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[循着图示·想一想] [特色特性·记一记]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在元素周期表中的位置第二周期ⅣA 族第三周期ⅣA 族1．特殊的存在形式：C ——金刚石、石墨、C 602．特殊的用途：Si ——半导体材料、太阳能电池板SiO 2——光导纤维H 2SiO 3——硅胶可作干燥剂Na 2SiO 3(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Na 2SiO 3→Na 2O·SiO 2 4．特殊的性质：(1)Si 与NaOH 溶液的反应：Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑ (2)SiO 2能溶于氢氟酸：SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O(3)H 2CO 3的酸性强于H 2SiO 3：Na 2SiO 3＋H 2O ＋CO 2===Na 2CO 3＋H 2SiO 3↓ (4)粗硅的制备：SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO ↑单质的结构金刚石：空间网状结构石墨：层状结构晶体硅：与金刚石类似的空间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)：提示：①—c，②—a，③—e，④—b，⑤—d(2)碳、硅的化学性质：①碳单质的化学性质a．与O2的反应(用化学方程式表示)：O2不足：2C＋O2=====点燃2CO；O2充足：C＋O2=====点燃CO2。

b．与其他物质的反应(用化学方程式表示)：与CuO反应：2CuO＋C=====高温2Cu＋CO2↑(可用于金属的冶炼)；与CO2反应：CO2＋C=====高温2CO；与水蒸气反应：C＋H2O(g) =====高温CO＋H2(制水煤气)；与浓硫酸反应：C＋2H2SO4(浓) ====△CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。

②硅的化学性质a．与氢氟酸反应的化学方程式：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑；b ．与NaOH 溶液反应的化学方程式：Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑；c ．与O 2反应：Si ＋O 2====△SiO 2。

3．二氧化硅与二氧化碳的比较 (1)物理性质：①熔、沸点：SiO 2的熔、沸点比CO 2的熔、沸点高。

②溶解性：CO 2可溶于水，SiO 2不溶于水。

(2)化学性质：CO 2＋H 2OH 2CO 3只与氢氟酸反应：SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)CO 2少量：CO 2＋2NaOH===Na 2CO 3＋H 2O CO 2足量：CO 2＋NaOH===NaHCO 3 如与Na 2CO 3反应：SiO 2＋Na 2CO 3=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑如与Ca(ClO)2反应：Ca(ClO)2＋CO 2＋H 2O===CaCO 3↓＋2HClO 如与CaO 反应：SiO 2＋CaO=====高温CaSiO 3 CO 2：制饮料、碳酸盐，干冰用作制冷剂。

SiO 2：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(1)Si 的还原性强于C ，但C 却在高温下还原出Si ：SiO 2＋2C 高温,Si ＋2CO ↑。

(2)非金属单质与碱液作用一般无H 2放出，但Si 与碱液作用却放出H 2：Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑。

(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===SiF4↑＋2H2↑。

(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SiO2酸性氧化物一般与水反应生成相应酸SiO2不溶于水，不与水反应酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应SiO2＋HF===SiF4↑＋2H2O H2SiO3“较强酸制较弱酸”是复分解反应的一般规律，H2CO3酸性强于H2SiO3Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓以下反应不能说明酸性的强弱Na2CO3＋SiO2=====高温Na2SiO3＋CO2↑CaCO3＋SiO2=====高温CaSiO3＋CO2↑无机酸一般易溶于水硅酸难溶于水考点二硅酸、硅酸盐、无机非金属材料基础送分型——自主学习1．硅酸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。

(2)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(Na2SiO3)可表示为Na2O·SiO2，长石(KAlSi3O8)可表示为K2O·Al2O3·6SiO2。

(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＋H2SiO3↓。

b．与CO2水溶液反应的化学方程式：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓。

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②玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2高温,Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2高温,CaSiO3＋CO2↑。

(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。

[知能存储]常用的“碳三角”转化关系①2C ＋O 2=====点燃2CO ； ②2CO ＋O 2=====点燃2CO 2 ③C ＋CO 2=====高温2CO ； ④C ＋O 2=====点燃CO 2 ⑤2Mg ＋CO 2=====点燃2MgO ＋C含硅化合物间的重要转化关系①SiO 2 ＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O②Na 2SiO 3＋CO 2＋H 2O===Na 2CO 3＋H 2SiO 3↓(或SiO 2－3＋2H ＋===H 2SiO 3↓)③H 2SiO 3=====△H 2O ＋SiO 2上述转化关系是含硅化合物推断题的重要突破口。

[循着图示·想一想] [特色特性·记一记]1．特殊的颜色：Cl2——黄绿色气体Br2——红棕色液体I2——紫黑色固体2．特殊的成分：新制氯水中含三分子(Cl2、HClO、H2O)、四离子(Cl－、ClO－、H＋、OH－)3．X－(卤素离子)的检验：4．必记五反应：(1)Cl2＋H2O HCl＋HClO(2)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O(3)Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO(4)Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl(5)MnO2＋4HCl(浓)=====△MnCl2＋Cl2↑＋2H2O考点一|氯单质及其化合物的性质重点保分型——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有毒比空气大易液化[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Cl2飘进鼻孔。

2．从氯的原子结构认识氯气的化学性质——氧化性(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＋3Cl2=====点燃2FeCl3。

②与铜反应：Cu ＋Cl 2=====点燃CuCl 2。

(2)与非金属反应与H 2反应：H 2＋Cl 2========点燃或光照2HCl 。

(3)与还原性无机化合物反应①与碘化钾溶液反应：Cl 2＋2KI===2KCl ＋I 2。

②与SO 2水溶液反应：Cl 2＋SO 2＋2H 2O===H 2SO 4＋2HCl 。

③与FeCl 2溶液反应：2FeCl 2＋Cl 2===2FeCl 3。

3．从化合价的角度认识Cl 2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：Cl 2＋H 2O HCl ＋HClO 。

(2)与碱(NaOH)反应反应的化学方程式：Cl 2＋2NaOH===NaCl ＋NaClO ＋H 2O 。

4．次氯酸(1)不稳定性：次氯酸分解反应的化学方程式为2HClO=====光照2HCl ＋O 2↑。

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CO 2，化学方程式为2NaClO ＋CO 2＋H 2O===Na 2CO 3＋2HClO 。

5．次氯酸盐 (1)漂白液(2)漂白粉①成分：漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2、CaCl2，其中有效成分是Ca(ClO)2。

②制备原理：化学方程式为2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。

③漂白原理：化学方程式为Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO。

[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AgNO3溶液白色沉淀Cl－Cl－＋Ag＋===AgCl↓Na2CO3固体有气泡产生H＋2H＋＋CO2－3=== O2↑＋H2O有色布条布条颜色褪去HClO 发生氧化还原反应SO2黄绿色褪去Cl2SO2＋Cl2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO2－4石蕊溶液先变红后褪色H＋、HClO 酸性和漂白性次氯酸盐的强氧化性ClO－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ClO－与I－、Fe2＋、S2－、SO2－3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盐：Ca2＋＋ClO－＋SO2－3===CaSO4↓＋Cl－。

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 ＋3Br 2=====△2FeBr 3 Fe ＋I 2=====△FeI 2 (2)都能与H 2反应： H 2＋X 2===2HX (3)都能与水反应： X 2＋H 2OHX ＋HXO(F 2除外)(4)都能与碱液(如NaOH)反应：X 2＋2NaOH===NaX ＋NaXO ＋H 2O(F 2例外) 2．卤素单质的递变性颜色熔、沸点 ―――――――――――→气体 气体 液体 固体逐渐升高密度 ――――――→逐渐增大水溶性 ――――――――――――――→反应 溶解 溶解 微溶逐渐减小 氧化性 ――――――――――――→与氢气化合或与水反应由易到难逐渐减弱还原性(X －)――――――→逐渐增强氯、溴、碘单质氧化性强弱顺序是：Cl 2>Br 2>I 2； 阴离子还原性由强到弱顺序是：I －>Br －>Cl －；Cl 2能从Br －的溶液中置换出Br 2，离子方程式为2Br －＋Cl 2===2Cl －＋Br 2; Br 2能从I －的溶液中置换出I 2，离子方程式为2I －＋Br 2===2Br －＋I 2。