Ag+反应生成AgCl沉淀；HClO：弱酸性、不稳定性、强氧化性。次氯酸见光易分解：2HClO光照2HClO2,（4）与碱的反应：2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O（用于尾气处理）漂白粉制取原理的化学方程式是2Ca（OH）2+2Cl2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O。以NaClO为有效成分的漂白液及以Ca（ClO）2为有效成分的漂白粉（或漂白精）可用作漂白剂或消毒剂。（5）与某些盐(如FeCl2、NaBr等)反应，化学方程式：2FeCl2+Cl2=2FeCl3、Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2。3.氯离子的检验取少量被检物质的溶液于试管中，先滴入少量的稀硝酸，将其酸化，排除CO2-3等离子的干扰，然后再滴入硝酸银溶液，如产生白色沉淀，则可判断该溶液中含有Cl-。,知识点三硫与硫的化合物1.硫的存在和物理性质：硫是一种重要的非金属元素，广泛存在于自然界。游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里；化合态的硫主要以硫化物和硫酸盐的形式存在，如硫铁矿（FeS2）、黄铜矿（CuFeS2）、石膏（CaSO42H2O）和芒硝（Na2SO410H2O）。硫（俗称硫黄）是一种黄色晶体，质脆，易研成粉末。硫不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2。硫或含硫物质在空气中燃烧时首先生成SO2：S+O2点燃SO22.二氧化硫的性质与作用（1）物理性质：无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水。（2）化学性质：与水反应：SO2+H2O可逆H2SO3,可逆反应;H2SO3不稳定，受热易分解。还原性和氧化性：2SO2O2催化剂2SO3(还原性)2H2S+SO2=3S+2H2O(氧化性)漂白性：SO2能使品红溶液褪色。SO2漂白原理（不是体现SO2的还原性）：与有色物质结合反应生成无色物质，该物质不稳定，受热后恢复原来的颜色(化合漂白可复原)。氯水漂白原理：HClO具有强氧化性(永久性氧化漂白)。活性炭的漂白原理：吸附性(物理吸附漂白)。,3.SO3：三氧化硫是一种酸性氧化物，表现的主要性质有：SO3+H2O=H2SO4SO3+CaO=CaSO4SO3+Ca（OH）2=CaSO4+H2O4.硫酸的性质（1）吸水性：浓硫酸具有吸收附着在物质表面或内部的湿存水和结晶水的性能,是液体干燥剂，但不能干燥碱性气体NH3和还原性气体。（2）脱水性：蔗糖的炭化。浓硫酸滴到皮肤上应及时处理，先用抹布拭去，再用大量的水冲洗。（3）浓硫酸的强氧化性与铜反应：2H2SO4（浓）+CuCuSO4+SO2+2H2O，被还原的硫酸占反应硫酸的,与碳反应：C+2H2SO4（浓）2SO2+CO2+2H2O。硫及其化合物的转化关系：,5.酸雨的形成及危害酸雨的pH5.6；正常雨水pH为5.6，是因为雨水中溶解有CO2。形成酸雨的物质：SO2和NO2。主要来源：化石燃料及其产品的燃烧，含硫金属矿物的冶炼。防治：开发新能源，对含硫燃料进行脱硫处理，提高环境保护的意识。常见的环境保护问题：酸雨：SO2；温室效应：CO2；光化学烟雾：NO2；臭氧层空洞：氟氯烃；白色污染：塑料垃圾；假酒：CH3OH；室内污染：甲醛；赤潮：含磷洗衣粉；煤气中毒：CO、NO与血红蛋白结合；电池：重金属离子污染。,知识点四氮与氮的化合物1.N2的电子式：NN。N2含有三键，所以比较稳定，但在一定条件下可以和氧气、氢气发生反应：N2+O2放电或高温2NON2+3H2催化剂高温、高压2NH32.氮的氧化物NO和NO2NO是无色、不溶于水的气体，在常温下很容易与空气中的氧气化合生成NO2，化学方程式：2NO+O2=2NO2。NO2是红棕色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水：3NO2+H2O=2HNO3+NO工业上利用这一原理生产硝酸。,2.氨的性质（1）物理性质：氨是没有颜色、有刺激性气味的气体，极易溶于水且溶解得很快。在常温下，1体积水大约可溶解700体积氨，能做喷泉实验。（2）化学性质：与水反应。氨溶于水时，大部分氨分子和水形成一水合氨，NH3H2O不稳定，受热分解为氨和水。方程式为：NH3+H2O可逆NH3H2O可逆NH+4+OH-，NH3H2ONH3+H2O氨水中有分子：NH3、H2O、NH3H2O。离子：NH+4、OH-，少量H+。氨水的成分：“三分三离”。氨能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。液氨与氨水的区别：液氨：氨的液体状态，纯净物，无OH-，不能使干燥的红色石蕊试纸变蓝。氨水：氨溶解于水后形成的混合物。氨可以与酸（硫酸、硝酸、盐酸）反应生成盐。NH3+HCl=NH4Cl（白烟）NH3+HNO3=NH4NO3（白烟）NH3+H+=NH+4,在催化剂作用下氨可以氧化成一氧化氮：4NH3+5O2催化剂加热4NO+6H2O因此，氨经一系列反应可以得到硝酸：,4.铵盐：铵盐都易溶于水。（1）受热易分解：NH4ClNH3+HCl，NH4HCO3NH3+H2O+CO2（2）铵盐与碱反应放出氨：NH4Cl+NaOHNaCl+NH3+H2O注意：铵态氮肥要避免与碱性肥料混合施用。2NH4Cl+Ca（OH）2CaCl2+2NH3+2H2O（NH3的实验室制法）NH+4检验：取少量待测液于试管中，滴加浓NaOH溶液，共热，产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。5.硝酸的性质：强氧化性，和绝大多数金属反应，但不产生氢气。铜与浓、稀硝酸反应的化学方程式：3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO+4H2OCu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2+2H2O在常温下，浓硝酸或浓硫酸可将铁、铝迅速氧化而生成一层致密的氧化膜，阻止内层金属和酸继续反应（钝化）。硝酸是一种重要的化工原料。,一、题型导向【例1】(2017年湖南省学业水平考试真题)下列有关SO2性质的说法中，错误的是（）A.无色、有毒的气体B.易溶于水C.一定条件下，能被O2氧化成SO3D.不能使品红溶液褪色【例2】(2016年湖南省学业水平考试真题)下列物质中，可用于制造太阳能电池的是（）A.SiB.SiO2C.H2SiO3D.Na2SiO3【例3】(2016年湖南省学业水平考试真题)下列气体中，在实验室能用下图所示装置制取并收集的是（）A.H2B.NH3C.O2D.CO2【例4】(2016年湖南省学业水平考试真题)环境保护与人类生产、生活息息相关。下列做法不利于环境保护的是（）A.开发利用新能源B.大力发展公共交通C.大量使用燃煤D.推广太阳能热水器,【答案】D,【答案】A,【答案】B,【答案】C,【例5】（2015年湖南省学业水平考试真题）下列物质中，能作为制备木材防火剂原料的是（）A.水玻璃B.氢氟酸C.84消毒液D.硫酸钠溶液【例6】（2015年湖南省学业水平考试真题）下列物质中不能使有色布条褪色的是（）A.次氯酸溶液B.次氯酸钠溶液C.漂白粉溶液D.氯化钙溶液【例7】(2017年湖南省学业水平考试真题)化学是一门以实验为基础的自然科学。根据题意回答下列问题：（1）盛装NaOH溶液的试剂瓶不用玻璃塞，是因为玻璃中的SiO2和NaOH反应，导致难以打开瓶塞，该反应的化学方程式为SiO2+2NaOH=Na2SiO3+。（2）检验某溶液中是否含SO2-4，先加盐酸，再加(填“BaCl2”或“NaCl”)溶液。（3）要使AlCl3溶液中的Al3+全部沉淀，应加入过量的(填“氨水”或“氢氧化钠溶液”)。,【答案】A,【答案】D,H2O,BaCl2,氨水,【例8】(2017年湖南省学业水平考试真题)A、B和C为常见气体，A是所有气体中密度最小的气体；B是黄绿色气体；C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；D是目前用量最大、用途最广的金属。请回答下列问题：（1）A是。（2）实验室制取C时，常用(填“向下”或“向上”)排空气法收集。（3）B与D的单质在点燃条件下反应的化学方程式为。,H2,向下,2Fe+3Cl2点燃2FeCl3,【例9】某化学兴趣小组，拟探究和比较SO2和Cl2的漂白性，设计如下图所示的实验装置两套。,请你参与探究并回答下列问题：（1）向第一套装置中通入一段时间的SO2，观察到试管中的品红溶液褪色，然后再加热试管，溶液（填“恢复”或“不恢复”）红色。（2）向第二套装置中通入一段时间的Cl2，观察到试管中的品红溶液也褪色，然后再加热试管，溶液（填“恢复”或“不恢复”）红色。（3）由以上两个实验可以说明SO2和Cl2的漂白原理（填“相同”或“不相同”）。（4）Cl2通入品红溶液中，生成的具有漂白性的物质是（填“HCl”或“HClO”）。,恢复,不恢复,不相同,HClO,【例10】某校研究性学习小组的学生欲制取、收集氨，并探究氨的有关性质，请你参与回答实验中的有关问题。（1）要收集较纯的氨，使用的方法是（填写下列方法的编号）。排水集气法向上排空气法向下排空气法（2）甲、乙两小组的学生用相同容积的圆底烧瓶各收集一瓶干燥的氨，按图A进行实验，结果都产生了喷泉，说明氨（填“极易”或“难”）溶于水；圆底烧瓶中的溶液都变红色，说明有（填“酸”或“碱”）性物质生成。,甲、乙两小组的学生完成喷泉实验后，圆底烧瓶中所得溶液的体积如图B所示。试通过分析、推断或计算确定甲、乙两小组所得溶液的物质的量浓度分别用c（甲）、c（乙）表示的关系：c（甲）（填“”“=”或“”）c（乙）。,极易,碱,=,二、考情预测本章知识的把握在于熟记化学方程式、物质的物理与化学性质以及教材上的演示实验。只有牢牢把握基础知识，才能应对变化多样的题型。,
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