高中化学必修一非金属及其化合物

第四章非金属及其化合物

Ayr-

弟-P考

纲1.了解碳、硅单质及其重妥化合物的主要性质及应用,

碳、硅及无机非金属材料要2.了解碳、硅单质及其重要化合物对•环境质量的影响

［循着图示•想一想］［特色特性•记一记］

I.特殊的存在形式：C——金刚石、石墨、

Cso

2.特殊的用途：Si——半导体材料、太阳能

电池板

SiO2——光导纤维

H2SiO3―硅胶可作干燥剂

Na2SiO3(水玻璃)——黏合剂、耐火阻燃材料

3.特殊的表示方法：硅酸盐可以用氧化物的

形式表示

如Na2SiO3^Na2O-SiO2

4.特殊的性质：

(l)Si与NaOH溶液的反应：

Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2t

⑵SiC>2能溶于氢氟酸：SiO2+4HF=SiF4t

+2H2O

(3)H2CO3的酸性强于H2SiO3：

Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiO3I

(4)粗硅的制备：SiO2+2C=^^Si+2COt

考点一|碳'硅单质及其氧化物的性质(基础送分型——自主学习)

1.碳、硅元素的原子结构与存在

碳硅

原子结构示意图0))

在元素周期表中的位置第二周期WA族第三周期WA族

单质的结构金刚石：空间网状结构晶体硅：与金刚石类似的空间

石墨：层状结构网状结构

元素在自然界中的存在形式既有游离态又有化合态只有化合态

2.碳、硅单质的性质

（1）碳、硅的物理性质和用途（用短线连接起来）:

|①金刚石|[a.质软、能导电。可制电极]

[②石墨）[b.作吸附剂、脱色剂]

c.烯点高、硬度大■,制饰品

[③Ceo和切削工具

|d.熔点高.半导体材料和制,

|④活性炭][光电池的胡W

|e.具有特殊结构。可能成为

（⑤晶体硅]|新型催化先施催化剂载体

提示：①一c,②一a,③一e,@一b,⑤一d

（2）碳、硅的化学性质：

①碳单质的化学性质

CO2,SiO2c|CuO、浓硫酸Xc

co---------------------------------co,

。式不足）|常温下不活泼|。式充足）

a.与O2的反应（用化学方程式表示）：

02不足：2c+02型2CO：02充足：C+O2型CO20

b.与其他物质的反应（用化学方程式表示）：

与CuO反应：2CuO+C旦丝2CU+CO2t（可用于金属的冶炼）:

与CO2反应：CC）2+C^^2CO；

与水蒸气反应：C+H2O（g）县退CO+H2（制水煤气。

与浓硫酸反应：C+2H2so4（浓）4ctht+2SO2t+2氏0。

②硅的化学性质

与F?、氢氟酸、

常温工

；不能被浓硫酸、浓硝：Na（）H溶液反应

:酸等强氧化剂氧化加热或-「匚74…暹―5

）;二二二二二二」

a.与氢氟酸反应的化学方程式：Si+4HF=SiF4t+2mt;

b.与NaOH溶液反应的化学方程式：Si+2NaOH+H2O=NazSiO3+2H2t;

c.与O2反应：Si+ChdsiCh。

3.二氧化硅与二氧化碳的比较

（1）物理性质：

①熔、沸点：SiO2的熔、沸点比82的熔、沸点高。

②溶解性：CO2可溶于水，SiC)2不溶于水。

⑵化学性质：

物质二氧化硅二氧化碳

与水

不反应CO2+H2OH2c03

反应

与酸只与氢氟酸反应：SiO2+

不反应

反应4HF=SiF4t+2氏0

CO2少量：CO2+

SiO2+2NaOH=Na2SiO3

与碱(NaOH)

2NaOH=Na2CO3+H2O

+H2CX盛碱液的试剂瓶用

溶液反应CO足量：CO2+

橡胶塞)2

NaOH=NaHCO3

如与Na2c03反应：

如与Ca(ClO)2反应：

与盐

SiOi+Na2co3Ca(ClO)2+CO2+

反应

H2O=CaCO31+2HC1O

NazSith+CCht

与碱

如与CaO反应：

如与Na2O反应：

性氧化高:日

SiOz+CaO^^CaSQ回CO2+Na2O=Na2cO3

物反应一

(3)主要用途:

CO2：制饮料、碳酸盐，干冰用作制冷剂。

SiO2：作光导纤维，制光学仪器、电子部件，水晶可制作饰品。

［知能存储］

硅及其化合物的特性

1.硅单质的特性

(l)Si的还原性强于C,但C却在高温下还原出Si：SiCh+2C高温,Si+2cOt。

(2)非金属单质与碱液作用一般无Hz放出，但Si与碱液作用却放出H2：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3

+2H2to

(3)非金属单质一般不能与非氧化性酸作用，但Si能与HF作用：Si+4HF=SiF4t+2H2t»

(4)非金属单质大多为绝缘体，但Si为半导体。

2.含硅化合物的特性

物质一般规律含硅化合物的特性

酸性氧化物一般与水反应生成相应酸SiCh不溶于水，不与水反应

SiO2

酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应

SiO2+HF=SiF4t+2H2O

以下反应不能说明酸性的强弱

Na2cCh+SiO2星丝NaSiO+

“较强酸制较弱酸”是复分解反应的一般规23

律，H2c。3酸性强于H2SK)3CO2t

HSiO

23自''日

Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO31

CaCO3+SiO2旦丝CaSiO3+

CO2f

无机酸一般易溶于水硅酸难溶于水

考点二I硅酸、硅酸盐、无机非金属材料(基础送分型——自主学习)

1.硅酸

难溶于水

品A酸性比碳酸还勃

/INa2siOs+COz+H,。=Na2cOyHzSiCM

H'SiOs与SiOjHzO

可溶性硅酸盐与盐酸等反应制得：

厂福1藁、」硅胶可用作催化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：是由硅、氧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。

⑵硅酸盐组成的表示方法：

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(NazSiOJ可表示为Na2O-SiO2,

长石(KAlSi3O8)可表示为R石AkC>3,6SiO2。

(3)硅酸钠：

①白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃,有黏性，水溶液显碱性。

②与酸性较硅酸强的酸反应：

a.与盐酸反应的化学方程式：Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3I。

b.与CO2水溶液反应的化学方程式：Na2SiO3+H2O+CO2=Na2CO3+H2SiC>3J。

③用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。

3.无机非金属材料

(1)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。

①常见硅酸盐材料比较

水泥坂竭陶瓷

生产原料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英黏土

主要设备水泥回转窑玻璃熔窑陶瓷窑

②玻璃生产中的两个重要反应：Na2cCh+SiCh高温,Na2SiO3+CO2t;CaCOa+SiO,高温*CaSiCh+

co21»

(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。

=硅及其化合物在常用物质中的易错点

(1)用作半导体材料的是晶体硅而不是SiO2,用于制作光导纤维的是SiO2而不是硅，计算机芯片的成分

是晶体硅而不是SiO2»

(2)水晶、石英、玛瑙、硅石、沙子等主要成分是SiO2,而不是硅酸盐。

(3)传统无机非金属材料陶瓷、水泥、玻璃的主要成分是硅酸盐。

——［探规寻律］------------------------------------------------------------------

硅酸盐改写成氧化物形式的方法

(1)氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物一较活泼金属氧化物一二氧化硅一水。

(2)氧化物前计量数的配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置计量数，且

不同氧化物间以隔开。

(3)当计量数配置出现分数时应化为整数。如正长石：KAlSi3O8不能写成;K201Al2。3・3竽。2,应写成

K2OAl2Oy6SiO2»

［知能存储］

常用的“碳三角”转化关系

®°z(足量)“C。

C

⑤Mg

®2C+O2=^=2CO;

②2co+。2金丝2c。2

③C+CC>2^^2CO;

@C+O2=^=CO2

⑤2Mg+CO2=^=2MgO+C

含硅化合物间的重要转化关系

①SiCh+2NaOH=Na2SiO3+H2O

②Na2SiO3+CO2+H2O=Na2cCh+HzSiChI

+

(或SiOr+2H=H2SiO3I)

@H2SiO3=^=H2O+SiO2

上述转化关系是含硅化合物推断题的重要突破口。

XX------H-4-

弟—干

考

纲1,了解氯元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。

氯及其化合物要2.了解氯元素单质及其也要化合物对环境质量的影响

'求

［循着图示•想一想］［特色特性•记一记］

无色、有刺激性

I.特殊的颜色：C12——黄绿色气体

气味，极易溶于

FeChCuClNaClSH2so.水，在空气中易

2Br2——红棕色液体

形成白雾

|N%S|sOz+HzO

漂白12——紫黑色固体

的

有Ca(OH)H”光(或点燃，发出苍白色火焰)

2HC1

成

分Ca(C10)

22.特殊的成分：新制氯水中含三分子

稀浓盐酸MnO,A

OCc2

也2a

酸+o

H黄绿色AgNO3(Ch、HC1O,HO),四离子(C「、CIO,H

(2HNaBrH2SO42

或)OL

种

一+、OH)

酸白色,

弱AgBr

IIC1O深红棕色AgCl

淡黄色,Agl

有色光3.X~(卤素离子)的检验：

黄色HNO3

布条照

(稀)er

—*-AgCl<(白色)

紫黑色变蓝不溶解

X/(浅黄色)

—*AglC(黄色)

4.必记五反应：

(1)C12+H2OHC1+HC1O

(2)2C12+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2

+2H2O

(3)Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3I+

2HC1O

(4)C12+SO2+2H2O=H2SO4+2HC1

⑸MnO2+4HCl(浓)q=MnC12+C12t

+2H2O

考点一|氯单质及其化合物的性质(重点保分型一师生共研)

［基础自主落实］

1.氯气的物理性质

颜色气味毒性密度特性

黄绿色强烈刺激性气味直毒比空气大易液化

［注意］闻氯气气味的方法是用手在瓶口轻轻扇动，使极少量的C12飘进鼻孔。

2.从氯的原子结构认识氯气的化学性质

——氧化性

、、'得le、、'

287------288

IjlH>,Fe,I

(1)与金属反应：与变价金属反应生成高价金属氯化物。

①与铁反应：2Fe+3c修2FeCho

②与铜反应：Cu+Cl2=CuCho

(2)与非金属反应

点燃或光照

与H2反应:H2+C122HCL

,安静燃烧.发出赶i色火焰.瓶口有白雾

现象一光昭时

…,剧烈反应.发生爆炸.施u6白雾

(3)与还原性无机化合物反应

①与碘化钾溶液反应：Ck+2KI=2KCl+l2。

②与SO2水溶液反应：Ch+SO2+2H2O=H2SO4+2HCl。

③与FeCL溶液反应：2F与12+Cb=2FeCb。

3.从化合价的角度认识CL的化学性质

——歧化反应

氯气与水或碱反应，氯的化合价既有升高又有降低，因而氯气既表现氧化性又表现还原性。

(1)与水反应

氯气与水反应的化学方程式：CI2+H2OHC1+HC1O。

⑵与碱(NaOH)反应

反应的化学方程式：CL+2NaOH=NaCl+NaClO+氏。。

4.次氯酸

酸性弱于碳酸

使有色布条褪色［强.稳「见光分解

用作消毒剂、漂白剂」化性、~氯水的配制与保存

(1)不稳定性：次氯酸分解反应的化学方程式为2HC1O普=2HC1+O2t。氯水须现用现配，保存在棕

色瓶,置于冷暗处。

(2)强氧化性

①能将有色物质氧化为无色物质，作漂白剂。

②杀菌、消毒。

(3)弱酸性

向NaClO溶液中通入少量CO2,化学方程式为2NaClO+82+IhO=Na2co3+2HC1O。

5.次氯酸盐

⑴漂白液

有效成分

一NaCK)

制备原理

—;--------Cl,+2Na()H—=NaCl+NaCK)+H,()

(化学方程式)一----------------------------------------

漂A液一

酸、碱性

------►水解呈辿性

漂白原理

-------*与酸性物质作用生成HCIO

(2)漂白粉

①成分：漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2、CaCk,其中有效成分是Ca(ClO)2。

②制备原理：化学方程式为2CL+程a(OH)2=CaC12+Ca(ClO)2+2H2O。

③漂白原理：化学方程式为Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3I+2HC1O。

［知能存储］

氯水成分的实验探究方法

新制氯水为浅黄绿色有刺激性气味的液体，由多种成分组成决定了它具有多重性质，在与不同的试剂

反应时，起作用的微粒不同。具体的探究过程见下表：

所加试剂实验现象参与反应的微粒离子方程式或解释

AgNCh溶液白色沉淀CFCr+Ag+=AgCl1

固体有气泡产生H+

Na2cCh2H+cor=O2t+H2O

有色布条布条颜色褪去HC1O发生氧化还原反应

+-

SO2+C12+2H2O=4H+2C1

黄绿色褪去

so2C12

+sor

石蕊溶液先变红后褪色H+、HCIO酸性和漂白性

次氯酸盐的强氧化性

CKT不论是在酸性、碱性条件下都能跟亚铁盐、碘化物、硫化物、亚硫酸盐等发生氧化还原反应，即

CKT与广、Fe2+、S2,SOF不论是在酸性环境还是在碱性环境中均不能大量共存。如漂白粉遇到亚硫酸

2+-

盐：Ca+CIO+SOr=CaSO4I+CF„

考点二|卤素的性质及卤素离子的检验(重点保分型—师生共研

［基础自主落实］

1.卤素单质的相似性

(1)都能与大多数金属反应：

2Fe+3Br2=^=2FeBr3

i△

Fe+12=：Fel2

(2)都能与出反应：

H2+X2=2HX

(3)都能与水反应：

X2+H2OHX+HXO(F2除外)

(4)都能与碱液(如NaOH)反应：

X2+2NaOH=NaX+NaXO+H2O(F2例外)

2.卤素单质的递变性

F?B「2I2

颜色浅黄绿色黄绿色深红棕色紫黑色,

颜色加深

气体气体液体飒体

熔、沸点

逐渐升高

密度逐渐增大.

反应溶解溶解微号

水溶性逐渐减小’

与氢气化合或与水反应由易到理

氧化性逐渐减弱'

还原性(X-)逐渐增强

氯、澳、碘单质氧化性强弱顺序是：Cl2>Br2>l2；

阴离子还原性由强到弱顺序是：r>Br>cr：

Ch能从B1的溶液中置换出Br2,离子方程式为2Br+C12=?Cl+Br2：

Br2能从F的溶液中置换出12,离子方程式为2l+Br2=2Br+l2。

3.卤素离子的检验方法——沉淀法

滴加AgNOs［白色沉淀，则有◎二

未知满溶液和稀硝酸一牛成，浅黄色沉淀,则有此

.黄色沉淀，则有匚

（DB。在常温下呈液态，是唯一的液态非金属单质。液态Bn有剧毒，易挥发，故保存

Bn时在试剂瓶中Bn液面上需用水封，磨口的玻璃塞用蜡封。

（2见遇淀粉显蓝色，这是碘单质的特殊性质，该性质可用于检验C12。C12可使湿润的

淀粉KI试纸变蓝，其实质是C12+2「=2Cr+L。此外碘单质易升华，是常温下固体单质

中唯一的双原子分子。

一［知能存储］-------------------------------------------

卤素离子的其他检验方法

1.置换——萃取法：

上4加适量新制饱和氯水加入CC14（下层）或汽油（上层）

未知液—«一-------菽-------

口［红棕色或橙红色，表明有B/

有机层呈］紫色、浅紫色或紫红色，表明有r

2.氧化——淀粉法检验I:

未知液加入适量新制黑氯水（或双氧水）,淀黑液,蓝色溶液,表明有r

考点三|氯气的制备'性质综合实验探究（重点保分型——师生共研）

［基础自主落实］

1.氯气的实验室制备

:用强氧化剂（如KMnO,、K2Cr2O7,KClO3,MnO2

（反应原理）等）氧化浓盐酸，如:MnOz和浓盐酸反应的化学

一:方程式为MnOz+4HCl（浓）△MnClz+CU+ZHz。

（装置类型产：固体+液体基气体\

.o-------------------

（净化方法甘、用饱和食盐水除去HC1,再用浓H,SO,除去水蒸气j

,。、:二二二二二二二二二二二二二二二二二

|收集方法H.向上排空气法或排饱和食盐水法i

,O、:二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二

|尾气吸收用强碱溶液（如NaOH溶液）吸收j

2.验满方法

⑴将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛C12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C12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C12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HC1的含量，加热温度不宜过高，以减少HC1挥发。

(3)实验结束后，先使反应停止并排出残留的CL,再拆卸装置，避免污染空气。

(4)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。

［知能存储］

谨记涉及氯气制备与性质探究实验的典型装置

饱和食浓H2SO4干燥有湿润有KI淀NaOH

盐水色布条色布条粉溶液：溶液1

&.……&…….......昱.............B............弓............£....

气体的净化装

气体的发生装豆,氯气性质探究型实氯气性质探究型物质的制备型实验装尾气吸收装

置，其中饱和食

适合固体与液体验装置，通过干燥实骏装置，通过置，铁与Cl?在加热置，为防止多

盐水是为了除

混合共热制取气的有色布条不褪色,溶液的颜色由无条件下产生红棕色的余的Cl2污染

体.滴加浓盐酸去3中的HC1,湿涧的有色布条褪色变成蓝色，证烟，反应的化学方程环境，多余的

时，妥拔开分液浓H2s是为式为2Fe+3Cl=5可用NaOH

色来证明Cl?无漂明Cl2的氧化性2

漏斗盖(或使分了除去中的2FeCL，但实验的缺溶液吸收，若

白性,Cl?与水反应强于12,反应原

液漏斗盖上的小水蒸气，其装陷是FeCl3沸点低，为HC1、NH3等

生成的HC10有漂理为C1+2KI

孔对齐)目的是置特点是“长2气化后易发生堵塞，极易溶于水的

白性，实险的关键

=2KC1+IO改进的方法是在尾

便于分液漏斗中管进气，短管2气体，则需要

点是通入的Cl必

的液体顺利流出.2气吸收装置前增加增加防倒吸

出气。

须是干燥的。

收集FeCl3的装置.装置.

“女----HH

弟二

T考

纲1.了解硫■元素单质及其重■要化合物的主要性盾及应用.

硫及其化合物要2.了施琉元太单盾及其重要化合物对环境质量的帮响

''求

［循着图示•想一想］［特色特性•记一记］

1.特殊的颜色：S——黄色固体；FeS、

Cu2S——黑色固体

2.特殊的转化：S—吐SO2—吐5。3型

H2s04

3.特殊的性质：浓H2s04——吸水性、脱

水性、强氧化性

so2——还原性、氧化性、漂白性

4.必记三反应:

催化剂

(1)2SO2+O2△2s03

(2)SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr

(3)Cu+2H2so式浓)=^=CuSO4+SO2t

+2H2O

考点一|硫及其氧化物的性质与应用(重点保分型——师生共研)

［基础自主落实］

1.价态多变元素的单质——硫

(1)硫的原子结构

(+16)

硫元素位于元素周期表中第三周期第皿族，原子结构示意图为一/〃,最外层有9个电子，在化学

反应中易获得2个电子而呈现出一2价。自然界中硫元素的存在形式：

电^)—火山喷口附近或地壳的岩层里

主要以硫化物和琏避的形式存在

(2)硫的性质

①物理性质

溶解性

俗称颜色状态

水酒精

cs2

硫黄黄色晶体不溶微溶易溶

②化学性质

(1)二氧化硫

①物理性质:

色、态、味一无色、有现幽生气味的有毒气体

［密度］一比空气的大

溶解性一易溶于水.1体积水可溶解40体积S()2

②化学性质:

少量SO?

:

SO,+2Na()H==Na2S()3+H,()

酸性氧化物(NaOH)

的通性

足量S()2

—*S()+Na()HNaHS()

(NaOH)-9=---------------3

氧化性]

--------►SI%+2H2s^=3S(+2H2()

S()9——()2催化剂

2S()+()==2s(%

还原性99

S()2+Cl2+2H2()^-----2HC1+H2s(%

,蛮白，性_

-一^可使晶红溶液等有机色质褪色,生成不稳定的化合物

③SO2对大气的污染与防治:

来源一化石燃料的燃烧及含硫矿石的冶炼。

危害一污染大气,危害人体健康.形成酸雨。

(),H.O

:

—SO：,——~H,S()1

形成酸雨的反应过程so.

H,()(L

-H2s(%—H.SO,

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