常见的非金属元素

专题一 常见的非金属元素

考点一 碳、硅及其重要化合物 1．理清知识主线

C －4

H 4C 0 ―→C ＋2O ―→C ＋4O 2 Si －4H 4Si 0 ―→Si ＋4O 2(H 2S i ＋4

O 3)

2．注意网络构建 3．扫除知识盲点

(1)工业上制备粗硅，是用过量的C 和SiO 2高温下反应，由于C 过量，生成的是CO 而不是CO 2，该反应必须在隔绝空气的条件下进行。

(2)氢氟酸不能用玻璃容器盛放；NaOH 溶液能用玻璃试剂瓶，但不能用玻璃塞。

(3)酸性氧化物一般能与水反应生成酸，但SiO 2不溶于水；酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO 2能与HF 反应。

(4)硅酸盐大多难溶于水，常见可溶性硅酸盐是硅酸钠，其水溶液称为泡花碱或水玻璃，但却是盐溶液。 (5)H 2CO 3的酸性大于H 2SiO 3的，所以有Na 2SiO 3＋CO 2(少量)＋H 2O===H 2SiO 3↓＋Na 2CO 3，但高温下Na 2CO 3＋SiO 2=====高温

Na 2SiO 3＋CO 2↑也能发生，原因可以从两方面解释：①硅酸盐比碳酸盐稳定；②从化学平衡角度，由高沸点难挥发固体SiO 2制得低沸点易挥发的CO 2。

(6)SiO 2不导电，是制作光导纤维的材料；Si 是半导体，是制作光电池的材料。

(7)水泥、玻璃与陶瓷是三大传统无机非金属材料；碳化硅、氮化硅等是新型无机非金属材料。 【题组训练】

题组一 重要反应必练

1．按要求书写反应方程式。

(1)制水煤气：C ＋H 2O(g)=====高温

CO ＋H 2。 (2)制备粗硅：2C ＋SiO 2=====高温2CO ↑＋Si 。

(3)Mg 在CO 2中燃烧：2Mg ＋CO 2=====点燃

2MgO ＋C 。

(4)“水滴石穿”的反应原理(用离子方程式表示)：CaCO 3＋CO 2＋H 2O===Ca 2＋＋2HCO －

3。

(5)“钟乳石”的形成过程(用化学方程式表示)：CaCO 3＋CO 2＋H 2O===Ca(HCO 3)2，Ca(HCO 3)2=====△

CaCO 3↓＋CO 2↑＋H 2O 。

(6)向饱和Na 2CO 3溶液中通入过量CO 2的离子方程式：2Na ＋＋CO 2－

3＋CO 2＋H 2O===2NaHCO 3↓。 (7)Si 和氢氟酸的反应的化学方程式：Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑。

(8)Si 和NaOH 溶液反应的离子方程式：Si ＋2OH －＋H 2O===SiO 2－

3＋2H 2↑。 (9)SiO 2和氢氟酸的反应的化学方程式：SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O 。

(10)SiO 2和NaOH 溶液反应的离子方程式：SiO 2＋2OH －===SiO 2－

3＋H 2O 。

(11)向Na 2SiO 3溶液中通入过量CO 2的离子方程式：SiO 2－3＋2CO 2＋2H 2O===H 2SiO 3↓＋2HCO －

3。 题组二 重要实验探究

3．单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450～500 ℃)，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。相关信息如下： a ．四氯化硅遇水极易水解；

b ．硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；

c ．有关物质的物理常数见下表：

物质 SiCl 4 BCl 3 AlCl 3 FeCl 3 PCl 5 沸点/℃ 57.7 12.8 － 315 － 熔点/℃ －70.0 －107.2 － － － 升华温度/℃

－

－

180

300

162

请回答下列问题：

(1)写出装置A 中发生反应的离子方程式： ___________________________________________________。 (2)装置A 中g 管的作用是____________；装置C 中的试剂是__________；装置E 中的h 瓶需要冷却的理由是_______________________________________________________________________________。 (3)装置E 中h 瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是________(填写元素符号)。

(4)为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，使铁元素还原成Fe 2＋

，再用KMnO 4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式5Fe 2＋

＋MnO －

4＋8H ＋

===5Fe 3＋

＋Mn 2＋

＋4H 2O 。 ①滴定前是否要滴加指示剂？________(填“是”或“否”)，请说明理由： _____________________________。 ②某同学称取5.000 g 残留物，经预处理后在容量瓶中配制成100 mL 溶液，移取25.00 mL 试样溶液，用1.000×10－

2 mol · L －

1 KMnO 4标准溶液滴定。达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00 mL ，则残留物中铁元素的质量分数是________。

考点二 卤素及其重要化合物 1．理清知识主线

HC l －1

Cl 2―→HClO ＋1

―→HCl ＋3

O 2―→HCl ＋5

O 3―→HCl ＋7

O 4 2．注意网络构建 3．扫除知识盲点

(1)液氯密封在钢瓶中，而氯水、次氯酸应保存在棕色试剂瓶中。

(2)1 mol Cl 2参加反应，转移电子数可能为2N A 、N A 或小于N A (Cl 2和H 2O 的反应为可逆反应)。

(3)实验室制Cl 2，除了用MnO 2和浓盐酸反应外，还可以用KMnO 4、KClO 3、NaClO 与浓盐酸反应且都不需要加热，如ClO －

＋Cl －

＋2H ＋

===Cl 2↑＋H 2O 。 (4)酸性KMnO 4溶液，用的是H 2SO 4酸化而不是盐酸。

(5)ClO －

不论在酸性环境中还是在碱性环境中均能体现强氧化性，如ClO －

与SO 2－

3、I －

、Fe 2＋

均不能大量共

存；

ClO －

体现水解性，因HClO 酸性很弱，ClO －

水解显碱性，如Fe 3＋

＋3ClO －

＋3H 2O===Fe(OH)3↓＋3HClO ，所以ClO －

与Fe 3＋

、Al 3＋

均不能大量共存。

(6)向Ca(ClO)2溶液中通入SO 2气体生成CaSO 4而不是CaSO 3，其离子方程式为 Ca 2＋

＋3ClO －

＋SO 2＋H 2O===CaSO 4↓＋Cl －

＋2HClO(少量SO 2)

Ca 2＋

＋2ClO －

＋2SO 2＋2H 2O===CaSO 4↓＋2Cl －

＋SO 2－

4＋4H ＋

(过量SO 2)。 【题组训练】 题组一 重要反应必练

1．按要求书写反应方程式(除标注的外，其余均写离子方程式)。

(1)实验室用MnO 2和浓盐酸反应制Cl 2：MnO 2＋4H ＋

＋2Cl －

=====△

Mn 2＋

＋Cl 2↑＋2H 2O 。