高二升高三化学 第七讲Si Cl及化合物

高二升高三化学第七讲Si、Cl及其化合物

A【基础知识梳理】

(一) 硅及其化合物

1、单质硅（Si）：

（1）物理性质：。（晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。硅的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度大。导电性介于导体和绝缘体之间）

（2）化学性质：

①常温下化学性质不活泼，只能跟F2、HF和NaOH溶液反应。

Si＋2F2＝SiF4___________________________ ___________________________________

②在高温条件下，单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。

Si＋O2高温SiO2Si＋2Cl2高温SiCl4

（3）用途：太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料等。

（4）硅的制备：工业上，用C在高温下还原SiO2可制得粗硅。

2、二氧化硅（SiO2）：

（1）SiO2的空间结构：______ 结构，SiO2直接由原子构成，不存在单个SiO2分子。

（2）物理性质：二氧化硅晶体是一种坚硬、有脆性、不导电、难熔（熔点1710℃）也难溶于水的无色固体。（3）化学性质：SiO2常温下化学性质很不活泼，不与水、酸反应（氢氟酸除外），能与强碱溶液、氢氟酸反应，高温条件下可以与碱性氧化物反应：

①与强碱反应：___________ （生成的硅酸钠具有粘性，所以不能用带磨口玻璃塞试剂瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液，避免Na2SiO3将瓶塞和试剂瓶粘住，打不开，应用橡皮塞）。

②与氢氟酸反应[SiO2的特性]：__________ （利用此反应，氢氟酸能雕刻玻璃；氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放，应用塑料瓶）。

③高温下与碱性氧化物反应：SiO2＋CaO 高温

CaSiO3

（4）用途：光导纤维、玛瑙饰物、石英坩埚、石英钟、仪器轴承、玻璃和建筑材料等。

3、硅酸（H2SiO3）：

（1）物理性质：不溶于水的白色胶状物，能形成硅胶，吸附水分能力强。

（2）化学性质：H2SiO3是一种_____ 酸，酸性比碳酸还要_______ ，但SiO2不溶于水，故不能直接由SiO2溶于水制得，而用可溶性硅酸盐与酸反应制取：（强酸制弱酸原理）

. （此方程式证明酸性：H2SiO3＜H2CO3）

（3）用途：硅胶作干燥剂、催化剂的载体。

4、硅酸盐

硅酸盐：硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称。硅酸盐种类很多，大多数难溶于水，最常见的可溶性硅酸盐是Na2SiO3，Na2SiO3的水溶液俗称__________ ，又称泡花碱，是一种无色粘稠的液体，可以作黏胶剂和木材防火剂。硅酸钠水溶液久置在空气中容易变质：

. （有白色沉淀生成）

传统硅酸盐工业三大产品有：玻璃、陶瓷、水泥。

硅酸盐由于组成比较复杂，常用氧化物的形式表示：

活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。氧化物前系数配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数。硅酸钠：Na2SiO3Na2O·SiO2硅酸钙：CaSiO3CaO·SiO2

高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4

5、二氧化硅和二氧化碳比较

6、硅以及硅的化合物的用途

B【同步训练】

1．可以直接用来制造半导体材料(如大规模集成电路)的是( )

A．二氧化硅B．粗硅C．高纯硅D．硅酸盐

2．下列物质属于纯净物的是( )

A．陶瓷B．玻璃C．二氧化硅D．水泥

3．下列说法摘自某科普杂志，你认为无科学性错误的是( )

A ．铅笔芯的原料是重金属铅，儿童在使用时不能用嘴吮咬铅笔，以免引起铅中毒

B ．一氧化碳有毒，生有煤炉的居室，可放置数盆清水，这样可有效地吸收一氧化碳，防止煤气中毒

C .“汽水”浇灌植物有一定的道理，其中二氧化碳的缓释，有利于作物的呼吸作用

D ．硅的提纯与应用，促进了半导体元件与集成芯片业的发展，可以说“硅是信息技术革命的催化剂”

4．下列关于硅的说法中不正确的是( )

A ．硅是非金属元素，它的单质晶体是灰黑色有金属光泽的固体

B ．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体

C ．硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质反应

D ．加热到一定温度时，硅能与氯气、氧气等非金属反应

5．下列不属于传统硅酸盐产品的是( ) A ．玻璃 B ．水泥 C ．光导纤维 D ．陶瓷 6．在室温下，下列物质不能与晶体硅反应的是( ) A ．F 2 B ．HF (酸) C ．KOH 溶液 D ．Cl 2

7．下列关于碳和硅的叙述中不正确的是( ) A ．金刚石和晶体硅都是原子晶体 B ．地壳中硅元素比碳元素含量多

C ．自然界里碳元素化合物比硅元素化合物种类多

D ．碳和硅的氧化物都是分子晶体

8．熔融烧碱应选用的器皿是( ) A ．石英坩埚 B ．玻璃坩埚 C ．生铁坩埚 D ．陶瓷坩埚 9．下列离子方程式正确的是( )

A ．水玻璃加盐酸：-

23SiO ＋H ＋

＝H 2SiO 3↓

B ．小苏打和烧碱溶液：-3HCO ＋OH －

＝-23CO ＋H 2O

C ．石灰石溶于盐酸：-23CO ＋2H ＋

＝H 2O ＋CO 2↑

D ．石英溶于NaOH 溶液：Si 4＋

＋2O 2－

＋2OH －

＝-23SiO ＋H 2O

10．向下列溶液滴加稀盐酸，生成白色沉淀，继续滴加稀盐酸，沉淀又溶解的是( )

A ．Na 2SiO 3

B ．BaCl 2

C ．AgNO 3

D ．NaAlO 2

11．能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是( )

A ．CO 2溶于水形成碳酸，SiO 2难溶于水

B ．CO 2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀

C ．高温下SiO 2与碳酸盐反应生成CO 2

D ．氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体，而通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀

12．用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占有重要位置，足见化学对现代物质文明的重要

作用。例如：

(1)计算机芯片的主要成分是__________________；

(2)光导纤维的主要成分是______________________：

(3)目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是__________________；

(4)用作吸附剂、干燥剂、催化剂或催化剂载体的人造分子筛大多是一类称为_________的化合物；

C【同步训练】

1．光纤通讯是光作为信息的载体，让光在光导纤维中传输，制造光导纤维的基本原料是( ) A．铜B．钢C．石英D．铝

2．下列说法正确的是( )

A．SiO2溶于水显酸性

B．稀盐酸加入水玻璃中可得到硅酸

C．SiO2是酸性氧化物，它不溶于任何酸

D．因高温时SiO2与Na2CO3反应放出CO2，所以硅酸的酸性比碳酸强

3．能说明二氧化硅为酸酐的原因是( )

A．它溶于水得相应的酸B．它对应的水化物是可溶性强酸

C．它与强碱溶液反应只生成盐和水D．它是非金属氧化物

4．下列物质中不与二氧化硅反应的是( )

A．烧碱B．氢氟酸C．硝酸D．生石灰

5．下列关于二氧化硅的说法中，错误的是( )

A．二氧化硅也叫硅酸酐

B．二氧化硅中硅原子与氧原子个数比为1∶2

C．不能用二氧化硅跟水直接作用制取硅酸

D．二氧化硅既能与氢氟酸反应，又能与烧碱反应，所以它是两性氧化物

6．和空气接触可发生非氧化还原反应的物质组合是( )

①Na ②Na2SiO3溶液③Na2O2 ④烧碱溶液⑤石灰水⑥Fe(OH)2

A．①③④B．②④⑤C．②③⑥D．①④⑤

7．NaOH、KOH等碱性溶液可以贮存在下列哪种试剂瓶中( )

A．具有玻璃塞的细口瓶B．具有玻璃塞的广口瓶

C．带滴管的滴瓶D．具有橡胶塞的细口瓶

8．除去SiO2固体中混有的CaCO3固体，方法正确的是( )

A．加水，过滤B．加热

C．加盐酸，过滤，干燥D．加NaOH溶液，过滤

9．下列变化中，很难通过一步化学反应实现的是( )

A．SiO2→Na2SiO3B．H2SiO3→SiO2

C．CuSO4→CuCl2D．Cu(OH)2→Cu

11．有一类物质可表示为Al 2O 3·2SiO 2·2H 2O ，这类物质是一种( )

A ．混合物

B ．含氧酸

C ．硅酸盐

D ．铝酸盐 12．下列离子在水溶液中能大量共存的是( )

A ．H ＋

、K ＋

、-

3HCO 、Ca 2＋

B ．OH －

、Na ＋

、Mg 2＋

、-

3HCO

C ．Na ＋

、H ＋

、Cl －、-

3NO

D ．Na ＋

、-

23SiO 、H ＋

、Cl －

13．下列离子方程式，正确的是( )

A ．澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca 2＋＋2OH －

＋CO 2

CaCO 3↓＋H 2O

B ．碳酸钠溶液中加入二氧化硅：-

23CO ＋SiO 2

-

23

SiO ＋CO 2↑ C ．二氧化硅与烧碱溶液反应：SiO 2＋2OH －

-

23

SiO ＋H 2↑ D ．硅酸与烧碱溶液反应：H 2SiO 3＋2OH

－

-

23

SiO ＋2H 2O 14．下列关于碳和硅的叙述中，不正确的是( )

A ．＋4价氧化物都与氢氧化钠溶液反应

B ．单质在加热时都能与氧气反应

C ．氧化物都能溶于水生成相应的酸

D ．碳和硅两种元素都有能导电的单质

16．实验室中盛放碱液的试剂瓶不能用玻璃塞，是因为(用化学方程式表示)

________________________________________________________________________。

17．物质A 是一种高熔点化合物，不溶于H 2SO 4、硝酸，却溶于氢氟酸；C 是一种气体；D 是白色胶状沉

淀；E 是白色固体。A 、B 、C 、D 、E 之间的转化如图，试推断：

A .______；

B .______；

C .______；

D ．______；

E ．______。

(二) 氯及其化合物

氯原子结构示意图为 ，氯原子最外电子层上有7个电子，在化学反应中很容易得到1个

电子形成Cl －

，化学性质活泼，在自然界中氯只以 存在（主要以氯化物和氯酸盐）。 1、氯气（Cl 2）： （1）物理性质： （在通常情况下，氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的有毒气体。同温同压

下，氯气的密度比空气大。在常温下，1体积的水约能溶解2体积的氯气。）

（氯气收集方法—向上排空气法或者排饱和食盐水；液氯为纯净物）

（2）化学性质：氯气化学性质非常活泼，很容易得到电子，作强氧化剂，能与金属、非金属、水以及碱反

应。

①与金属反应（将金属氧化成最高正价）

Na ＋Cl 2===点燃2NaCl Cu ＋Cl 2===点燃

CuCl 2

2Fe ＋3Cl 2===点燃

_________________（氯气与金属铁反应只生成FeCl 3，而不生成FeCl 2。）（思考：怎样制备FeCl 2？ ，铁跟盐酸反应生成FeCl 2，而铁跟氯气反应生成FeCl 3，这说明Cl 2的氧化性强于盐酸，是强氧化剂。）

②与非金属反应

Cl 2＋H 2 ===点燃

2HCl （氢气在氯气中燃烧现象： ）苍白色火焰,瓶口有白雾 将H 2和Cl 2混合后在点燃或光照条件下发生 。 燃烧定义：所有发光发热的剧烈化学反应都叫做燃烧，不一定要有氧气参加。

③Cl 2与水反应

. 离子方程式： 将氯气溶于水得到氯水（浅黄绿色），氯水含多种微粒，其中有 。 氯水的性质取决于其组成的微粒：

1）强氧化性：Cl 2是新制氯水的主要成分，实验室常用氯水代替氯气，如氯水中的氯气能FeCl 2反应。

2）漂白、消毒性：氯水中的Cl 2和HClO 均有强氧化性，一般在应用其漂白和消毒时，

应考虑HClO ，HClO 的强氧化性将有色物质氧化成无色物质，不可逆。

3）酸性：氯水中含有HCl 和HClO ，故可被NaOH 中和，盐酸还可与NaHCO 3，CaCO 3等反应。 4）不稳定性： ，因此久置氯水(浅黄绿色)会变成稀盐酸(无色)失去漂白性。

5）沉淀反应：加入AgNO 3溶液有白色沉淀生成（氯水中有Cl －

）。

自来水也用氯水杀菌消毒，所以用自来水配制以下溶液如FeCl 2、Na 2CO 3、NaHCO 3、AgNO 3、NaOH 等溶液会变质。__________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________ ④Cl 2与碱液反应：

与NaOH 反应：

与Ca(OH)2溶液反应：

此反应用来制漂白粉，漂白粉的主要成分为 _______ ，有效成分为 。

漂白粉之所以具有漂白性，原因是：Ca(ClO)2＋CO 2＋H 2O==CaCO 3↓+2HClO 生成的HClO 具有漂白性；同样，氯水也具有漂白性，因为氯水含HClO ；NaClO 同样具有漂白性，发生反应2NaClO ＋CO 2＋H 2O==Na-2CO 3+2HClO ；干燥的氯气不能使红纸褪色，因为不能生成

HClO ，湿的氯气能使红纸褪色，因为氯气发生

下列反应Cl 2＋H 2O ＝HCl ＋HClO

漂白粉久置空气会失效（涉及两个反应）：_______________________________________________

↑，漂白粉变质会有CaCO 3存在，外观上会结块，久置空气中的漂白粉加入浓盐酸会

有CO 2气体生成，含CO 2和HCl 杂质气体。

⑤氯气的用途：制漂白粉、自来水杀菌消毒、农药和某些有机物的原料等。

2、Cl－的检验：

原理：根据Cl－与Ag＋反应生成不溶于酸的AgCl沉淀来检验Cl－存在。

方法：先加______ 酸化溶液（排除________ 干扰）再滴加AgNO3溶液，如有白色沉淀生成则说明有Cl－存在。

写出下列离子方程式：

①稀盐酸和AgNO3溶液______________________________________，

②NaCl溶液和AgNO3溶液____________________________________，

③Na2CO3溶液和AgNO3溶液__________________________________。

3、液氯、新制的氯水和久置的氯水比较

4、氯气的性质

D【同步训练】

1．下列关于对燃烧现象的认识中，不正确的是( )

A．燃烧一定是氧化还原反应B．燃烧一定发光放热

C．燃烧一定是化学反应D．燃烧一定有氧气参与

2．下列氯化物，不能用金属和氯气直接反应制得的是( )

A．CuCl2B．FeCl2C．MgCl2D．KCl

3．关于氯气的叙述中，下列正确的是( )

A．氯气是一种黄绿色、有毒的气体

B．氯元素在自然界中既可以以化合态存在，也可以以游离态存在

C．氯气不能溶解于水，所以可用排水法收集氯气

D．氯气、氯水、液氯是同一种物质，只是状态不同，都属于纯净物

4．下列物质的制备不属于氯气的用途的是( )

A．制造盐酸B．制造漂白粉

C．制造杀虫剂和杀菌剂D．制造食盐

5．下列物质能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色的是( )

①氯气；②液氯；③新制氯水；④氯气的酒精溶液；⑤盐酸；⑥盐酸酸化的漂白粉溶液。

A．①②③B．①②③⑥C．③⑥D．③④⑥

6．可以证明次氯酸是弱酸的事实是( )

A．次氯酸能和碱反应B．次氯酸具有漂白性

C．次氯酸不稳定、见光易分解D．次氯酸钙能和碳酸反应

7．自来水可用氯气消毒，某学生用这种自来水配制下列物质的溶液，不会引起药品明显变质的是( ) A．NaOH B．Na2CO3C．FeCl2D．NaCl

8．下列说法中正确的是( )

A．用鼻子对着盛有氯气的瓶口，就可以嗅到氯气的气味

B．用排水集气法便可以收集到纯净的氯气

C．氯气是无色有毒气体

D．自来水常用氯气来杀菌、消毒

9．下列关于氯水的叙述中，正确的是( )

A．新制氯水中既有分子，又有离子

B．新制氯水在光照的条件下，可以产生气体，该气体是氯气

C．新制氯水中滴加硝酸银溶液，没有任何现象

D．新制氯水不能使干燥的布条褪色

10．制取漂白液的化学方程式是：Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O，该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为( )

A．1∶1B．1∶2C．2∶1 D．3∶2

11．有关漂白粉的下列说法，错误的是( )

A．漂白粉是混合物，其有效成分是次氯酸钙

B．为了增强漂白粉漂白效果，使用时可加少量盐酸

C．漂白粉不能敞口放置

D．漂白粉可与CO2、H2O反应，由此可判断次氯酸的酸性强于碳酸

12．下列物质中，既含有氯分子，又含有氯离子的是( )

A．氯化钠溶液B．新制氯水

C．漂白粉D．液氯

13．可以用于除去氯气中水蒸气的干燥剂是( )

A．碱石灰B．生石灰C．无水氯化钙D．固体烧碱

14．常温常压下，下列溶液中含有大量氯离子的是( )

A．NaCl饱和溶液B．新制氯水

C．NaClO饱和溶液D．KClO3溶液

15．证明某白色固体中是否含有 2

SO和Cl－的正确操作方法是( )

4

A．加入AgNO3溶液和稀硝酸，看是否有白色沉淀生成

B．溶于水后加入AgNO3溶液，看是否有白色沉淀生成

C．加入Ba(NO3)2溶液，看是否有白色沉淀生成

D．溶于水后先加入过量Ba(NO3)2溶液，看是否有白色沉淀生成，再加入AgNO3溶液和稀硝酸，看是否还有白色沉淀生成

16．漂白粉在社会生活、工业生产中用途广泛，漂白粉除了具有漂白作用外，还能杀菌消毒。

(1)1998年，我国长江流域和松花江流域都发生了百年不遇的特大洪水。灾区人们的饮用水，必须用漂

白粉等药品消毒后才能饮用，以防传染病发生，但瓶装漂白粉久置空气中会呈稀粥状而失效。试用

化学方程式表示漂白粉在空气中易失效的原因是①____________________________：

②___________________________________________________________________。

(2)已知浓盐酸和次氯酸钙能发生如下反应：

Ca(ClO)2＋4HCl(浓) CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O

用贮存很久的漂白粉与浓盐酸制得的氯气中，可能含有的杂质气体是( )

①CO2 ②HCl ③H2O ④O2

A．①②③B．②③④C．②③D．①④

E高考回顾

1.（2011广东高考32，16分）由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。工艺流程如下：

（注：NaCl熔点为801℃；AlCl3在181℃升华）

（1）精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为①________________________________

和②_________________________________________________ 。

（2）将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有_______________________ ；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在_________________________________________ 。

（3）在用废碱液处理A的过程中，所发生反应的离子方程式为。

（4）镀铝电解池中，金属铝为__________ 极，熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以AlCl4―和Al2Cl7―形式存在，铝电镀的主要电极反应式为 ___________________ 。

（5）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是

____________________________________________________________________________________________