化学必修1第四章.docx
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化学必修1第四章
第四章非金属及其化合物
第一节无机非金属材料的主角—硅(第一课时)
【自主探究】
1、硅在地壳中的含量仅次于,为,硅的和构成了地壳中大部分的、和。
约占地壳质量的以上。
硅在元素周期表第族,原子结构示意图为。
在化学反应中原子既不易又不易电子,主要形成化合物。
硅是一种元素,主要以及形式存在。
2、二氧化硅
(1)SiO2是硅最重要的,天然二氧化硅称为,约占地壳的,存在状态有和。
(2)石英晶体是结晶的,具有不同的和。
石英中无色透明的晶体叫,具有彩色环带状或层状的称。
SiO2是原子晶体,是网状结构。
二氧化硅可用来做;石英可用来做石英钟、石英表,耐高温的;水晶可以用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器、工艺品、眼镜片等,含有有色杂质的石英,还可用于制造精密仪器,耐磨器皿和装饰品等。
(3)SiO2的物理性质是是一种坚硬难熔的固体,不溶于水。
(4)二氧化硅(SiO2)和二氧化碳(CO2)化学性质比较
物质
二氧化硅(SiO2)
二氧化碳(CO2)
与水反应
与酸反应
与碱反应
与碱性氧化物反应
氧化硅能与成相应的盐和水,是一种氧化物,它不能溶于水得到相应的酸——硅酸。
酸性氧化物一般不与酸发生化学反应,而二氧化硅却能与发生反应,这也是工业上用雕刻玻璃的反应原理。
二氧化硅的主要化学性质:
不溶于水的性氧化物,能与反应
1、酸性氧化物:
SiO2+2NaOH=SiO2+CaO===
2、特殊性:
SiO2+HF=
3、硅酸
(1)硅酸是一种比碳酸还要的酸,溶解度,硅酸是通过可溶性
与其他酸反应制得,Na2SiO3+H2SO4—。
生成的H2SiO3形成
(2)硅胶,吸附能力强。
常用作实验室、、的。
也可做。
【合作探究】
已知玻璃中含有SiO2,而硅酸钠又是一种粘合剂,回答为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞?
【达标检测】
1.下列物质中主要成分不是二氧化硅的是()
A.硅胶B.水晶 C.玛瑙 D.硅石
2.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
3.可以用来制取半导体材料(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
4.构成地壳基本骨架的非金属元素的是()A.AlB.OC.SiD.C
5.二氧化硅的化学性质很不活泼,几乎所有的酸都不与其反应,但有一种酸能够和二氧化硅发生反应,这种酸是()A.浓盐酸B.硫酸C.硝酸D.氢氟酸
【学习札记】
第一节无机非金属材料的主角—硅(第二课时)
[演示实验]取两根一样的干燥布条(其中一根在硅酸钠溶液中浸过)在火焰上燃烧。
实验
现象
点燃晾干蒸馏水的布条
点燃晾干的硅酸钠布条
两根布条燃烧的情况一样吗?
现象有何不同?
【自主探究】
二、硅酸盐
1、硅酸盐是由硅、氧和组成的的总称。
一般不溶于,稳定性。
2、常用的硅酸盐是,其水溶液称为,可用作、及。
3、硅酸盐岩石长期在的侵蚀下,风化为,形成的一般带电,能吸收、等营养离子而保证了。
4、硅酸盐主要产品、、。
5、SiC(俗称金刚砂),具有的结构,很大,可用作、的磨料,
[阅读]新型陶瓷:
结构陶瓷、超导陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、生物陶瓷。
三、硅单质
1、硅单质有和两种。
晶体硅的结构类似是带有的固体。
、、常温下化学性质。
2、硅在元素周期表中处于与的,是一种,是良好的材料。
3、20世纪中叶开始,硅成了信息技术的,半导体晶体管及芯片的出现,促成了的革命。
4、利用高纯硅的半导体性能,可以制成,将光能转换为。
光电池可作、、、等动力。
【合作探究】
如果Na2SiO3可以写成氧化物的形式:
Na2O·SiO2,如何表示用氧化物的形式下列硅酸盐:
高岭石:
Al2(Si2O5)(OH)4以氧化物形式表示为()
钠长石:
NaAlSi3Oaa为(),若以氧化物形式表示为()
【达标检测】
1.下列物质中属于纯净物的是
A.Na2CO3·10H2O B.水泥 C.纯净的盐酸 D.普通玻璃
2.下列叙述正确的是
A.酸均不能与酸性氧化物反应
B.玻璃、陶瓷、水泥容器都不能贮存氢氟酸
C.石灰抹墙、水泥砌墙过程的硬化原理相同
D.石灰窑、玻璃熔炉出来的气体主要成分相同
3.下列物质有固定熔点的是()
A.水泥 B.玻璃 C.Na2O·SiO2 D.水玻璃
4.下列不是水玻璃用途的是()
A.肥皂填料B.木材防火剂C.纸板黏胶剂D.建筑装饰材料
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.下列属于同种物质的是()
A.干冰和冰 B.石英和水晶C.玻璃与二氧化硅D.水玻璃和玻璃
【学习札记】
第二节富集在海水中的元素—氯(第一课时)
【自主探究】
1、食盐中的氯元秦是最重要的主要以的形式存在于或的中。
2、氯元素位于元素周期表第族,原子结构示意图为
在化学反应中氯很容易得一个电子变成,表现出典型的性,氯在自然界中以存在。
3、氯气的物理性质:
氯气(Cl2)分子是由2个氯原子构成的双原子分子。
在通常情况下,氯气呈。
在压强为101kPa、温度为-34.6℃,氯气液化成。
将温度继续冷却到-101℃时,液氯变成。
4、氯气的化学性质
氯气是很活泼的,它具有较强的,能与多种
和直接化合,还能与、等化合物起反应。
(1)氯气跟金属反应
Na+Cl2—Fe+Cl2-Cu+Cl2
(2)H2在Cl2中燃烧
现象:
化学方程式:
(3)与水反应
氯气溶解于水,在常温下,1体积水约溶解体积的氯气。
氯气的水溶液叫,氯水因溶有氯气而呈色。
溶解的氯气能够与水起反应,生成和。
化学方程式:
H2O+Cl2—
次氯酸是一种很的酸,不稳定,容易分解放出。
当氯水受到日光照射时,次氯酸的分解速率加快(如图)。
请配平反应式:
HClO
由于HClO的分解,使Cl2和水逐渐反应,直至氯水失效,因此氯水要现用现制,保存在试剂瓶中。
注意:
a.氯气溶于水得到氯水,其中只有少量Cl2和水反应,因此氯水中主要溶质是Cl2。
b.氯水的成分:
氯水是混合物而液氯是纯净物(Cl2)
【合作探究】
1.燃烧是否一定要有氧气参加?
比较铁、硫、碳等在氧气中的燃烧,以及铜、钠等在氯气中的燃烧,找出共同的特点并由此推论什么叫燃烧。
2.液氯和氯水是不是一回事?
液氯
氯水
类别
成分
能否使干燥布条褪色
【达标检测】
1、下列关于氯的说法正确的是()
A、液氯和氯水是同一物质B、氯水久置后酸性将减弱
C、新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色D、光照氯水有气泡逸出,该气体为Cl2
2、标况下的H2、Cl2混合气体aL,经光照充分反应后,所得气体恰好使溶液中bmolNaOH完全转化为盐,则a、b关系不可能为()
A、b=a/22.4B、b<a/22.4C、b>a/22.4D、b≥a/11.2
3、0.2mol某元素的单质与氯气反应,质量增加21.3g,这中元素是()
A、PB、NaC、MgD、Al
4、氯化碘(HCl)的化学性质跟Cl2相似,此反应是非氧化还原反应,它和H2O反应最初生成物是()
A、HI和HClOB、HCl和HIOC、HClO和HIOD、HClO和HIO
【学习札记】
第二节富集在海水中的元素——氯(第二课时)
【自主探究】
(4)与碱反应
Cl2+NaOH---
Cl2+Ca(OH)---
①工业上制漂白粉,是以______和______为原料。
漂白粉主要成分_______,有效成分_______,是_____物。
(填纯净或混合)
②漂白粉本身______漂白性。
若要使其具有漂白性,必须使ClO-转为具有强氧化性的______。
因此,必须提供______性(填酸、碱、中)环境。
Ca(ClO)2+HCl——
Ca(ClO)2+H2O+CO2——
酸性:
H2CO3HClO(填>=<)
比较次氯酸、过氧化钠、活性炭的漂白作用
物质
漂白原理
HClO
Na2O2
活性炭
氯气的主要用途:
(1)消毒
(2)化学工业的(3)SiCl4、SeCl4、
TiCl4是制取、、的重要中间物质。
在有机化学工业中,是造、、、、、
、和的重要原料。
[实验探究]氯离子的检验
加入AgNO3后
加入稀HNO3后
稀盐酸
NaCl溶液
Na2CO3溶液
自来水
蒸馏水
【合作探究】
1.如何保存漂白粉?
为什么?
【达标检测】
1.用氯气制漂白粉的主要目的是()
A.提高氯的质量分数B.增强漂白能力
C.转变为很易溶于水的物质D.转变为较稳定,便于贮存的物质
2.有关氯气跟氢氧化钠溶液反应的正确说法是()
A.反应前后只有氯元素化合价有改变B.反应中Cl2是氧化剂,NaOH是还原剂
C.反应的离子方程式为Cl2+2OH-==Cl-+ClO-+H2OD.此反应属于复分解反应
3.浓盐酸和次氯酸钙能发生下列反应:
Ca(ClO)2+4HCl(浓)=CaCl2+2Cl2↑+2H2O
用贮存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的氯气中,可能含有的杂质气体是()
①CO2②HCl③H2O(气)④O2
A.①②③ B.②③④C.②③ D.①④
4.试预测下列哪些物质不具备漂白性()
A.Na2OB.Na2O2C.HClOD.NaClO
5.为了分离碘化钾和碘的混合物,可采用的实验方法有()
A.加水后过滤把碘化钾和碘分离B.加汽油进行萃取,再进行分液分离
C.加热充分后经冷却而分离D.加适量氯水和CCl4经振荡、静置再分液
【学习札记】
第二节富集在海水中的元素——氯(第二课时)
【自主探究】
(4)与碱反应
Cl2+NaOH---Cl2+Ca(OH)---
①工业上制漂白粉,是以______和______为原料。
漂白粉主要成分_______,有效成分_______,是_____物。
(填纯净或混合)
②漂白粉本身______漂白性。
若要使其具有漂白性,必须使ClO-转为具有强氧化性的______。
因此,必须提供______性(填酸、碱、中)环境。
Ca(ClO)2+HCl——Ca(ClO)2+H2O+CO2——
酸性:
H2CO3HClO(填>=<)
比较次氯酸、过氧化钠、活性炭的漂白作用
物质
漂白原理
HClO
Na2O2
活性炭
氯气的主要用途:
(1)消毒
(2)化学工业的(3)SiCl4、SeCl4、
TiCl4是制取、、的重要中间物质。
在有机化学工业中,是造、、、、、
、和的重要原料。
[实验探究]氯离子的检验
实验现象(写出反应的方程式)
加入AgNO3后
加入稀HNO3后
稀盐酸
NaCl溶液
Na2CO3溶液
自来水
蒸馏水
【合作探究】
如何保存漂白粉?
为什么?
【达标检测】
1.用氯气制漂白粉的主要目的是()
A.提高氯的质量分数B.增强漂白能力
C.转变为很易溶于水的物质D.转变为较稳定,便于贮存的物质
2.有关氯气跟氢氧化钠溶液反应的正确说法是()
A.反应前后只有氯元素化合价有改变B.反应中Cl2是氧化剂,NaOH是还原剂
C.反应的离子方程式为Cl2+2OH-==Cl-+ClO-+H2OD.此反应属于复分解反应
3.浓盐酸和次氯酸钙能发生下列反应:
Ca(ClO)2+4HCl(浓)=CaCl2+2Cl2↑+2H2O
用贮存很久的漂白粉与浓盐酸反应制得的氯气中,可能含有的杂质气体是()
①CO2②HCl③H2O(气)④O2
A.①②③ B.②③④C.②③ D.①④
4.试预测下列哪些物质不具备漂白性()
A.Na2OB.Na2O2C.HClOD.NaClO
5.为了分离碘化钾和碘的混合物,可采用的实验方法有()
A.加水后过滤把碘化钾和碘分离B.加汽油进行萃取,再进行分液分离
C.加热充分后经冷却而分离D.加适量氯水和CCl4经振荡、静置再分液
【学习札记】
第三节硫和氮的氧化物(第一课时)
【自主探究】
一、二氧化硫
1、硫是一种色粉末,在空气中燃烧生成S+O2=
2、二氧化硫是一种色、有的气体,密度比空气、溶于水。
3、实验4—7填表
实验
现象
把有SO2的试管倒立水中
用PH试纸测试酸碱度
在试管中滴入品红溶液
加热试管中的溶液
结论
4、SO2集四性于一身(酸酐的通性、氧化性、性、性)
SO2具有酸酐的通性:
①与水反应——实验:
二氧化硫溶于水实验
二氧化硫水溶液呈红色——溶液呈酸性:
SO2+H2O
SO2与足量或少量NaOH溶液反应的方程式:
SO2通入澄清石灰水变浑浊,继续通SO2,又变澄清。
写出化学方程式:
与碱性氧化物的作用:
SO2+Na2O
②二氧化硫氧化性与还原性
分析二氧化硫中硫元素的化合价:
+4,可以升高,也可以降低,表现氧化与还原两重性。
表现还原性化学方程式:
【合作探究】
所学的漂白剂及其漂白原理
漂白剂
漂白原理
活性炭
HClOO3H2O2
SO2
氯水与二氧化硫漂白性的比较
氯水
二氧化硫
原理
实质
效果
范围
【达标检测】
1.下列污染现象主要与SO2有关的是()
A.臭氧空洞B.酸雨C.光化学烟雾D.温室效应
2.既能使石蕊试液变红,又能使品红试液变为无色,还能使溴水褪色的是()
A.Cl2B.H2SC.SO2D.CO
3.检验SO2气体中是否混有CO2气体,可采用的方法是
A.通过品红溶液B.通过澄清石灰水
C.先通过NaOH溶液,再通过澄清石灰水D.先通过酸性KMnO4,再通过澄清石灰水
4.SO2和Cl2都具漂白作用,若将等物质的量的这两种气体,同时作用于潮湿的有色物质,此时可观察到有色物质
A.立刻褪色B.慢慢褪色C.先褪色后复原D.颜色不褪
5.把SO2通入下列各组物质的混合溶液中,肯定有白色沉淀生成的是 ()
A.Ba(NO3)2,HCl B.BaCl2,NaClC.NH3·H2O,CaCl2D.MgCl2,(NH4)2SO4
【学习札记】
第3节硫和氮的氧化物(第二课时)
【自主探究】
1、氮气占空气体积的。
在放电条伴下跟氧气化合生成
NO直接跟化合生成化学方程式:
2、二氧化氮跟水反应:
二氧化氮物理性质:
色气味气体,密度比空气,易,易。
二氧化氮被水吸收的实验
实验步骤
实验现象
解释(或化学方程式)
把试管倒立在水中振荡
3NO2+H2O=2HNO3+NO
用姆指堵住试管口拿出松开一会又堵住
气体又变成红色
又把试管倒立在水中振荡
【合作探究】
1.要让二氧化氮全被水吸收,显然必须通入适量的氧气,请写出相应的化学反应方程式:
若参加反应的为NO呢?
2.NO2是否时硝酸的酸酐?
说明理由。
填表:
氧化物
N2O
NO
N2O3
NO2
N2O4
N2O5
化合价
是否酸酐
3.在新疆与青海交界处有一山谷,人称“魔鬼谷”。
经常电闪雷鸣,狂风暴雨,把人畜击毙。
然而谷内却是牧草茂盛,四季常青。
这是为什么?
【达标检测】
1.实验室中制取的下列气体中,可以用排空气法收集的是()
A.N2B.SO2C.COD.NO
2.在一定条件下,将充满NO2和O2的试管倒立于水槽中,充分反应后,剩余气体体积为原混合气体的
,由原混合气体中NO2和O2的体积比是()
A.8:
1B.7:
3C.7:
1D.4:
1
4.由NO2被水吸收的反应中,发生还原反应和发生氧化反应的物质其质量比为()
A.3:
1B.1:
3C.1:
2D.2:
1
5.将盛有12mLNO2和O2混合气体的量筒倒立于水槽中,充分反应后,还剩余2mL无色气体,则原混合气体中O2的体积是( )
A.1.2mL B.2.4mL C.3.6mL D.4mL
6.下列气体溶解于水,没有发生氧化还原反应的是()
A.SO2溶解于水B.NO2溶解于水C.CO2溶解于水D.Cl2溶解于水
7
.如图所示,试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物),当倒扣在盛有水的水槽中时,试管内水面上升,但不能充满试管,当向试管内鼓入氧气后,可以观察到试管中水柱继续上升,经过多次重复后,试管内完全被水充满,原来试管中盛装的可能是什么气体()
A.可能是N2与NO2的混和气体B.可能是O2与NO2的混和气体
C.可能是NO与NO2的混和气体D.只可能是NO2一种气体
【学习札记】
硫和氮的氧化物(第三课时)
【自主探究】
三、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染
1、二氧化硫和为大气的主要污染物,能直接危害人体健康,引起
疾病,严重时会使人死亡。
煤和石油中含杂质硫,在燃烧中将排放酸性气体;燃烧产生的高温尚能促使助燃的空气发生部分化学变化,氧气与氮气化合,也排放酸性气体NOx。
它们在高空中为雨雪冲刷,溶解,溶于水后会形成溶液,随雨水下来会形成,PH值7。
酸雨:
pH值小于的雨水叫酸雨。
[投影]酸雨的形成图片
图表1
[练习]根据图片写出形成酸雨的化学方程式。
2、酸雨的主要危害是
。
3、二氧化硫和二氧化氮都是有用的,二氧化硫在一定条件下可被氧化成
、方程式是,三氧化硫与水反应的方程式是
4、防止酸雨的主要措施有
(1)
(2)
(3)
【合作探究】
二氧化硫及二氧化氮在工业中有哪些应用?
【达标检测】
1.将下列污染原因与结果用线连接起来
氟里昂等排放物酸雨
砍伐森林土壤和水污染
核污染放射病和癌症发病率增加
汽车、燃煤排放二氧化硫等臭氧层破坏
大量使用农药土壤沙漠化
SO2、NO2是大气污染的主要污染物,请解答1-2题
2.紫外线照射下,能产生光化学烟雾的是()
A.COB.CO2C.SO2D.NO2
3.下列所述情况可能引起水污染的是()
①城市生活污水的任意排放。
②农业生产中农药,化肥使用不当。
③海上油轮石油泄漏。
④工业生产中废液、废渣、废气的排放。
A.只有①② B.只有①④C.只有②④ D.①②③④
4.减少酸雨的产生,下列方法中,你认为可取的是:
①少用煤作燃料②把烟囱造高③燃料脱硫④在已酸化的土壤中加石灰⑤开发新能源
A、①②③B、②③④⑤C、①③⑤D、①③④⑤
【学习札记】
第4节氨硝酸硫酸(第一课时)
【自主探究】
一、氨:
色气味气体,密度空气溶于水,且溶解速度。
常温下,1体积水大约可溶解体积氨气。
氨的水溶液叫做。
氨液化(液态的氨称为)液化时热。
液氨汽化时要的量的热,使周围温度急剧,因此,氨常用作氨的化学性质。
1、与水反应
氨溶于水后大部分与水反应,方程式为:
(能形成喷泉)
由于形成NH3.H2O的过程是的,NH3.H2O也可分解生成和,因此氨水常温下闻到有刺激性气味,加热时更易分解,化学方程式为:
分子结合生成一水合氨(NH3.H2O),而NH3.H2O只有一小部分(约1%)电离出和,电离方程式为,所以溶液中NH3.H2O的浓度较,而NH4+和OH-的浓度较,且氨水呈性,加入酚酞试液变氨水中含有的分子有离子有,但通常把NH3做溶质,水做溶剂。
注意:
氨水的密度比水的要小,且浓度越大密度越小。
2、与酸的反应(表现碱性)
NH3+HCl—(产生大量白烟)
a、可用浓盐酸检验氨气;b、氨气与挥发性酸反应有白烟生成,遇难挥发性酸无此现象
NH3+HNO3—NH3+H2SO4—
3、盐+NH3·H2O——碱+盐(两者发生复分解反应):
NH3·H2O+MgCl2====NH3·H2O+Al2(SO4)====(制取Al(OH)3)
4、与氧气反应(表现还原性)(工业上制硝酸的基础)
二、氨气的制法:
1、工业制法:
2、实验室制法:
原理:
①加热铵盐(如NH4Cl)和碱【Ca(OH)2】的混合物,
加热
化学方程式
装置:
固+固气体(与制氧气的装置相同)
收集:
只能用向下排空气法
干燥:
用碱石灰或生石灰在干燥管或U形管中干燥
检验:
.NH3其他制备方法:
加热浓氨水,或者向氨水中加入固体氢氧化钠、氧化钙
氨气的用途:
重要的,是工业,工业及制造、和的原料。
三、铵盐
1、铵盐的物理性质
由铵根(NH4+)和酸根构成的化合物,铵盐都是白色或无色晶体,都溶于水
2、铵盐的化学性质(铵盐受热易分解)
NH4Cl====NH3↑+HCl↑(NH3+HCl=NH4Cl)NH4HCO3====NH3↑+H2O+CO2↑
NH4Cl的分解类似碘升华,但两者变化的本质是不同的,前者是变化,后者是变化
【合作探究】
在氨的喷泉实验中,烧瓶内溶液物质的量浓度是多少?
(假设实验是在标准状况下进行)
液氨与氨水的区别
液氨
氨水
形成
物质分类
微粒种类
存在条件
常温常压下存在
常温常压下存在
【学习札记】
硫酸、硝酸和氨(第二课时)
【自主探究】
1、浓硫酸极易溶于水,能与水溶,溶解时大量热,因此稀释浓硫酸时,一定要。
2、浓硫酸的强氧化性
由于浓H2SO4有强氧化性,可使某些金属如Fe、Al等表面因生成一层,阻止继续跟浓H2SO4反应,这种现象称为“”。
正因为如此,常温时,常把浓H2SO4存放在。
但若,(“钝化”并非不反应,是因氧化而钝化)则会反应。
条件下,浓H2SO4可氧化绝大多数金属(Au、Pt等除外),但不产生。
3、在Cu+2H2SO4加热CuSO4+2H2O+SO2↑中,被氧化,
元素被还原,氧化剂是,还原剂是,氧化产物是,还原产物是。
浓、稀H2SO4的粒子组成及氧化性
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- 化学 必修 第四