第四章 非金属及其化合物(全章课件).

1、第四章第四章 非金属及其化合物非金属及其化合物第一节第一节 硅硅 碳族元素碳族元素第二节第二节 氯氯 卤族元素卤族元素第三节第三节 硫和氮的氧化物硫和氮的氧化物第四节第四节 氨氨 硝酸硝酸 硫酸硫酸第一节第一节 硅硅 碳族元素碳族元素一、硅在自然界中的存在形式一、硅在自然界中的存在形式 硅在地壳中的分布很广，含量位居第硅在地壳中的分布很广，含量位居第二位。且只以二位。且只以化合态化合态形式存在。形式存在。花岗岩花岗岩硅在自然界中主要以硅在自然界中主要以氧化物和硅酸盐的形氧化物和硅酸盐的形式存在。式存在。二、二氧化硅二、二氧化硅1 1、二氧化硅的用途、二氧化硅的用途二氧化硅晶体也二氧化硅晶体也叫

2、做叫做石英石英。可。可以制作耐高温的以制作耐高温的石英玻璃，光导石英玻璃，光导纤维等。纤维等。 大而透明的棱柱状石英晶体称为大而透明的棱柱状石英晶体称为水晶水晶。可制造光学仪器、工艺品等可制造光学仪器、工艺品等 。有颜色的水晶是有颜色的水晶是含有某些杂质的含有某些杂质的石英晶体。石英晶体。 含有有色杂质且含有有色杂质且不透明的石英晶体称不透明的石英晶体称为为玛瑙玛瑙。可制造仪器。可制造仪器轴承、工艺品等。轴承、工艺品等。2 2、二氧化硅的性质、二氧化硅的性质二氧化硅的化学性质不活泼，除二氧化硅的化学性质不活泼，除HFHF以外，以外，不与其他酸类物质作用，也不与水作用。不与其他酸类物质作用，也不

3、与水作用。SiO2+4HF SiF4 +2H2O 玻璃中含有二氧化硅成分玻璃中含有二氧化硅成分, ,所以此反应可用所以此反应可用来雕刻玻璃来雕刻玻璃. .二氧化硅为酸性氧化物二氧化硅为酸性氧化物. .SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2OSiO2+CaO CaSiO3 高温高温硅酸钠硅酸钠硅酸钠的水溶液俗称硅酸钠的水溶液俗称水玻璃水玻璃, ,具有粘性具有粘性. .可可作为工业粘合剂和防火剂作为工业粘合剂和防火剂. .所以实验室盛装所以实验室盛装NaOHNaOH溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞溶液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞. .三、硅酸与硅酸盐材料简介三、硅酸与硅酸盐材料简介1 1、硅酸的

4、制备、硅酸的制备硅酸是一种比碳酸还弱的酸硅酸是一种比碳酸还弱的酸, ,溶解度很小溶解度很小. .通常用可溶性硅酸盐与其他酸来制备通常用可溶性硅酸盐与其他酸来制备. .Na2SiO3 + 2HCl= H2SiO3 + 2NaCl向硅酸钠溶液中滴入盐酸向硅酸钠溶液中滴入盐酸, ,可得到硅酸的胶可得到硅酸的胶体溶液体溶液硅酸溶胶硅酸溶胶当硅酸浓度比较大时当硅酸浓度比较大时, ,形成白色胶状沉淀形成白色胶状沉淀. .硅酸凝胶经干燥脱水后可得到吸水能力很硅酸凝胶经干燥脱水后可得到吸水能力很强硅胶强硅胶. .2 2、硅酸盐简介、硅酸盐简介水泥水泥生产原料生产原料 以以粘土粘土和和石灰石石灰石为主要原料，研

5、磨煅烧为主要原料，研磨煅烧后再加入后再加入石膏石膏，研细后即为普通水泥。，研细后即为普通水泥。18241824年英国工程师阿斯普丁（年英国工程师阿斯普丁（AsPdihAsPdih）获得）获得第一份水泥专利，标志着水泥的发明。第一份水泥专利，标志着水泥的发明。玻璃玻璃 公元前公元前15001500年左右，埃及的匠人发明了制造年左右，埃及的匠人发明了制造玻璃容器的方法，第一本玻璃制造手册则出玻璃容器的方法，第一本玻璃制造手册则出现在约公元前现在约公元前650650年的亚述石版上。大约年的亚述石版上。大约20002000年前，叙利亚的工匠发明了玻璃吹制术。年前，叙利亚的工匠发明了玻璃吹制术。生产原料

6、生产原料 主要原料为主要原料为纯碱纯碱、石灰石石灰石和和石英石英。将原料粉碎并按比例混合后加强热。将原料粉碎并按比例混合后加强热。CaCO3+SiO2 CaSiO3 +CO2 高温高温Na2CO3+SiO2 Na2SiO3 +CO2 高温高温特种玻璃特种玻璃光学玻璃光学玻璃：透光性能好、有：透光性能好、有折光和色散性。折光和色散性。石英玻璃石英玻璃：膨胀系数小、耐：膨胀系数小、耐酸碱、强度大、滤光性好。酸碱、强度大、滤光性好。玻璃纤维玻璃纤维：耐腐蚀、耐高温、：耐腐蚀、耐高温、不导电、不吸水、隔热、隔不导电、不吸水、隔热、隔音、防蛀。音、防蛀。钢化玻璃钢化玻璃：耐高温、耐腐蚀：耐高温、耐腐蚀强

7、度大、质量轻、抗震裂。强度大、质量轻、抗震裂。陶瓷陶瓷早在九千多年的旧石器时代，在黄河流域，早在九千多年的旧石器时代，在黄河流域，以以“三黄三黄”神农轩辕帝，伏羲氏炎帝，蚩尤神农轩辕帝，伏羲氏炎帝，蚩尤帝为首的先皇及先民们已经利用粘土的易塑帝为首的先皇及先民们已经利用粘土的易塑性，烧制了各种陶制生活用品。性，烧制了各种陶制生活用品。到了唐宋时期，陶瓷制造水平到达了顶峰。到了唐宋时期，陶瓷制造水平到达了顶峰。唐朝的唐朝的“唐三彩唐三彩”、宋朝的、宋朝的“钧瓷钧瓷”等闻名等闻名于世。可以说，陶瓷已成为中国文化精粹的于世。可以说，陶瓷已成为中国文化精粹的象征。象征。陶瓷具有抗氧化、抗酸碱、耐高温、绝

8、缘、陶瓷具有抗氧化、抗酸碱、耐高温、绝缘、易成型等许多优点。易成型等许多优点。四、四、新型无机非金属材料新型无机非金属材料1、高温结构陶瓷、高温结构陶瓷 具有耐高温、耐氧化、耐酸碱、硬度大、密度小等特点具有耐高温、耐氧化、耐酸碱、硬度大、密度小等特点氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷：极有前途的：极有前途的高温结构材料。由于熔点很高温结构材料。由于熔点很高，可用作高级耐火材料。高，可用作高级耐火材料。2、光导纤维、光导纤维 具有传导能力强、信息容量大、抗干扰、防窃听等特点。具有传导能力强、信息容量大、抗干扰、防窃听等特点。五、五、硅单质简介硅单质简介物理性质物理性质：带有金属光泽的灰黑色固体带有金属光泽的灰

9、黑色固体, ,熔点高、硬度大，性脆。熔点高、硬度大，性脆。特性特性：良好的半导体材料。是芯片等良好的半导体材料。是芯片等信息技术产品的关键材料。信息技术产品的关键材料。生活中最重要的调味品是什么？生活中最重要的调味品是什么？ 你知道么你知道么? ?若将海水中的盐结晶后平铺于陆若将海水中的盐结晶后平铺于陆地上，可使陆地平均升高地上，可使陆地平均升高你知道么你知道么? ?150米米第二节第二节 富集在海水中的元素富集在海水中的元素- -氯氯 趁着顺风，德军开启了压缩氯气钢瓶，趁着顺风，德军开启了压缩氯气钢瓶，在长约六公里的战线上，在长约六公里的战线上，黄绿色黄绿色的云团飘向的云团飘向法军阵地。毫无

10、准备的英法士兵随着黄绿色法军阵地。毫无准备的英法士兵随着黄绿色的气体涌来，先是咳嗽，继而喘息，拼命挣的气体涌来，先是咳嗽，继而喘息，拼命挣扎，口吐黄液慢慢躺倒。使扎，口吐黄液慢慢躺倒。使1.5万人万人中毒中毒，5000人死亡人死亡.这就是战争史上的第一次这就是战争史上的第一次化学战，化学战，从此，化学战作为最邪恶的战争被写入了人从此，化学战作为最邪恶的战争被写入了人类战争的史册。类战争的史册。2Na+Cl2 2NaCl 点燃点燃Cu+Cl2 CuCl2 点燃点燃2Fe+3Cl2 2FeCl3 点燃点燃棕褐色烟（但无火焰）棕褐色烟（但无火焰） 现象现象 剧烈燃烧剧烈燃烧加少量的溶液呈棕褐色加少量

11、的溶液呈棕褐色H2 +Cl2 2HCl 点燃点燃实验现象实验现象瓶口产生大量白雾瓶口产生大量白雾白色火焰白色火焰安静燃烧安静燃烧氢气与氯气混合后光照引爆氢气与氯气混合后光照引爆发生爆炸发生爆炸空气中形成大量白雾空气中形成大量白雾实验现象实验现象问题讨论问题讨论什么叫燃烧什么叫燃烧 ？ 可燃物跟空气中的氧气发生的一种可燃物跟空气中的氧气发生的一种发光发热发光发热的的剧烈剧烈的氧化反应叫做的氧化反应叫做燃烧燃烧。（初中化学对燃烧的定义）。（初中化学对燃烧的定义） 可燃物是否一定有氧气才能燃烧呢？可燃物是否一定有氧气才能燃烧呢？ 金属钠和铜，非金属氢气等都可以在氯气中燃金属钠和铜，非金属氢气等都可以

12、在氯气中燃烧，这四个反应有何相同的现象？烧，这四个反应有何相同的现象？ 的的剧烈剧烈的的化学反应化学反应叫做叫做燃烧。燃烧。发光发热发光发热Cl2+H2OHCl+HClO次氯酸次氯酸2HClO 2HCl +O2 光照光照Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O漂白液漂白液2NaClO+CO2+H2ONa2CO3+2HClO2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O漂白粉漂白粉Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3 + 2HClO第三节第三节 硫和氮的氧化物硫和氮的氧化物一、硫的存在以及物理性质一、硫的存在以及物理性质CS2二、硫的氧化物二、硫的氧化物1. 二氧化

13、硫二氧化硫 SO2S +O2 SO2 点燃点燃SO2+2NaOHNa2SO3+H2O氯水与二氧化硫的漂白性比较 氯水氯水 二氧化硫二氧化硫原理原理实质实质效果效果范围范围氯水中的氯水中的HClO将有将有色物质氧化成无色色物质氧化成无色物质物质SO2溶于水产生的溶于水产生的H2SO3与与有色物质直接化合生成无色有色物质直接化合生成无色不稳定的物质。不稳定的物质。氧化还原反应氧化还原反应非氧化还原反应非氧化还原反应永久性永久性暂时性暂时性可漂白大多数有色物质，可漂白大多数有色物质，能是能是 紫色石蕊试液先变紫色石蕊试液先变红后褪色。红后褪色。可漂白某些有色物质，不可漂白某些有色物质，不能使紫色褪色

14、，只变红能使紫色褪色，只变红2. 三氧化硫三氧化硫 SO3SO3+H2OH2SO4SO3+CaOCaSO4SO3+Ca(OH)2CaSO4+H2O三、氮的氧化物三、氮的氧化物无色无味气体，难溶于水，无色无味气体，难溶于水，难液化，密度比空气略小。难液化，密度比空气略小。1.N2的物理性质的物理性质 N2 +O2 2NO放电放电2.氮的氧化物氮的氧化物 NONO：无色无色、有刺激性气味的的有毒气体。、有刺激性气味的的有毒气体。 难溶于水难溶于水, ,也不与水反应。也不与水反应。 2NO+O22NO2NONO2 2：红棕色红棕色、有刺激性气味的有毒气体。、有刺激性气味的有毒气体。3NO2+H2O2

15、HNO3+NO思考思考 1. 1. 2. 2.3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO + O2 = 2NO2 2+ +得：得： 3 +2 得：得：3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO + O2 = 2NO2 第四节第四节 氨氨 硝酸硝酸 硫酸硫酸一、氮的固定一、氮的固定 合成氨工业简介合成氨工业简介二、氨的物理性质二、氨的物理性质三、氨的化学性质三、氨的化学性质 NH3+H20 NH3.H20NH3.H20 NH3+H20NH3.H20NH4+OH-NH3+HCl NH4Cl4NH3+502 4NO+6H20催化剂催化剂四、铵盐的化学性质四、铵盐的化学性质NH

16、4Cl NH3+HClNH4HCO3 NH3+CO2+H2ONH4NO3 +NaOH NaNO3+NH3+H2ONH4+OH- NH3+H2O五、氨的实验室制法五、氨的实验室制法药品：药品：氯化铵氯化铵氢氧化钙氢氧化钙条件：条件：加热加热装置：装置：固固+ +固加热制气固加热制气收集：收集：向下排气法收集向下排气法收集 检验及验满：检验及验满：湿润湿润的红色石蕊试纸变蓝的红色石蕊试纸变蓝2NH4Cl +Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O六、铵根离子六、铵根离子(NH4+)的检验的检验原理：原理：操作：操作：取少量待测液与试管中取少量待测液与试管中, ,加入适量加入适量NaOHNaOH溶液溶液, ,共热共热. .若产生的气体可使若产生的气体可使湿润湿润的红色石蕊试纸变