非金属及其化合物-复习课课件

非金属及其化合物复习课第一节

无机非金属材料---硅非金属元素在地壳中的含量一、硅的存在和结构：1、硅的存在：(1)硅在地壳中的含量仅次于氧,为26.3%(2)硅是一种亲氧元素,主要以氧化物及硅酸盐的形式存在。2、硅的结构：正四价3、主要物理性质结构类似金刚石，灰黑色、硬而脆有金属光泽的固体熔点、沸点高硬度大(2)加热（或高温）时：与O2、Cl2、C、N2等非金属反应。Si+O2==SiO2△Si+2Cl2==SiCl4△Si+C===SiC（碳化硅，俗称金刚砂）高温3Si+4N2===Si3N4（氮化硅，新型陶瓷材料）高温（3）浓硫酸、浓硝酸、KMnO4溶液等常温下都不与硅起反应。5、用途：高纯硅：重要的半导体材料，信息技术的关键材料，主要用于制造硅芯片，应用于计算机、集成电路、晶体管等半导体材料中，还用于制造光电池。合金变压器铁芯（含硅4%的钢有导磁性）

耐酸设备（含硅15%左右的钢有耐酸性）电脑的中央处理器（CPU）光伏电池SiO2+2C===Si+2CO高温6、工业制硅：（重点）（1）制取粗硅：工业上用焦炭在电炉中还原石英砂（主要成分SiO2）制得粗硅6、工业制硅：（重点）Si（粗）+2Cl2===SiCl4SiCl4+2H2===Si（纯）+4HCl高温高温（2）粗硅提纯：含杂质的Si与Cl2（或HCl）在高温下反应，生成的SiCl4（或SiHCl3）是沸点低的液体，蒸馏分离获得纯净的SiCl4（或SiHCl3），再用氢气还原得到高纯SiSi（粗）+3HCl====SiHCl3+H2SiHCl3+H2====Si（纯）+3HCl300°CCu或Ag粉1100°C5、酸性氧化物一般不与酸反应(除氧化还原反应外)，而二氧化硅却能与氢氟酸反应。6、非金属氧化物一般是分子晶体，而二氧化硅却是原子晶体。7、无机酸一般易溶于水，而硅酸和原硅酸却难溶于水。8、通常所说的某酸盐为一种酸根的盐，而硅酸盐却是多种硅酸(H2SiO3、H4SiO4、H2Si2O5、H6Si2O7等)的盐的总称。二、二氧化硅和硅酸思考1：什么是硅石、石英、水晶、玛瑙？讨论：试画出由硅石开始分类的树状分布图硅石结晶形（石英）无定形（硅藻土）水晶玛瑙①难溶于水，不与水反应

②不与酸反应：除氢氟酸以外（特性）SiO2+4HF==SiF4+2H2O

③是酸性氧化物,能与碱性氧化物或强碱反应SiO2+CaO===CaSiO3

SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O高温5.由于SiO2具有优良的物理化学性能，加上SiO2在自然界的广泛存在，因此从古到今都被人类广泛地应用着二氧化硅的用途:制造硅，制造光导纤维、化学仪器，光学镜片，石英坩埚，仪器轴承，制造硅酸盐材料等，沙子是基本的建筑材料（1）制光导纤维水晶制品

石英制品

思考：实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞，你知道为什么吗？

防止玻璃中的SiO2与NaOH溶液反应生成粘稠的Na2SiO3，使瓶塞和瓶口粘在一起三、硅酸(H2SiO3)（1）组成：硅酸是由HSiO三种元素组成的一系列化合物，种类很多，如H2SiO3（硅酸）

H4SiO4（原硅酸，易失水）、H6Si2O7（二聚硅酸）等。（2）性质：H2SiO3是SiO2的对应水化物（SiO2

是H2SiO3的酸酐），是一种不溶性酸，是一种白色固体，其酸性比H2CO3还弱，能与强碱反应2、性质：a、硅酸、原硅酸都不溶于水，属于弱酸，其酸性比碳酸弱Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓b、不稳定性：H4SiO4===H2SiO3+H2O(易)Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓总结：硅酸1、制法：C、吸附性，干燥，催化四、硅酸盐

最简单的硅酸盐是硅酸钠（Na2SiO3），其水溶液俗称为水玻璃，可用作肥皂填料、木材防火剂等放入蒸馏水现象结论水份蒸发后燃烧放入Na2SiO3溶液水份蒸发后不燃烧水份蒸发后，失去防火作用防火效果好用作防火剂1.硅酸钠传统无机非金属材料：陶瓷、玻璃、水泥新型无机非金属材料：新型陶瓷高温结构陶瓷、压电陶瓷透明陶瓷、超导陶瓷等要领：两边原子个数守恒格式：金属氧化物、二氧化硅、水顺序：金属按活动顺序表硅酸盐的改写练习：如何用氧化物的形式表示下列硅酸盐石棉：CaMg3Si4O12长石：KAlSi3O8普通玻璃：CaNa2Si6O14黏土：Al2(Si2O5)(OH)4

3MgO·CaO·4SiO2K2O·Al2O3·6SiO2CaO·Na2O·6SiO2Al2O3·2SiO2·2H2O钙沸石：Ca(Al2Si3O10)·3H2O正长石：KAlSi3O8氯气物理性质结论：氯气是黄绿色有刺激性气味有毒气体易液化密度比空气大能溶于水（1:2）思考：Cl2的贮存和运输（贮存在钢瓶中进行运输，因干燥Cl2或液氯不与Fe反应）氯气化学性质点燃点燃点燃点燃（2）与非金属反应：H2+Cl2===2HCl（苍白色火焰，瓶口产生白雾，白雾）（1）与金属反应2Na+Cl2===2NaCl（产生白烟）Cu+Cl2===CuCl2（棕黄色的烟）2Fe+3Cl2===2FeCl3（棕黄色的烟）(4)氯气与碱反应2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O有效成分:NaClO2Ca(OH)2+2Cl2==Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O漂白粉、漂粉精漂白液有效成分:Ca(ClO)2（3）与H2O反应（可逆反应）：Cl2+H2O⇋HCl+HClOCl2+H2O⇋H++Cl-+HClOCl2与强碱反应中Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O（除去多余的氯气，生成漂白粉）（5）与还原性物质反应2FeCl2+Cl2==2FeCl3（除氯化铁中氯化亚铁，氧化性：Cl2>Fe3+）H2S+Cl2==S↓+2HCl（置换出S，氧化性：）2NaBr+Cl2==Br2+2NaCl（海水提溴，氧化性：）2KI+Cl2==I2+2KCl（用淀粉碘化钾检验Cl2）SO2+Cl2+2H2O==2HCl+H2SO4（Cl2和SO2混合失去漂白作用）3NH3+8Cl2==6NH4Cl+N2（用浓氨水检验Cl2管道是否漏气）氯气用途：①用于自来水杀菌、消毒②制造盐酸（氢气和氯气反应）③制造漂白粉④制造高纯硅、锗和金属钛等⑤是合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、燃料和药品的重要原料一旦发生大量氯气泄露，我们应该怎样进行应急处理？问题氯气有毒；逆风撤离，转移到高处，立即喷水和喷已稀释的NaOH溶液。在没有防毒面具的情况下，可用湿毛巾捂住眼睛和呼吸道，顶风撤离到上风和侧风方向。氯水的成分和性质（重点内容）氯气溶于水形成的水溶液即氯水思考：氯水与其他物质发生反应是写Cl2还是HClO？液氯与氯水的区别？新制氯水与久置氯水的区别？纯净物混合物分子：离子：Cl2

，HClO，H2OH+，Cl－，ClO－分子：H2O离子：H+，Cl－新制有氧化性，无酸性和漂白性有酸性，强氧化性，能漂白，消毒，光照时HClO分解久置只有Cl2子实验室使用的氯水只能现配现用,并盛放在棕色试剂瓶中只有酸性（旧置氯水即盐酸）氯气化学性质信息：次氯酸是一元弱酸，其酸性比碳酸还弱，具有很强氧化性，能杀死水里的病菌，具有杀菌消毒作用，且能使某些染料和有机色素褪色，可用作棉、纸张等的漂白剂，次氯酸不稳定，且见光分解放出氧气。1、与水反应Cl2+H2O=HCl+HClO新制氯水中有哪些分子和离子:分子:离子:（弱酸）H2O、Cl2、HCl、HClO新制氯水的组成二、氯气化学性质1、与水反应Cl2+H2O=HCl+HClO（弱酸）2HClO==2HCl+O2↑光照反馈练习下列物质中具有漂白作用是()A、干燥氯气B、液氯

C、新制氯水D、久置氯水水和氢氯酸(盐酸)H2O、Cl2、HCl、HClOC

含氯漂白剂的成分和漂白原理思考

★氯气的实验室制法☆净化装置☆发生装置☆反应原理装置图☆气体收集\尾气处理装置☆干燥装置实验室制备氯气的装置图一、反应原理注意1.二氧化锰为难溶于水的黑色固体。2.稀盐酸与二氧化锰不反应。3.参加反应的盐酸一部分作还原剂，被氧化称Cl2，一部分起酸的作用。4.在常温下,高锰酸钾、氯酸钾、漂白粉等固体跟浓盐酸反应能产生氯气。MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2OMnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O注意5.书写方程式时注意“浓、热、气、平”6.★此反应必须加热，且缓慢加热，避免浓盐酸挥发。在MnO2与浓盐酸反应中，随着反应的进行，HCl的挥发、HCl的消耗、H2O的生成都会导致盐酸浓度降低，当盐酸稀至一定浓度后，Cl-还原性减弱，会导致反应停止。所以，即使是足量的MnO2，也不会将HCl的一半全部氧化。n（HCl）<1/4n（HCl）二、发生装置固+液(加热)型有关仪器的名称:铁架台(带铁圈铁夹)、酒精灯、石棉网、烧瓶、双孔塞、分液漏斗、玻璃导管。组装过程。三、净化装置先用饱和食盐水吸收氯气中混有的氯化氢气体;再用浓硫酸干燥氯气。装配原则:先洗气后干燥、气体从长导管进短导管出。饱和食盐水浓硫酸四、气体收集和尾气处理装置氯气微溶于水且比空气重,故用向上排空气法收集。氯气有毒,污染空气,故用浓氢氧化钠溶液吸收。氯气可用湿润的淀粉-碘化钾试纸检验。2KI+Cl2=2KCl+I2(碘遇淀粉变蓝)集气瓶浓NaOH溶液发生装置的组装过程的动画氯气发生装置的组装过程放好铁架台,根据酒精灯外焰的高度确定铁圈和石棉网的位置,最后固定组合装置洗气瓶和排水测量气体体积装置

洗气瓶排水测量气体体积氯气收集过程的动画向上排空气即空气在上层被收集气体在下层实验室制备氯气的装置图

返回原处氯离子（Cl-)的检验

阅读实验4-6有关反应的离子方程式是：Ag++Cl–==AgCl2Ag++CO32-==Ag2CO3Ag2CO3+2H+==2Ag++CO2

+H2O

某溶液中加入AgNO3溶液产生白色沉淀，则可确定该溶液中一定有氯离子，这种说法对不对？

在被检验的溶液中加入稀硝酸酸化，再滴入AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则被检液中含有Cl-。（2）方法和结论：(1)试剂:AgNO3溶液、稀硝酸

或在被检验的溶液中滴入AgNO3溶液，若产生白色沉淀，再加入稀硝酸，沉淀不溶，则被检液中含有Cl-。小结

？拓展二氧化氯（ClO2）ClO2是一种黄绿色易溶于水的气体，具有强氧化性，是一种高效、广谱、安全的杀菌消毒剂（1）ClO2杀菌漂白能力优于Cl2且安全无毒。以等质量的氧化剂所得的电子数来测量消毒剂的消毒效率，则ClO2与Cl2的消毒效率之比5/67.5：2/71=2.63（自行解释）硫的性质及用途第三节硫和氮的氧化物（1）硫的存在游离态：火山口附近或者地壳的岩层里面化合态硫化物：硫铁矿（FeS2）、黄铜矿（CuFeS2）硫酸盐：石膏（CaSO4·2H2O）、芒硝（Na2SO4·10H2O）蛋白质、化石燃料（煤、石油、天然气）化合态的硫主要以硫化物和硫酸盐的形式存在石膏黄铁矿黄铜矿（2）物理性质（3）化学反应①与金属：2Na+S==Na2S，Fe+S==FeS，Cu+S==Cu2S

(低价的硫化物）②与非金属：H2+S==H2S，S+O2==SO2,2S+C==CS2△△△△△点燃③与强碱：3S+NaOH（热）==Na2SO3+2Na2S+3H2O④与氧化性酸：S+H2SO4（浓）==3SO2↑+2H2O⑤黑火药：2KNO3+3C+S==K2S+3CO2↑+N2↑△引燃（4）硫的用途：重要的化工燃料，主要用于制造硫酸、化肥（苯酚、硫酸钾）、农药（石灰硫黄合剂）、火柴、爆竹烟花、药品（如硫黄软膏医治某些皮肤病）、硫化橡胶注意误区：（1）试管内壁附着的S不能用水、酒精洗涤，宜用NaOH溶液（微热）或CS2洗去。不能把S和Br2和I2混为一谈，误以为S溶于酒精。（2）S在空气和氧气中燃烧颜色对比；燃烧产物SO2，而不是SO3SO2和SO3的性质二氧化硫(sulphurdioxide)1.无色、有刺激性气味、有毒气体2.比空气密度大3.易溶于水

(1体积水溶解40体积SO2）4.易液化(101KPa沸点是-10℃)（NH3溶于水1:700)(HCl

溶于水1:500)SO2的物理性质：与碱性氧化物反应生成盐

与H2O反应生成酸

１、酸性氧化物与碱反应生成盐和水1二氧化硫化学性质|酸性氧化物的通性请同学们写出SO2与Na2O、NaOH溶液、Ca(OH)2溶液的反应方程式。②与碱性氧化物化合：CaO+SO2=CaSO3③与碱反应：Ca(OH)2+SO2=CaSO3↓

+H2O

使澄清石灰水先变浑浊后变澄清的气体，除二氧化碳外，还可能是二氧化硫。注意SO2＋2NaOH=Na2SO3＋H2OSO2＋NaOH=NaHSO3★过量CaSO3+H2O+SO2=Ca(HSO3)2★过量

④与盐的反应：SO2＋Na2SO3＋H2O=2NaHSO3CaSO3+H2O+SO2=Ca(HSO3)2SO2＋NaHCO3=NaHSO3+CO2↑SSS（SO2）S-20+4+6思考：请同学们标出SO2中S元素的化合价，根据SO2中S元素的化合价推断它应具有怎样的化学性质？二氧化硫化学性质|氧化性还原性还原性氧化性加还原剂如H2S等加氧化剂如O2、Cl2、Br2、KMnO4、HNO3等★但不能被浓H2SO4氧化，因此可以用它来干燥SO2二氧化硫化学性质|氧化性还原性2、既有氧化性，又有还原性

——从氧化还原角度注意硫化氢气体中毒(1)氧化性2H2S+SO2==2H2O+3S↓2SO2+O2====2SO3催化剂

加热+4S+6S被氧化(2).还原性SO3+H2O==H2SO4SO3是一种无色固体，熔点16.8℃，沸点44.8℃。a.与O2的反应:

b.与卤素单质的反应:

SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBrSO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl（氯水褪色）c.与其他氧化剂反应:

例如：与KMnO4反应使KMnO4溶液褪色溴水褪色探究4：向一支盛有SO2溶液的试管滴入1-2滴品红溶液，然后振动试管。观察溶液的颜色变化。二氧化硫化学性质|漂白性加热刚刚使品红溶液褪色的SO2水溶液的试管，观察试管中的颜色变化？3、具有漂白性

——从特性角度原理：二氧化硫与某些有色物质直接生成不稳定的无色物质实质：化合作用程度：暂时性，加热可复原范围：

漂白某些有色物质，不能使紫色石蕊试液褪色探究结论：SO2具有漂白性二氧化硫的化学性质|漂白性二氧化硫的化学性质|漂白性

不同。前者缘于SO2的还原性，发生的是氧化还原反应。后者缘于其漂白性，发生的是非氧化还原反应.小结:思考与交流:

SO2能使溴水、KMnO4溶液褪色与SO2使品红褪色，实质相同吗?二氧化硫的化学性质

漂白性的比较名称原理实质程度范围二氧化硫氯水

二氧化硫溶于水产生的亚硫酸与有色物质直接结合生成不稳定的无色物质

氯水中的次氯酸将有色物质氧化成无色物质化合作用

氧化作用暂时性，加热可复原

永久性

漂白某些有色物质，不能使紫色石蕊试液褪色

漂白大多数有色物质，能使紫色石蕊试液褪色三氧化硫1、（常温下液体）熔点为16.8℃，沸点为44.8℃。标准状况下，无色固体，熔沸点低，有吸湿性。2、SO3的化学性质具有酸性氧化物的通性SO3＋H2O＝H2SO4SO3+CaO=CaSO4SO3+Ca(OH)2=CaSO4+H2O注意：标准状况下，SO3不是气体，是一种无色固体。几种具有漂白性物质的性质比较：将有色的色素氧化为稳定的无色物质与色素结合成不稳定的无色物质将有色物质的分子吸附在其表面氧化还原反应(化学变化)非氧化还原反应(化学变化)物理吸附(物理变化)氮气和氮氧化合物性质化学性质：N2化学性质不活泼，在一定条件下能与O2、H2、Mg等直接化合N2+O2===2NO（强调！）N2+3H2====2NH3（可逆）N2+3Mg===Mg3N2放电高温、高压催化剂点燃

N2+O22NO

(无色)

2NO+O2=2NO2

(红棕色)放电或高温

在通常情况下，氮气与氧气不发生反应，但在放电或高温条件下，氮气与氧气会发生反应，生成无色的，不溶于水的一氧化氮（NO）。一氧化氮在常温下很容易和空气中的氧气化合，生成红棕色的二氧化氮。

汽车发动机在工作（放电）时，汽缸中的空气中氮气和氧气就会反应生成氮的氧化物，因此汽车尾气中含有大量氮氧化物。二、氮氧化物

空气中氮气和氧气在放电下生成一氧化氮，一氧化氮再和氧气反应，生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，硝酸与土壤中矿物质作用形成可溶性硝酸盐，成为氮肥被植物吸收×★归纳整理★1.NO和NO2比较无色，不溶于水，有毒气体红棕色，溶于水，有刺激性气味，有毒气体，易液化①常温下与O2化合：2NO+O2=2NO2（常用于检验NO）②弱氧化性：6NO+4NH3=5N2+6H2O①与H2O反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO（工业制硝酸的反应原理）②氧化性较强：a.NO2+SO2=NO+SO3b.可使湿润的淀粉KI试纸变蓝③自身聚合：2NO2===N2O4（可逆）（敲黑板此反应）④与NaOH溶液、Na2CO3溶液等反应2.氮氧化合物种类

3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO2NO+O2=2NO23NO2＋H2O＝2HNO3＋NO3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO+O2=2NO2×2总反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3

+）3NO2+H2O=2HNO3+NO2NO+O2=2NO2×3×2+）总反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3

两个极重要的反应方程式:三、SO2、NO、NO2的实验室制法1、SO2和NO2是主要的大气污染物。污染物的来源：（1）SO2主要来自于化石燃料（如煤与石油）的燃烧、制造硫酸以及含硫金属的冶炼（8CuFeS2+21O2==8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2）（2）NOx主要来自于汽车尾气，硝酸工业尾气也有NOx。四、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染汽车尾气中含有污染空气的碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化合物等气体。目前，世界各国大多在汽车的排气管上装一个“催化转换器”（用铂、钯合金作催化剂），来降低汽车尾气中的有害物质。请你写出NO和CO在催化剂作用下反应的化学方程式。2NO+2CO====N2+2CO2催化剂2.酸雨（pH＜5.6的雨水）①形成：空气中S的氧化物和N的氧化物(H2SO4、HNO3)随雨水降下就成为酸雨。②危害：破坏农作物、森林、草原，使水土酸性化；加速建筑物等腐蚀。③酸雨的类型硝酸酸雨：3NO2+H2O=2HNO3+

NO

硫酸酸雨：或：SO2+H2O

H2SO3SO3+H2O＝H2SO42SO2+O22SO3催化剂△2H2SO3+O2＝2H2SO4催化剂3.破坏臭氧层在低层大气中，NOx是生成O3的催化剂，但在高空平流层，NOx光解为NO，NO在平流层中对O3有破坏作用。SO2具有还原性，也能破坏臭氧层。4.形成光化学烟雾含有NOx和碳氢化合物等一次污染无的大气，在阳光的照射下发生化学反应二产生二次污染，这种一次和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象称作光化学污染。光化学污染的特征是烟雾呈淡蓝色，具有强氧化性，能使橡胶裂开，刺激人的眼睛，伤害植物的叶子，使空气能见度降低6.SO2和NOx的吸收处理吸收SO2：使用NaOH溶液或者Na2SO3溶液SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O吸收NO2：使用NaOH溶液2NO2+2NaOH＝NaNO2+NaNO3+H2O吸收NO：混入空气后再用NaOH溶液吸收2NO+O2=2NO2NO+NO2+2NaOH＝2NaNO2+H2O7.酸雨的防治措施预防污染：调整能源结构、发展清洁能源、优化能源结构、提高能源利用率。治理污染：依法治理污染、推广脱硫技术、改进燃烧技术、烟气脱硫1.某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来，同时证明氯气的某些性质，甲同学设计了如下图所示的实验装置（支撑用的铁架台省略），按要求回答问题。（B中装的是无水硫酸铜）（1）装置A的作用是制取氯气，其反应的化学方程式为：

（2）若用含有0.2molHCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制Cl2，制得的Cl2体积（标准状况下）总是小于1.12L的原因是

（3）①装置B的作用是

，现象是

。②装置C和D出现的不同现象说明的问题是

。③装置E的作用是

。④写出装置F中发生反