非金属及其化合物知识点总结.docx

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非金属及其化合物知识点总结 一、教学考试要求 课程标准 通过实验了解氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的主要性质,认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。以酸雨的防治和无磷洗涤剂的使用为例,体会化学对环境保护的意义。 考纲要求 1.硅元素及其化合物 2.氯元素及其化合物 (1)了解碳、硅单质及其化合物的主要性质及应用。(1)了解氯元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。 (2)了解碳、硅及其化合物对环境质量的影响。 (2)了解氯元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。 (3)了解常见无机非金属材料的性质和用途。 3.氧、硫元素及其化合物 4.氮元素及其化合物 (1)了解硫元素单质及其重要化合物的主要性质及应用。(1)了解氮单质及其主要化合物的主要性质及应用。 (2)了解硫元素单质及其重要化合物对环境质量的影响 (2)了解氮单质及其重要化合物对环境质量的影响。 (3)掌握氨气的实验室制法包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法 二、考点梳理 第一节 无机非金属材料的主角硅 考点一 碳、硅单质的性质及用途 1.单质的存在形态、物理性质和用途 碳 硅 存在形态 游离态和化合态 化合态 物理性质 金刚石熔点高、硬度大石墨 硬度小、电的良导体 灰黑色固体,有金属光泽、熔点高、硬度大,有脆性 用途 金刚石用于制造切割刀具, 石墨用于制造电极、铅笔芯 半导体材料和合金材料 2.化学性质 碳、硅在参与化学反应时,一般表现还原性。 考点二 碳、硅的氧化物 1.一氧化碳 1物理性质无色气体,有毒,不溶于水。 2化学性质①燃烧2CO+O22CO2。 ②还原CuOCO+CuOCu+CO2。 2.二氧化碳和二氧化硅的比较 [深化拓展] 1盛放NaOH溶液的试剂瓶不能使用玻璃塞,盛放氢氟酸不能使用玻璃瓶只能使用塑料瓶,因为玻璃中含有的SiO2可以与NaOH溶液、氢氟酸反应。 2SiO2是H2SiO3的酸酐,但它不溶于水,不能直接将它与水作用制备H2SiO3。 3非金属氧化物的熔、沸点一般较低,但SiO2的熔、沸点却很高。 4酸性氧化物一般不与酸作用,但SiO2却能与氢氟酸作用。 考点三 硅酸及硅酸盐 1.硅酸 1溶解性难溶于水。 2化学性质弱酸性酸性比碳酸还弱Na2SiO3+CO2+H2ONa2CO3+H2SiO3↓。 3制备可用硅酸钠与盐酸反应制得Na2SiO3+2HClH2SiO3↓+2NaCl。 4用途硅胶可用作干燥剂的载体和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂。 2.硅酸盐 1硅酸盐是由 Si、O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硅酸钠硅酸钠的水溶液俗称水玻璃,是制备硅胶和木材防火剂等的原料。 3硅酸盐组成的表示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.无机非金属材料 1传统无机非金属材料 水泥 玻璃 陶瓷 生产原料 石灰石、黏土 纯碱、石英、石灰石 黏土 主要设备 水泥回转窑 玻璃熔炉 陶瓷窑 生产条件 高温 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。 [深化拓展] 1无机酸一般易溶于水,而H2SiO3却难溶于水。 2因H2CO3的酸性强于H2SiO3,所以在Na2SiO3溶液中通入CO2能发生下列反应Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3↓+Na2CO3,但在高温下Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑也能发生。 3Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃,与玻璃的成分不相同;即水玻璃又称为泡花碱,但它却是盐溶液存放的试剂瓶不能用玻璃塞,而不是碱溶液。 4氧化物形式只表示硅酸盐的组成而不表示其结构,切不可认为硅酸盐是由氧化物混合而成的。 第二节 富集在海水中的元素卤素 考点一 氯及其化合物的性质和应用 1.氯气的物理性质 颜色 状态 气味 密度 毒性 溶解性 黄绿色 气体 刺激性气味 比空气大 有毒 可溶于水 2.氯气的化学性质 1次氯酸HClO ①不稳定性见光易分解,化学方程式为 2HClO2HCl+O2↑。 ②弱酸性比碳酸酸性弱,电离方程式为 HClOH++ClO-。 ③强氧化性具有漂白性。 2CaClO2的主要化学性质 ①CaClO2是漂白粉的有效成分,它的稳定性比HClO强。 ②水解显碱性,其水解离子方程式 ClO-+H2OHClO+OH-。 ③与酸反应生成 HClO,作为漂白或消毒剂的原理可用化学方程式表示为 CaClO2+CO2+H2O2HClO+CaCO3↓。 考点二 氯气的实验室制法 1.实验室制取、收集干燥纯净氯气的装置 2.验满方法 1将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满。 2将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口,观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化,则证明已集满。 3实验室制取Cl2时,常常根据氯气的颜色判断是否收集满。 3.注意事项 1必须用浓盐酸,稀盐酸不反应。 2为了减少制得的Cl2中HCl的含量,加热温度不宜过高,以减少HCl挥发。 3实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2,再拆卸装置,避免污染空气。 4制Cl2的装置,可用于具有“固体或液体+液体气体”特点的反应。 5尾气吸收时,不能使用澄清的石灰水,因为石灰水浓度太小,吸收不完全。 考点三 卤素的性质及X-的检验 1.结构与性质 卤素位于元素周期表中第 ⅦA族,包括氟F、氯Cl、溴Br、碘I、砹At。卤素原子最外层都有 7个电子,都是典型的非金属元素,其单质具有相似的化学性质。 1卤素单质和H2的反应X2+H22HX。 2卤素单质和H2O的反应X2+H2OHX+HXOX为Cl、Br。 3卤素间的置换反应 将氯水滴入溴化钠溶液Cl2+2NaBr2NaCl+Br2。 将溴水滴入碘化钾溶液Br2+2KI2KBr+I2。 2.特殊性 卤素单质及其化合物除了具有共性外,都有其特殊性质。 1氟 ①无正价,非金属性最强,F-的还原性最弱。 ②2F2+2H2O4HF+O2,与H2反应在暗处即爆炸。 ③HF是弱酸,能腐蚀玻璃,故应保存在铅制器皿或塑料瓶中;有毒;在HX中沸点最高。 2溴 ①Br2是深红棕色液体,易挥发。 ②Br2易溶于有机溶剂。 ③盛溴的试剂瓶中加水,进行水封,保存液溴不能用橡胶塞。 3碘 ①I2遇淀粉变蓝色。 ②I2加热时易升华。 ③I2易溶于有机溶剂。 ④食用盐中加入KIO3可防治甲状腺肿大。 3.卤素离子的检验 1AgNO3溶液沉淀法 未知液生成 2置换萃取法 未知液 3氧化淀粉法检验I- 未知液蓝色溶液,表明有I- 考点四 卤素单质的工业制法 1.氯的提取氯碱工业 海水→粗盐饱和食盐水 化学方程式为 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 2.海水提取溴 1流程 2发生反应的化学方程式 ①2NaBr+Cl2Br2+2NaCl; ②Br2+SO2+2H2O2HBr+H2SO4; ③2HBr+Cl22HCl+Br2。 3.海带中提取碘 1流程 H2O Cl2 ↓ ↓ 海带→→→→ 2发生反应的化学方程式Cl2+2I-I2+2Cl-。 第三节 氧、硫及其化合物 考点一 O3和H2O2的性质及应用 1.O3 1组成臭氧的分子式为O3,与 O2互为同素异形体。 2化学性质 ①不稳定性O3不稳定,容易分解,反应的化学方程式为2O33O2,在放电条件下空气中的O2可以转化为O3,反应的化学方程式为 3O22O3 。 ②强氧化性O3容易使淀粉­KI溶液变蓝色,反应的化学方程式为 2KI+O3+H2OI2+2KOH+O2。 ③漂白性O3因其强氧化性能使有色物质褪色,可用作杀菌消毒剂。 3用途①可用作脱色剂和消毒剂;②臭氧层可以吸收来自太阳的紫外线,是人类和其他生物的保护伞。 2.H2O2 1结构 电子式,结构式HOOH,是极性分子。 2化学性质 ①不稳定性加热、加催化剂都能使分解加快。 2H2O22H2O+O2↑ 。 ②弱酸性相当于二元弱酸。 H2O2H++HO,HOH++O。 ③强氧化性 a.用10的双氧水漂白羽毛及丝织品; b.氧化Fe2+、SO等还原性物质 H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O, H2O2+Na2SO3Na2SO4+H2O; c.使湿润的淀粉­KI试纸变蓝H2O2+2I-+2H+I2+2H2O。 ④弱还原性遇强氧化剂时作还原剂。 2KMnO4+5H2O2+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O。 考点二 硫单质及其氧化物的性质和应用 1.硫单质 1自然界中的硫 ①游离态硫单质俗称硫黄,主要存在于火山喷口附近或地壳的岩层里。 ②化合态主要以硫化物和硫酸盐的形式存在,有关化学式为 硫铁矿 黄铜矿 石膏 芒硝 FeS2 CuFeS2 CaSO4·2H2O Na2SO4·10H2O 2硫的物理性质 色态 溶解性 黄色晶体 不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2 3硫的化学性质 2.二氧化硫 1物理性质 色态 气味 密度 溶解性 无色气体 刺激性气味 比空气大 易溶于水 2化学性质 3.三氧化硫 1物理性质 熔点16.8 ℃,沸点44.8 ℃,常温下为液态,标准状况下为固态。 2化学性质 三氧化硫具有酸性氧化物的通性,主要反应如下 SO3 4.硫的氧化物的污染与治理 1来源含硫化石燃料的燃烧及金属矿物的冶炼等。 2危害危害人体健康,形成酸雨pH小于 5.6。 3治理燃煤脱硫,改进燃烧技术。 4硫酸型酸雨的形成途径有两个 途径1空气中飘尘的催化作用,使2SO2+O2催化剂2SO3、 SO3+H2OH2SO4。 途径2SO2+H2OH2SO3、2H2SO3+O22H2SO4。 常见的能用于漂白的物质的比较 考点三 硫酸及硫酸根离子的检验 1.物理性质 H2SO4不挥发,易溶于水,浓H2SO4溶于水放热,所以稀释浓H2SO4时,应将浓 H2SO4沿器壁慢慢注入水中并不断搅拌。 2.稀硫酸具有酸的通性 3.浓硫酸的特性 将有机物中的H、O以原子数2∶1比例脱去,如使蔗糖变黑 4.SO的检验 被检液取清液有无白色沉淀判断有无SO 考点四 硫及其化合物的相互转化 1. 2.当硫元素的化合价升高或降低时,一般升高或降低到其相邻的价态,即台阶式升降 如 H2S+H2SO4浓S↓+SO2↑+2H2O 3.相邻价态的微粒不发生氧化还原反应 如S和H2S、S和SO2、SO2和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。 4.含硫物质的连续氧化 硫元素 第四节 氮及其化合物 考点一 氮及其氧化物 1.氮在自然界中的存在与转化 1氮元素的存在与氮的固定 2N2的物理性质 无色、无味气体,密度比空气略小,难溶于水。 3N2的化学性质 ①与氧气反应N2+O22NO。 导致汽车尾气中产生氮的氧化物和雷电固氮。 ②与氢气反应N2+3H22NH3。 2.NO与NO2 考点二 氨和铵盐 1.氨的物理性质 无色有刺激性气味的气体,密度比空气小,易液化。极易溶于水1∶700,可由喷泉实验证明。 2.氨的化学性质 1还原性 与氧气反应4NH3+5O24NO+6H2O。 2与酸反应 与氯化氢反应NH3+HClNH4Cl,产生白烟。 3与水反应NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-,氨的水溶液叫氨水,呈弱碱性。 4与盐溶液反应 现象 离子方程式 FeCl3溶液 生成红褐色沉淀 Fe3++3NH3·H2O FeOH3↓+3NH AlCl3溶液 生成白色沉淀 Al3++3NH3·H2O AlOH3↓+3NH 3.氨的用途 1液氨汽化时吸收大量的热,故用作制冷剂。 2制氮肥、硝酸、铵盐、纯碱等。 4.氨的制法 加热固态铵盐和碱的混合物 5.铵盐及NH的检验 1铵盐的物理性质 铵盐都是白色固体,均易溶于水。 2铵盐的化学性质 3NH的检验 。 [总结提升] 实验室制取氨气的其他方法 方法 化学方程式或原理 气体发生装置 加热浓氨水 NH3·H2O NH3↑+H2O 浓氨水+固体NaOH NaOH溶于水放热,促使氨水分解,且OH-浓度的增大有利于NH3的生成 浓氨水+固体CaO CaO与水反应,使溶剂水减少;反应放热,促使氨水分解。化学方程式为NH3·H2O+CaONH3↑+CaOH2 加热NH4HCO3固体 NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑,H2O、CO2被碱石灰吸收,得到氨气 考点三 硝 酸 1.物理性质 硝酸是无色易挥发的液体,有刺激性气味。 2.化学性质 1不稳定性 反应4HNO32H2O+4NO2↑+O2↑。 2强氧化性 硝酸无论浓、稀都有强氧化性,而且浓度越大氧化性越强。 ①与金属反应 稀硝酸与铜反应3Cu+8HNO3稀3CuNO32+2NO↑+4H2O。 浓硝酸与铜反应Cu+4HNO3浓CuNO32+2NO2↑+2H2O。 ②与非金属反应 浓硝酸与C的反应为C+4HNO3浓CO2↑+4NO2↑+2H2O。 ③与还原性化合物反应 硝酸可氧化H2S、SO2、Na2SO3、HI、Fe2+等还原性物质。 如稀硝酸与FeSO4溶液反应的离子方程式为3Fe2++4H++NO3Fe3++NO↑+2H2O。 3与有机物反应 ①硝化反应与C6H6反应C6H6+HNO3C6H5NO2+H2O。 ②颜色反应蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。 考点四 氮及其重要化合物转化关系的综合应用 1. 2.有关氮及其重要化合物的推断题常以产生白烟、红棕色气体、无色气体在空气中变为红棕色、能使红色石蕊试纸变为蓝色等特殊现象为突破口。 3.含氮物质的化合价变化及规律 1氮元素间的歧化和归中 歧化同一元素的化合价在同一反应中既升高又降低。 归中同一元素高价态和低价态生成中间价态。 歧化3NO2+H2O2HNO3+NO。 归中6NO+4NH35N2+6H2O。 2含氮物质的连续氧化 NH3NONO2HNO3; N2NONO2HNO3。
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