高中化学必修一非金属及其化合物

实用标准

文档大全 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

1．特殊的存在形式：C——金刚石、石墨、C60

2．特殊的用途：Si——半导体材料、太阳能电池板

SiO2——光导纤维

H2SiO3——硅胶可作干燥剂

Na2SiO3(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Na2SiO3→Na2O·SiO2

4．特殊的性质：

(1)Si与NaOH溶液的反应：

Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑

(2)SiO2能溶于氢氟酸：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O

(3)H2CO3的酸性强于H2SiO3：

Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓

(4)粗硅的制备：SiO2＋2C=====高温 Si＋2CO↑

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文档大全 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

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 实用标准

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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＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑；

c．与O2反应：Si＋O2====△ SiO2。

3．二氧化硅与二氧化碳的比较

(1)物理性质：

①熔、沸点：SiO2的熔、沸点比CO2的熔、沸点高。

②溶解性：CO2可溶于水，SiO2不溶于水。

(2)化学性质： 实用标准

文档大全 物质 二氧化硅 二氧化碳

与水

反应 不反应 CO2＋H2OH2CO3

与酸

反应 只与氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O 不反应

与碱(NaOH)

溶液反应 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞) CO2少量：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O

CO2足量：CO2＋NaOH===NaHCO3

与盐

反应 如与Na2CO3反应：

SiO2＋Na2CO3=====高温

Na2SiO3＋CO2↑ 如与Ca(ClO)2反应：

Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO

与碱

性氧化

物反应 如与CaO反应：

SiO2＋CaO=====高温 CaSiO3 如与Na2O反应：

□10CO2＋Na2O=== Na2CO3

(3)主要用途：

CO2：制饮料、碳酸盐，干冰用作制冷剂。

SiO2：作光导纤维，制光学仪器、电子部件，水晶可制作饰品。

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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：SiO2＋2C高温,Si＋2CO↑。

(2)非金属单质与碱液作用一般无H2放出，但Si与碱液作用却放出H2：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。

(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 实用标准

文档大全 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H2SiO3

Na2SiO3＋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 实用标准

文档大全 (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

水泥 玻璃 陶瓷

生产原料 石灰石、黏土 纯碱、石灰石、石英 黏土

主要设备 水泥回转窑 玻璃熔窑 陶瓷窑

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。

硅及其化合物在常用物质中的易错点

(1)用作半导体材料的是晶体硅而不是SiO2，用于制作光导纤维的是SiO2而不是硅，计算机芯片的成分是晶体硅而不是SiO2。

(2)水晶、石英、玛瑙、硅石、沙子等主要成分是SiO2，而不是硅酸盐。

(3)传统无机非金属材料陶瓷、水泥、玻璃的主要成分是硅酸盐。

硅酸盐改写成氧化物形式的方法

(1)氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物―→较活泼金属氧化物―→二氧化硅―→水。

(2)氧化物前计量数的配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置计量数，且不同氧化物间以“·”隔开。

(3)当计量数配置出现分数时应化为整数。如正长石：KAlSi3O8不能写成12K2O·12Al2O3·3SiO2，应写成K2O·Al2O3·6SiO2。

[知能存储] [易错警示]

[探规寻律] 实用标准

文档大全 常用的“碳三角”转化关系

①2C＋O2=====点燃2CO；

②2CO＋O2=====点燃2CO2

③C＋CO2=====高温 2CO；

④C＋O2=====点燃CO2

⑤2Mg＋CO2=====点燃2MgO＋C

含硅化合物间的重要转化关系

①SiO2 ＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O

②Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓ 实用标准

文档大全 (或SiO2－3＋2H＋===H2SiO3↓)

③H2SiO3=====△H2O＋SiO2

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＋H2OHCl＋HClO

(2)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O

(3)Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO 实用标准

文档大全 (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＋Cl2=====点燃CuCl2。

(2)与非金属反应

与H2反应：H2＋Cl2========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：Cl2＋2KI===2KCl＋I2。

②与SO2水溶液反应：Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。

③与FeCl2溶液反应：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。

3．从化合价的角度认识Cl2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：Cl2＋H2OHCl＋HClO。

(2)与碱(NaOH)反应

反应的化学方程式：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。

4．次氯酸