非金属及其化合物知识点总结
一、教学考试要求:
<一>课程标准:
通过实验了解氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的主要性质,认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。以酸雨的防治和无磷洗涤剂的使用为例,体会化学对环境保护的意义。
<二>考纲要求:
1.硅元素及其化合物: 2.氯元素及其化合物: (1)了解碳、硅单质及其化合物的主要性质及应用。(1)了解氯元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。 (2)了解碳、硅及其化合物对环境质量的影响。 (2)了解氯元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。
(3)了解常见无机非金属材料的性质和用途。
3.氧、硫元素及其化合物 4.氮元素及其化合物 (1)了解硫元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。(1)了解氮单质及其主要化合物的主要性质及应用。 (2)了解硫元素单质及其重要化合物对环境质量的影响 (2)了解氮单质及其重要化合物对环境质量的影响。
(3)掌握氨气的实验室制法(包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法) 二、考点梳理
第一节 无机非金属材料的主角——硅
考点一 碳、硅单质的性质及用途 1.单质的存在形态、物理性质和用途 碳 硅 存在形态 游离态和化合态 化合态 金刚石:熔点高、硬度大石墨: 灰黑色固体,有金属光泽、物理性质 硬度小、电的良导体 熔点高、硬度大,有脆性 金刚石用于制造切割刀具, 用途 半导体材料和合金材料 石墨用于制造电极、铅笔芯 2.化学性质 碳、硅在参与化学反应时,一般表现还原性。
考点二 碳、硅的氧化物 1.一氧化碳
(1)物理性质:无色气体,有毒,不溶于水。
(2)化学性质:①燃烧:2CO+O2=====2CO2。 ②还原CuO:CO+CuO=====Cu+CO2。 2.二氧化碳和二氧化硅的比较
点燃
△
[深化拓展]
(1)盛放NaOH溶液的试剂瓶不能使用玻璃塞,盛放氢氟酸不能使用玻璃瓶只能使用塑料瓶,因为玻璃中含有的SiO2可以与NaOH溶液、氢氟酸反应。
(2)SiO2是H2SiO3的酸酐,但它不溶于水,不能直接将它与水作用制备H2SiO3。 (3)非金属氧化物的熔、沸点一般较低,但SiO2的熔、沸点却很高。 (4)酸性氧化物一般不与酸作用,但SiO2却能与氢氟酸作用。
考点三 硅酸及硅酸盐 1.硅酸
(1)溶解性:难溶于水。
(2)化学性质——弱酸性:酸性比碳酸还弱:Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+H2SiO3↓。 (3)制备:可用硅酸钠与盐酸反应制得:Na2SiO3+2HCl===H2SiO3↓+2NaCl。 (4)用途:硅胶可用作干燥剂的载体和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂。 2.硅酸盐
(1)硅酸盐:是由 Si、O和金属元素组成的化合物的总称,是构成地壳岩石的重要成分。 (2)硅酸钠:硅酸钠的水溶液俗称水玻璃,是制备硅胶和木材防火剂等的原料。 (3)硅酸盐组成的表示:通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成,如硅酸钠(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2,长石(KAlSi3O8)可表示为 K2O·Al2O3·6SiO2。
3.无机非金属材料 (1)传统无机非金属材料
生产原料 主要设备 生产条件 水泥 石灰石、黏土 水泥回转窑 高温 玻璃 纯碱、石英、石灰石 玻璃熔炉 陶瓷 黏土 陶瓷窑 (2)新型无机非金属材料,如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。 [深化拓展] (1)无机酸一般易溶于水,而H2SiO3却难溶于水。
(2)因H2CO3的酸性强于H2SiO3,所以在Na2SiO3溶液中通入CO2能发生下列反应:Na2SiO3+CO2+高温
H2O===H2SiO3↓+Na2CO3,但在高温下Na2CO3+SiO2=====Na2SiO3+CO2↑也能发生。
(3)Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃,与玻璃的成分不相同;即水玻璃又称为泡花碱,但它却是盐溶液(存放的试剂瓶不能用玻璃塞),而不是碱溶液。
(4)氧化物形式只表示硅酸盐的组成而不表示其结构,切不可认为硅酸盐是由氧化物混合而成的。
第二节 富集在海水中的元素——卤素
考点一 氯及其化合物的性质和应用
1.氯气的物理性质 颜色 黄绿色 2.氯气的化学性质
状态 气体 气味 刺激性气味 密度 比空气大 毒性 有毒 溶解性 可溶于水
(1)次氯酸(HClO)
光照
①不稳定性:见光易分解,化学方程式为 2HClO=====2HCl+O2↑。 ②弱酸性:比碳酸酸性弱,电离方程式为 +ClO。 ③强氧化性:具有漂白性。 (2)Ca(ClO)2的主要化学性质
①Ca(ClO)2是漂白粉的有效成分,它的稳定性比HClO强。
--
②水解显碱性,其水解离子方程式 ClO+H2+OH。
③与酸反应生成 HClO,作为漂白或消毒剂的原理可用化学方程式表示为:
+
-
Ca(ClO)2+CO2+H2O===2HClO+CaCO3↓。
考点二 氯气的实验室制法
1.实验室制取、收集干燥纯净氯气的装置
2.验满方法
(1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满。
(2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口,观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化,则证明已集满。 (3)实验室制取Cl2时,常常根据氯气的颜色判断是否收集满。 3.注意事项
(1)必须用浓盐酸,稀盐酸不反应。
(2)为了减少制得的Cl2中HCl的含量,加热温度不宜过高,以减少HCl挥发。 (3)实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2,再拆卸装置,避免污染空气。 (4)制Cl2的装置,可用于具有“固体(或液体)+液体――→气体”特点的反应。
(5)尾气吸收时,不能使用澄清的石灰水,因为石灰水浓度太小,吸收不完全。
-
考点三 卤素的性质及X的检验 1.结构与性质
卤素位于元素周期表中第 ⅦA族,包括:氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)。卤素原子最外层都有 7个电子,都是典型的非金属元素,其单质具有相似的化学性质。
(1)卤素单质和H2的反应:X2+H2===2HX。 (2)卤素单质和H2O的反应:X2+H2+HXO(X为Cl、Br)。 (3)卤素间的置换反应:
将氯水滴入溴化钠溶液:Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2。 将溴水滴入碘化钾溶液:Br2+2KI===2KBr+I2。 2.特殊性
卤素单质及其化合物除了具有共性外,都有其特殊性质。
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(1)氟:
-
①无正价,非金属性最强,F的还原性最弱。
②2F2+2H2O===4HF+O2,与H2反应在暗处即爆炸。
③HF是弱酸,能腐蚀玻璃,故应保存在铅制器皿或塑料瓶中;有毒;在HX中沸点最高。 (2)溴:
①Br2是深红棕色液体,易挥发。 ②Br2易溶于有机溶剂。
③盛溴的试剂瓶中加水,进行水封,保存液溴不能用橡胶塞。 (3)碘:
①I2遇淀粉变蓝色。 ②I2加热时易升华。 ③I2易溶于有机溶剂。
④食用盐中加入KIO3可防治甲状腺肿大。 3.卤素离子的检验
(1)AgNO3溶液——沉淀法
白色沉淀,则有Cl??滴加AgNO3溶液-浅黄色沉淀,则有Br未知液――→生成?稀硝酸
??黄色沉淀,则有I-(2)置换——萃取法: 未知液
加适量新制饱和氯水加入CCl4?下层?或汽油?上层?
-
――→振荡――→振荡
??红棕色或橙红色,表明有 Br
有机层?- ?紫色、浅紫色或紫红色,表明有 I?
-
(3)氧化——淀粉法检验I: 未知液
加入适量新制饱和氯水?或双氧水?加入淀粉溶液
-
――→振荡――→蓝色溶液,表明有I 振荡
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考点四 卤素单质的工业制法 1.氯的提取——氯碱工业
海水―→粗盐――→饱和食盐水――→?
?阴极产物:H2、NaOH?电解
化学方程式为 2NaCl+2H2O=====2NaOH+H2↑+Cl2↑ 2.海水提取溴
(1)流程
精制
?阳极产物:Cl2电解?
(2)发生反应的化学方程式
①2NaBr+Cl2===Br2+2NaCl;
②Br2+SO2+2H2O===2HBr+H2SO4; ③2HBr+Cl2===2HCl+Br2。