高中化学必修一非金属方程式详细总结
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第四章非金属及其化合物方程式总结
一、硅及其化合物
1、硅单质
物理性质:有金属光泽的灰黑色固体,熔点高,硬度大,质地脆,导电性介于导体和绝缘体之间。化学性质:常温下化学性质稳定
硅的还原性:Si(粉)+O2SiO2
粗硅的制取:2C+SiO2Si+2CO(制得粗硅)
粗硅的提纯:Si(粗)+2Cl2SiCl4SiCl4+2H2=Si(纯)+4HCl
硅与强碱的反应:Si+2NaOH+H2O =Na2SiO3+2H2↑ 2OH-+ Si+H2O =SiO32–+H2↑
硅与氢氟酸反应:4HF+Si=SiF4↑+2H2↑
硅的用途:硅可制造集成路、电子芯片、太阳能电池板等。
2、二氧化硅及硅酸
存在:结晶形和无定形。通称硅石。
性质:化学性质稳定,除氢氟酸外,一般不与其他酸反应,可以与强碱、碱性氧化物发生反应,属酸性氧化物。
用途:SiO2是光导纤维的主要原料,以SiO2为主要原料的物质大多都有石英、水晶;玛瑙。
①Si(粉)+O2SiO2
②与碱性氧化物反应:SiO2+CaO CaSiO3
③与碱的反应:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O OH-+SiO2=SiO32–+H2O
④硅酸盐与酸生成硅酸的反应:
Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(胶体)+NaCl SiO32-+2H+=H2SiO3(胶体)
Na2SiO3+CO2+2H2O=H2SiO3↓+Na2CO3SiO32-+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32-
⑤与氢氟酸反应:SiO2+4HF =SiF4↑+2H2O
硅酸易受热分解:H2SiO3 SiO2↓+H2O
3、硅酸盐
硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称,在自然界分布极广,种类极多,是一类结构复杂的固体物质,大多不溶于水,化学性质很稳定。
硅酸钠:(最简单的硅酸盐)
可溶于水,其水溶液俗称水玻璃,可做粘合剂和防火剂,是制备硅胶和木材防火剂等的原料。
制备途径:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O OH-+SiO2=SiO32–+H2O
(贮存NaOH溶液的试剂瓶要用橡胶塞)
常见的硅酸盐产品:陶瓷、玻璃、水泥
二、氯及其化合物
1、氯气(Cl2)
Cl2的制取:原理:4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O
4H++2Cl–+MnO2Mn2++Cl2↑+2H2O
发生装置:固液加热型实验装置:(见右图)
气体收集装置:向上排空气法(或排饱和食盐水法)
尾气处理装置:用碱液(NaOH)吸收
物理性质:①黄绿色②气体③有刺激性气味④有毒⑤密度比空气大
⑥2:1体积溶于水⑦易液化
化学性质:a、与水(H2O)的反应:Cl2 + H2O = HCl + HClO Cl2 + H2O = H++Cl—+ HCl
用途:可用于自来水的杀菌、消毒
新制氯水中的粒子:Cl2;H2O;HClO;H+;Cl-;ClO-;OH-(少量)
久置氯水中的粒子:H+;Cl-;H2O;OH-(少量)
b、与碱反应:氯气+碱==氯酸盐+次氯酸盐+水
(此反应中氯气既作氧化剂又作还原剂)
与NaOH反应:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O Cl2+2OH–=Cl–+ClO–+H2O
(产物NaClO:漂白液的主要成分)
与Ca(OH)2反应:Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O Cl2+2OH–=Cl–+ClO–+H2O
(产物Ca(ClO)2:漂白粉、漂白精的主要成分)
注:漂白粉产生作用的原因:Ca(ClO)2+CO2+H2O= 2HClO +CaCO3↓
且次氯酸易分解(现制现用):2HClO2HCl+O2↑
c、与金属的反应:
与Na的反应:2Na+ Cl22NaCl 现象:有黄光,燃烧,产生白烟
与Fe的反应:3Cl2+2Fe2FeCl3现象:燃烧,产生棕黄色的烟
与Cu的反应:Cu + Cl2CuCl2现象:燃烧,产生棕黄色的烟
d、与非金属的反应:与H2的反应:H2+Cl22HCl现象:H2在Cl2中燃烧,产生苍白色火焰
2、氯离子(Cl-)的检验
原理:Ag++Cl- = AgCl
试剂:AgNO3溶液和稀硝酸(HNO3)
操作:(加稀硝酸的作用是除去干扰离子:CO32-)
方法一: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-。方法二: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-。
3、附加:氯气的强氧化性:氯气将非金属最低价离子氧化为单质
氯气与溴化钠反应Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2Cl2+2Br—=2Cl—+Br2
氯气与碘化钾反应Cl2+2KI=2KCl+I2Cl2+2I-=2Cl-+I2
氯气与硫化钠反应Cl2+Na2S=2NaCl+S↓ Cl2+S2–=2Cl–+S↓
氯气与硫化氢反应Cl2+H2S=2HCl+S↓ Cl2+H2S=2H++2Cl–+S↓
三、硫及其化合物
1、硫单质(S)
物理性质:黄色晶体;质地脆;易研成粉末;不溶于水;微溶于酒精;易溶于二硫化碳(CS2)化学性质:易与氧气反应:S + O2SO2
2、二氧化硫(SO2)
物理性质:无色;有刺激性气味;有毒;气体;密度比空气大;易液化;易溶于水
化学性质:㈠与氧气反应:2SO2+O2催化剂
加热2SO3
注意:此反应是可逆反应(指在相同条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应
方向进行的反应,通常用“”来代替“===”)
以下㈡㈢㈣条均体现了SO2是一种酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性
(二)与水的反应:SO2+H2O H2SO3(此反应也是可逆反应)
(三)与碱性氧化物的反应:SO2+ CaO CaSO3↓
(四)与碱的反应:SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O SO2+Ca2++2OH-=CaSO3↓+H2O
具有一定的还原性:SO2+2H2S=3S↓+2H2O (SO2作氧化剂;H2S作还原剂)
SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl Cl2+SO2+2H2O=4H++SO42–+2Cl-
3、三氧化硫(SO3):是固体
㈠与水的反应:SO3+H2O=H2SO4 SO3+H2O=2H++SO42–
注:三氧化硫是一种酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性,它溶于水生成硫酸,工业上利用这一原理生产硫酸
㈡与碱性氧化物的反应:SO3+ CaO === CaSO4
㈢与碱的反应:SO3+Ca(OH)2=CaSO4+H2O (此反应中SO3是固体;CaSO4是微溶物)
4、亚硫酸(H2SO3)
因为亚硫酸中硫元素不是最高价,所以它具有一定的还原性易被氧化成硫酸
㈠与氧气的反应:2H2SO3+ O2=2H2SO4
㈡不稳定,受热易分解:H2SO3H2O+SO2↑
5、硫酸
稀、浓硫酸都具有酸的通性:
①与指示剂的反应:遇紫色石蕊试液:由紫变红,遇无色酚酞试液:不变色
②金属+酸==盐+H2↑:Zn+ H2SO4==ZnSO4+ H2↑ Zn+2H+==Zn2+ + H2↑
③碱性氧化物+酸==盐+H2O:CuO+ H2SO4==CuSO4+ H2O CuO+ 2H+==Cu2+ + H2O
④碱+酸==盐+H2O:2NaOH+H2SO4==Na2SO4+ 2H2O OH-+H+== H2O
⑤部分盐+酸==新酸+新盐:BaCl2+ H2SO4==BaSO4↓+2HCl Ba2++SO42-== BaSO4↓
浓硫酸的三点特性:
①吸水性:有水分子存在,常用作干燥剂,干燥酸性或中性气体