第四章 非金属及其化合物基础知识复习学案
【知识整理】：
一．无机非金属材料的主角—硅
1.硅. 含量：硅在地壳中含量为 ，居第 位。
制备：（1）用碳在高温下还原二氧化硅质制取粗硅；SiO2+2C高温Si+2CO↑
（2）将粗硅在高温下跟氯气反应生成四氯化硅；Si+2Cl2高温SiCl4
（3）四氯化硅经提纯后，再用氢气还原，得到高纯度的硅。SiCl4+2H2高温Si+4HCl 2．二氧化硅和硅酸
（1）二氧化硅（可用于制造光导纤维）
物理性质：SiO2是 溶于水的固体，熔、沸点 ，硬度 （“大”或“小”）。 化学性质：①与氢氟酸反应方程式： ，利用此反应可用HF的溶液来 玻璃。
②酸性氧化物 SiO2与CaO反应方程式：
SiO2与NaOH反应方程式： ；
思考：实验室中盛放NaOH溶液的试剂瓶用 塞不用 塞，试解释其原因？ （2）硅酸
制法：硅酸钠溶液与稀盐酸反应方程式： 产生现象是 。 化学性质：
①弱酸性 酸性比较 碳酸 硅酸。
向硅酸钠溶液中通入CO2反应方程式： 。 ②不稳定性 硅酸受热发生分解生成 和
其化学方程式： 3．硅酸盐 是由 组成的化合物的总称。
硅酸钠：其水溶液俗称 ，呈 （“酸”或“碱”）性，是制备 玻璃：制取普通玻璃原料是 ，普通玻璃的成分是 。 表格：1、硅酸和碳酸的性质比较 物质 硅酸 碳酸
H2SiO3 H2CO3 化学式
SiO2 CO2 酸酐
CO2+H2O=H2CO3 硅酸胶体的制备：
制法
Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓
颜色与状态 白色、固体 无纯态，只存在于水溶液中 水溶性 不溶于水 只存在于水溶液中
H2CO3 ＞H2SiO3向硅酸钠饱和溶液中通入二氧化碳，同样可得到硅酸凝胶，说明硅酸
酸性比较
是一种酸性比碳酸还弱的弱酸。
状态 二氧化碳 二氧化硅 物理性质 化 学 性 质 与水反应 与碱反应 熔融烧碱时， 使用石英坩埚 与碱性氧化物反应 氧化性 与酸反应 2、二氧化碳与二氧化硅的比较
3、常见的硅酸盐产品――传统的无机非金属材料 硅酸盐产品 玻璃 陶瓷 水泥 原料 纯碱、石灰石、石英 黏土 黏土和石灰石 主要设备 玻璃窑 水泥回转窑 主要成分 Na2O·CaO·6SiO2 CaO·SiO2 3CaO·Al2O3 用途 砂纸、砂轮的磨料 变压器芯片 制造火箭、导弹、飞机的零件和绝缘材料 吸附剂和催化剂 2 CaO·SiO2 3．特殊功能的含硅物质 物质 碳化硅 含4%的硅钢 硅橡胶 人工制造的分子筛 性质 俗称金刚砂、具有金刚石的结构，硬度很大 有很高的磁性 目前最好的耐高温又耐低温的材料 具有均匀微孔结构，表面积大、具有吸附性 【例1】海南．门捷列夫在描述元素周期表时，许多元素尚未发现，但他为第四周期的三种元素留下了空位，并对它们的一些性质做了预测，X是其中的一种“类硅”元素，后来被德国化学元素家文克勒发现，并证实门捷列夫当时的预测相当准确。根据元素周期律，下列有关X性质描述中错误的是（ ）
A．X单质不易与水反应 B．XO2可被碳或氢还原为X C．XCl4的沸点比SiCl4的高 D．XH4的稳定性比SiH4的高 [答案]D
[解析]根据元素周期律，同族元素随着原子序数的递增，非金属性减弱，气态氢化物的稳定性减弱。故D选项有明显错误。其他选项可由硅的性质进行类推。
二.富集在海水中的元素—氯 一．氯气的结构：
氯的原子结构示意图为 ，氯原子最外层有 个电子，易 电子，达到8个电子的稳定结构。故氯元素的非金属性很强，在化学反应中表现出很强的 性。
二．物理性质
⑴ 通常状况下，氯气是 色的 体，有毒，有刺激性气味。 ⑵ 密度比空气 。
⑶ 常温下，1体积水能溶解 体积的氯气，所以Cl2 溶于水。 ⑷ 氯气熔点－101C，沸点－34.6C,所以氯气是易 化的气体.
（人吸入少量氯气，会引起胸部疼痛和咳嗽，吸入大量氯气会中毒致死。所以，在实验室里闻氯气气味时，必须十分小心。）
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0
三．化学性质 1．与金属的反应
⑴ Na + Cl2 ＝ (白烟)
⑵ Cu + Cl2 ＝ ( 色烟) ⑶ Al + Cl2 ＝ ( 色烟) ⑷ Fe + Cl2 ＝ ( 色烟)
【注意】：氯气能与大多数金属反应，若金属有可变价态，则生成 价氯化物 2．与非金属的反应
⑴ 氢气在氯气中燃烧：H2 + Cl2 ＝ （工业制HCl原理） 实验现象： 火焰，在瓶口 。
H2 、Cl2充分接触，遇强光，会极速的化合，放出大量的热，发生 ⑵ P+Cl2＝ PCl3 + Cl2＝
反应现象：有 生成（中学化学中唯一的烟、雾同时生成的一个反应） 其中PCl3具有重要用途—生产农药敌百虫. ⑶ Si + Cl2
高温
（工业制高纯硅的重要反应）
氯气与钠、铜、氢气、磷的反应说明，燃烧不一定有氧气参加。
的化学反应，都可以叫做燃烧。 3．Cl2与化合物的反应： ⑴ 跟水的反应：
氯气溶于水所得的溶液叫“氯水”，氯水呈 色。 Cl2 + H2O 气。）
新制氯水存在的微粒①分子 ②离子
2HClO
光照
2HCl+O2↑（次氯酸不稳定，见光易分解放出氧
① 一元弱酸，酸性比H2CO3________
② 不稳定，见光分解：HClO ______________
HClO的基本性质 久置的氯水变成了 ，主要微粒 。
③ 强氧化性；
④ 漂白、杀菌能力，使有色布条、品红溶液等褪色，故氯水可用作
________。
讨论: 1.氯水与液氯是否为同一物质?有何区别?
2.新制氯水与久置氯水在成分上有何区别?
3.实验中起漂白作用的是氯气还是次氯酸? ⑵ 跟碱的反应：
① Cl2 + NaOH＝ （主要用来吸收多余Cl2）
② Cl2+ Ca(OH)2＝ （工业用来制取漂白粉） 漂白粉露置在空气中久置变质失效的化学方程式为:
、 【回答】：1、漂白粉的主要成分是什么？ 、 有效成分是什么？
其漂白原理是什么？（化学方程式） 所以漂白粉应 保存。
2、次氯酸具有漂白作用，为什么不用HClO直接漂白，而要转换成次氯酸盐?
四．氯气的用途
氯气是一种重要的化工原料。氯气除用于消毒、制造盐酸和漂白剂外，还用于制造氯仿等有机溶剂和多种农药。
五．氯气的实验室制法
1．反应原理（实验室制Cl2的方法）
MnO2+ HCl(浓)
△
离子方程式： 在这个反应中：① 盐酸作用？
② 足量MnO2和含4mol HCl的浓盐酸加热制得Cl2物质的量 1mol （填“小于”或“等于”或“大于”） ③ 该反应必须加热到90℃左右，为什么温度不能再高？ 2．实验装置： 3．除杂装置：（洗气）
饱和NaCl 浓流酸 NaOH
可先将制得的Cl2通过盛有足量 的洗气瓶，除去 ， 再通过 （或P2O5或CaCl2），除去 。 4．收集：① 用向 排空气法收集 ② 用排 法收集 5．验满：
① 观察法（黄绿色）
② 湿润的淀粉－KI试纸（现象： ，化方： ） ③ 湿蓝色石蕊试纸（现象： ）
6．尾气吸收装置：烧杯中盛有NaOH溶液（不能用水、Ca(OH)2溶液代替） 离子方程式为：
六．Cl—的检验
向分别盛有盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液、自来水、蒸馏水的三支试管里，各加入几滴AgNO3溶液。 观察发生的现象。再滴入几滴稀硝酸，观察发生的变化。
稀盐酸
实验现象
加入AgNO3溶液后
加入稀硝酸后
解释或离子方程式
NaCl溶液 Na2CO3溶
液 自来水
蒸馏水
【结论】Cl的检验方法： 总结：在不同的情况下，氧水可表现不同的化学性质。归纳如下： （1）表现Cl2性质，例如氯水与碘化钾溶液的反应：Cl2＋2kI==I2＋2kCl。
（2）表现HClO性质，例如用氯水漂白有色物质或消毒杀菌时，就是利用氯水中HClO的强
氧化性，氧化色素或杀死水中病菌。
（3）表现H性质，例如，向碳酸钠溶液中滴加氯水，有大量气体产生，这是因为：Na2CO3
＋2HCl==2NaCl＋H2O＋CO2↑。
（4）表现Cl性质，例如，向AgNO3溶液中滴加氯水：AgNO3＋HCl=AgCl↓＋NaNO3。
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