2019-2020年高考化學 無機非金屬材料的主角 硅復習試題.doc
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2019-2020年高考化學 無機非金屬材料的主角 硅復習試題一、1.物理性質 2.硅的化學性質還原性 與氫氟酸反應:Si+4HF=SiF4+2H2;與NaOH溶液反應:Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2;與O2反應:Si+O2 SiO2。二、CO2和SiO2的比較物 質二氧化硅二氧化碳晶體類型原子晶體分子晶體物理性質硬度大、熔沸點高、常溫下為固體、不溶于水熔沸點低,常溫下為氣體,微溶于水化學性質與水反應不反應CO2 + H2O H2CO3與酸反應SiO2 + 4HF = SiF4+ 2H2O不反應與堿反應高溫SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O高溫盛堿液的試劑瓶用橡皮塞CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O或CO2 + NaOH = 2NaHCO3與鹽反應高溫SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3 + 2HClOCO2 + Na2CO3 + H2O = 2NaHCO3與堿性氧化物反應SiO2 + CaO CaSiO3 CO2 + Na2O Na2CO3與碳反應CO2+C高溫 2CO;主要用途化工原料、滅火劑。干冰用作制冷劑,人工降雨。制光學儀器、石英玻璃。水晶可制作飾品,常用來制造通訊材料光導纖維。 3、硅酸及硅酸鹽(1)硅酸 物理性質:與一般的無機含氧酸不同,硅酸難溶于水。化學性質:a.弱酸性:是二元弱酸,酸性比碳酸弱,與NaOH溶液反應的化學方程式為:H2SiO3+2NaOH= Na2SiO3+2H2O。b.不穩(wěn)定性:受熱易分解,化學方程式為:H2SiO3 H2O+ SiO2。制備:通過可溶性硅酸鹽與其他酸反應制得,如Na2SiO3溶液與鹽酸反應:Na2SiO3+2HCl= H2SiO3+2NaCl用途:硅膠可用作干燥劑、催化劑的載體等。2、硅酸鹽硅酸鹽:硅酸鈉:硅酸鹽組成的表示三、常見無極非金屬材料及其主要用途1.傳統(tǒng)的無極非金屬材料硅酸鹽產品水 泥玻 璃陶瓷原 料石灰石、黏土純堿、石灰石、石英黏土反應原理發(fā)生復雜的物理化學變化(不作要求)高溫高溫SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2反應原理發(fā)生復雜的物理化學變化(不作要求)高溫高溫SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2主要設備水泥回轉窯玻璃窯陶瓷窯主要成分3CaOSiO2、2CaOSiO2、3CaOAl2O3Na2SiO3、CaSiO3、SiO2反應條件高溫高溫高溫1. 硅及其化合物的特殊性質1.硅(1)硅的非金屬性弱于碳,但碳在自然界中既有游離態(tài)又有化合態(tài),而硅卻只有化合態(tài)。(2)硅的還原性強于碳,但碳能還原SiO2:SiO2+2C 2CO+Si 。(3)非金屬單質跟堿溶液作用一般無H2產生,但Si能跟堿溶液作用放出H2:Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2。(4)非金屬單質一般不跟非氧化性酸反應,但硅能跟氫氟酸反應。(5)非金屬單質一般為非導體,但硅為半導體。2.二氧化硅(1)非金屬氧化物的熔沸點一般較低,但SiO2的熔點卻很高。(2)酸性氧化物一般不跟酸反應,但SiO2能跟氫氟酸反應。3.硅酸(1)無機酸一般易溶于水,但H2SiO3難溶于水。(2)H2CO3的酸性強于H2SiO3,所以有Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3,但在高溫下Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2能發(fā)生是因為生成的CO2容易揮發(fā)。第二節(jié) 富集在海水中的元素氯一、氯氣的性質及其應用1物理性質:常溫下,氯氣是黃綠色、有刺激性、能溶于水、比空氣重、易液化的有毒氣體。2化學性質和用途與金屬反應 如:a.2NaCl22NaCl(產生白煙)b.CuCl2CuCl2(產生棕黃色的煙)c.2Fe3Cl22FeCl3(產生棕色的煙)注:常溫下干燥的氯氣或液氯不與鐵反應,所以液氯通常儲存在鋼瓶中。與非金屬反應如:H2Cl22HCl(發(fā)出蒼白色火焰,有白霧生成)可用于工業(yè)制鹽酸 H2Cl22HCl(會發(fā)生爆炸)不可用于工業(yè)制鹽酸與水反應:溶于水的氯氣部分與水反應Cl2H2OHClO1成分:三種分子(H2O、Cl2、HClO)、四種離子(ClO、Cl、H、OH)。2性質:氯水的多種成分決定了它具有多重性質。3新制氯水、久置氯水及液氯成分比較與堿反應:與NaOH溶液反應 與某些還原性物質反應如: a.2FeCl2Cl2 = 2FeCl3b.2KICl2 = 2KCl + I2(使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍色,用于氯氣的檢驗)c.SO2Cl22H2O = 2HCl + H2SO4二.次氯酸和次氯酸鹽的性質1.次氯酸(HClO)(1)弱酸性:酸性比碳酸弱。(2)不穩(wěn)定性:2HClO2HCl + O2,氯水要現(xiàn)用現(xiàn)配制,保存在棕色試劑瓶中。(3)強氧化性:使有色布條褪色,用作消毒劑、漂白劑。2.漂白粉(1)主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2(2)漂白原理是:Ca(ClO)2CO2H2O=CaCO32HClO,產生的HClO具有漂白性和強氧化性,由于Ca(ClO)2能與空氣中的CO2、H2O反應生成HClO且HClO見光易分解,所以漂白粉應密封保存。(3)工業(yè)上常用氯氣和石灰乳制取漂白粉2Cl22Ca(OH)2= CaCl2Ca(ClO)22H2O(4)溶液呈堿性,具有強氧化性。(5)失效原理:故漂白粉須密封保存。三、氯氣的制法1.實驗室制法 ,MnO2 是氧化劑,HCl是還原劑。濃鹽酸表現(xiàn)還原性和酸性MnO2發(fā)生裝置 除雜裝置 收集裝置 尾氣處理裝置濃鹽酸飽和食鹽水濃硫酸NaOH溶液實驗步驟2.工業(yè)制法 化學方程式為:四、鹵素及其化合物的特性和用途(1)氟 無正價和含氧酸、非金屬性最強,F(xiàn)的還原性最弱。 與H2反應在暗處即爆炸。 2F22H2O=4HFO2。 HF是弱酸,能腐蝕玻璃,保存在鋁制器皿或塑料瓶中;有毒,在HX中沸點最高。(2)溴 Br2是深紅棕色液體,易揮發(fā) Br2易溶于有機溶劑。 盛溴的試劑瓶中加水,進行水封,保存液溴不能用橡膠塞。(3)碘 I2遇淀粉變藍色。I2加熱時易升華。I2易溶于有機溶劑。食用鹽中加入KIO3可防治甲狀腺腫大。(4)鹵化銀AgF易溶于水,AgCl白色不溶于水,AgBr淡黃色不溶于水,AgI黃色不溶于水。AgCl、AgBr、AgI也不溶于稀硝酸。除AgF外,均有感光性,其中AgBr作感光材料,可用于照相。AgI可用于人工降雨。 I2與Fe反應產生FeI2,其他鹵素單質生成FeX3。5、 鹵素離子的檢驗方法1AgNO3溶液沉淀法黃色淺黃色白色2置換萃取法IBr3氧化淀粉法檢驗I藍色2鹵族元素 包括氟(F)、氯(C1)、溴(Br)、碘(I)和放射性元素砹(At)在自然界中鹵素無游離態(tài),都是以化合態(tài)的形式存在顏色狀態(tài)(常態(tài))熔點、沸點溶解度(水中)密度F2淺黃綠色淺深氣體低高降低小大Cl2黃綠色氣體部分溶于水,并與水發(fā)生不同程度反應Br2深紅棕色液體易揮發(fā)I2紫黑色固體升華氟F氯Cl溴Br碘I核電荷數(shù)9173553原子結構的相似性最外層上的電子數(shù)都是7個鹵素化學性質的相似性氟只有1價,其余鹵素有l(wèi)、+1、+3、+5、+7價單質都具有強氧化性,是強氧化劑單質均能與H2化合生成鹵化氫氣體,與金屬單質化合生成金屬鹵化物單質都能與水、強堿反應,Br2、I2的反應與C12類似原子結構的遞變性核電荷數(shù)、電子層數(shù)少 多原子半徑小 大化學性質的遞變 性原子得電子能力強 弱單質的氧化性單質與氫氣化合易 難單質與水反應 劇烈 緩慢(微弱)對應陰離子的還原性弱 強F2Cl2Br2I2與H2化合的條件冷、暗點燃或光照500持續(xù)加熱反應情況爆炸強光照射時爆炸緩慢化合緩慢化合,生成的HI同時分解產生鹵化氫的穩(wěn)定性HFHClHBrHI(3)鹵素單質與水的反應 2F2 + 2H2O 4HF + O2(置換反應) 注意:將F2通入某物質的水溶液中,F(xiàn)2先跟H2O反應如將F2通入NaCl的水溶液中,同樣發(fā)生上述反應,等等X2 + H2O = HX + HXO (XC1、Br、I)(4)鹵素單質間的置換反應2NaBr + C12(新制、飽和) = 2NaCl + Br22Br + C12 = 2C1 + Br2鹵化銀AgFAgClAgBrAgI顏 色白色白色淺黃色黃色逐 漸 加 深溶解性易溶于水難溶于水,也難溶于稀HNO3感光性見光分解:2AgX 2Ag + X2 (XCl、Br、I)用 途檢驗X:Ag + XAgX(試劑為AgNO3溶液和稀HNO3)制作感光材料(常用AgBr) AgI用于人工降雨3物質的量應用于化學方程式的計算(1)原理:化學方程式中各物質的化學計量數(shù)之比,可以表示各物質的:微粒數(shù)之比;物質的量之比;同溫、同壓下氣體的體積之比;并可計算質量之比。例如: 2CO O2 2CO2化學計量數(shù)比 2 1 2物質的量比 2mol 1mol 2mol同溫、同壓下氣體體積比 2體積 1體積 2體積標準狀況下的體積比 222.4L 122.4L 222.4L質量比 228g 132g 244g(2)注意點:物質的量應用于化學方程式的計算時,同一物質的物理量的單位要保持一致,不同物質的物理量的單位要相互對應,即單位的使用要“上下一致、左右相當”- 配套講稿:
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