必修一非金属元素基础知识.docx

必修一非金属元素根底知识〔人教版课本第四章〕一、 硅〔P74-P81〕1、硅单质硅在元素周期表中的位置是在第三周期第 IV A族,原子结构示意图为电子排布式为 1s 2s 2p 3s 3q硅是构成岩石与许多矿物的根本元素. 硅的性质不活泼但是自然界中没有游离态,只有化合态.硅单质与碳相似,有晶体和无定形两种.晶体硅是带有金属光泽的灰 黑色固体,熔点高,硬度大,有脆性,是原子晶体的典型代表.常温 下只能与F2, HF,强碱溶液反响.硅是一种良好的半导体材料.Si + 2NaOH + 2O == N 2Si 3 + 2 2 f在教材的习题中有单质硅的制取方法2、二氧化硅图1.氧化硅是硅最重要的化合物,存在形态有结晶形和无定形两大类,统称硅石.二氧化硅的根本结构单元如下图,一个硅与四个氧形成四根 极性共价键.值得注意的是在 SiQ的晶体中,Si原子和S—O键的比是 1: 4.SiO2的主要功能是光导纤维,石英坩埚. SiO2是一个酸性氧化物,即使它可以和 HF反响,在高中的范围内,SiQ是唯一一个不溶于水的酸性氧化物.下面列 举几个SiO2的参考反响SiO2+4HF==SiF+2H2OSi 2 +咼温SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O3、硅酸硅酸是一种比碳酸还弱的酸,溶解度很小.硅酸的制备是通过可溶性硅酸盐和 H反响而得到,反响生成的硅酸逐渐聚合而形成胶体,当硅酸浓度较大时那么形成软而透明的硅酸凝胶.+ 经脱水后可得到硅胶.是一种良好的枯燥剂,也可以用作催化剂的载体.向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸得到胶体,方程式为 Na2SiO3+2HCI=H2Si6〔胶体〕+2NaCI而向稀盐酸中滴加 Na2 SiQ溶液那么得到硅酸沉淀,由于在强酸性环境中胶体会发生聚沉不能 形成稳定的胶体.4、硅酸盐硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称,分布广.大多数不溶于水〔书上是这么写的〕, 化学性质稳定.最简单的硅酸盐是硅酸钠,其水溶液俗称水玻璃,是制备硅胶和木材防火剂 等的原料.普通玻璃是以纯碱、石灰石和石英为原料制成,经混合,粉碎,在玻璃窑中熔融制得. 水泥以黏土和石灰石为主要原料,煅烧后参加适量石膏,研成细粉得到普通水泥. 金刚砂〔SiC和金刚石的结构相似,硬度很大.、氯〔P82— P88〕氯在元素周期表中的位置是在第三周期第 vn A族,原子结构示意图为电子排布式为 1s 2s 2p 3s 3q Cl原子容易得到一个电子而形成氯离 子,表达了典型的非金属性.5c在自然界中以化合态存在.实验室制取 C2的方法为:困氯原子结构示意園Mn 2 +2?2CI2在常温下为黄绿色气体,是一种具有强烈的刺激性气味的有毒气体,易液化,称为液氯〔纯 净物单质〕而不是氯水〔混合物〕,氯气是很活泼的非金属单质,具有很强的氧化性,能与大多数金属化合.点燃2Na + Q ===〔白烟〕2Fe +3C点燃3 〔棕黄色烟〕Cu + C点燃2 ===2 〔棕色烟〕〔苍白色火焰〕氯气在水中的溶解度很小, 1体积水大约溶解 2体积的氯气,氯气的水溶液称为氯水.在常温下,氯水中存在平衡 C 2 +2 + 〔次氯酸〕次氯酸具有很强的氧化性,也由于强氧化性而具有漂白作用,且漂白作用不可逆.次氯酸是弱酸Ka介于碳酸的 K1和 K2之间.离子方程式为:2 ?HCIO + C 3 ==次氯酸很不稳定,只存在于水溶液中,见光会分解,因此新制氯水要保存在棕色瓶中,久置的氯水会变质而变为稀盐酸〔很稀〕.2HCIO ===光照+氯气在枯燥的情况下不显漂白性.漂白液：NaCIO为主要成分.将 CI2通入 NaOH溶液中制得.反响的方程式：C 2 + == + + 2加热条件下：3C 2 + 浓〕？ + 3+32漂白粉：将 C2通入冷的消石灰【Ca〔OH〕d中制得,有效成分为 反响充分并使次氯酸钙成为主要成分,那么得到漂白精Ca(CIO)2o 假设 CI2和 Ca(OH>反响的方程式：2C 2 +)2 ==)2 + 2+22HCIO.酸性从左到右氯的含氧无机酸：高氯酸 HCIC4,氯酸 HCIO3,亚氯酸 HCIQ,次氯酸依次降低.HF、HCI、HBr、HI酸性依次增强.F2、CI2、Br2、12的氧化性以此减弱〔参考人教选修三〕三、硫〔P89— P102〕硫在元素周期表中的位置：第三周期第 W A族o电子排布式：1s 2s 2p 3s 3p,原子轨道示意图如右图.硫元素在自然界中广泛存在,2有游离态和化合态两种存在形式,气态的存在 形式为硫化氢〔H2S〕、二氧化硫〔SO〕和三氧化硫〔SC3〕等,固态的主要为硫化物及硫酸盐.硫还是组成某些蛋白质的必要元素. 单质硫以分子形式存在,一个硫分子中的硫原子个数不为定值.单质硫俗称硫黄,黄色晶体, 脆,不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳〔 CS2〕,硫在空气中燃烧生成二氧化硫.硫单质较活泼,氧化性弱于氯气和氧气,可以与大多数金属反响.与铁反响生成硫化亚铁.点燃S + 2 === 2硫和碱在加热情况下反响： 3S + 6O ? ? 2 2 ?23+? + 3 2 二氧化硫是无色有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易液化,易溶于水. 二氧化硫的检验方法：将待检验气体通入品红,品红褪色,加热后,颜色恢复为红色,那么该 气体为SQ.二氧化硫的漂白作用是可逆的.二氧化硫溶于水生成亚硫酸,显酸性,亚硫酸 不稳定.二氧化硫有较强的复原性.亚硫酸盐的正盐除了碱金属和铵盐以外均难溶于水.S 2 + 2 2 3催化剂2S 2 + 2?3 ?S 2 +2〔卤素单质〕+ 2 == + 2 45S 22 +4? + 22 ==24 ?+ 2 + + 4 +2 + 2 2== 2 4三氧化硫是一种酸性氧化物,溶于水生成硫酸,也可以和一些碱性氧化物反响生成盐,和碱 反响生成盐和水.S 3 + 2 == 2 4S 3 + == 4S 3 + 〕 2 == 4 + 2硫化氢：有臭鸡蛋气味,剧毒.具有强复原性硫化氢可以和二氧化硫反响： 2 2 + 2 == 3SJ + 2,硫酸：H2SC4,相对分子质量 98,二元强酸.浓硫酸具有酸性,强氧化性,脱水性,吸水性.向蔗糖中参加浓硫酸,蔗糖体积膨胀,变黑,变正海绵状的炭,放出有刺激性气味的气体.浓硫酸和铜反响,反响现象：放出有刺激性气味的气体,气体使品红溶液褪色,试管底部有 白色固体生成〔由于硫酸铜不能充分溶解而以无水硫酸铜形式沉淀〕.浓硫酸还可以和木炭 反响.CU + 2 4〔浓〕？ 4+22+ 2 fC + 22 4〔浓〕？ C 2 f 2 f + 22在这两个反响中,浓硫酸都显示了强氧化+性,在第一个反响中还显示了酸性. 脱水性：将分子中的 H和 0按比例脱去,如脱去纸,棉布等有机物中的氢氧. 吸水性：吸收游离水分的性能,如晶体中的结晶水,浓硫酸的吸水性强而作为枯燥剂.但是 不能用来枯燥复原性气体,碱性气体.硫酸也可以在有机反响中充当催化剂,比方乙醇制取乙烯,乙酸乙酯的制备.浓硫酸C 3 2 T 2 = 2 f + 2△浓硫酸C 3 + 2 5 ? 3 2 5 + 2△四、氮〔P89— P102〕氮在元素周期表中的位置：第二周期第 V A族.氮元素的电子排布式：1s 2s sp.原子结构示意图如图.氮气是空气中所占比例最大的气体,约五分之四.氮气的化学性质不活泼,由于氮气的结构为N三N,氮气和氧气常温下不反响,但是在高温或者放电的情况下可以化 合生成无色的一氧化氮〔NO〕, —氧化氮不溶于水,遇氧气生成二氧化氮 〔N02〕.放电或高温2+2 ========2N0 + 2 == 2二氧化氮是有刺激性气味的红棕色气体,2有毒,密度比空气大,易液化,易溶于水生成硝酸 和一氧化氮,和氧气按比例通入水中那么全部生成硝酸.二氧化氮存在平衡, 2分子二氧化氮反响生成一分子的四氧化二氮,该反响放热,温度越低,二氧化氮转化的越多.火箭中用偏 二甲肼作为燃料,四氧化二氮为氧化剂,该反响放出巨大的能量.3N 2 + 2 == 3 +4N 2 + 2+2 == 324N0 +3 2 + 22 == 32N 2? 2 4282+ 224 == 2C 2 f + 3 2^2+ 4氮的固定：将游离态的氮转变为含氮的化合物.氨〔NH3〕是N的一种重要存在形式.氮氢直接反响合成氨是工业制氨的方法.咼温、咼压2 + 3 2催化剂1体积水溶解 700体积的氨气,氨氨气是无色有刺激性气味的气体,极易溶于水.常温下, 气的水溶液称为氨水,氨水不稳定,受热易分解.氨气易液化,液化时放热.液氨汽化吸收 大量的热,所以可用来作为制冷剂.N 3 + 2 3 ?2浓氨水可以用来检验输送氯气的管道是否漏气.氯气氧化氨气生成氮气和氯化氢,氯化氢和 氨气反响而有白烟.3C 2 + 3 == 2 4氨和酸反响生成铵盐,铵盐都易溶于水,受热易■分解,与碱反响放出氨〔硝酸铵的受热分解 情况复杂,如遇到,根据题意来判断氮元素的反响后价态〕.N 3 + == 4N 4 ? 3 f +N 4 3 ? 3f + 2 + 2 fN 4 3 + ? 3 + 2 + 3 f氨气在催化剂的作用下加热和直接被氧气氧化为一氧化氮,进一步氧化为二氧化氮,然后制 得硝酸,推断题中常见的为氨气的连续氧化.催化剂4N 3 + 5 2 ==== + 6△ 2氨气的实验室制法为氯化铵和氢氧化钙固体混合物共热,用向下排空法收集氨气.氨气只能 用碱石灰枯燥,不能用无水氯化钙,五氧化二磷,浓硫酸枯燥.2N 4 + 〕2 ? 2+22 + 3 f收集的时候在试管口放棉花,减少与空气的对流,用湿润的红色石蕊试纸检验是否收集满, 满了以后,试纸由红变蓝.硝酸〔HN03〕是一种强酸,具有强氧化性,酸酐为 N2O5,硝酸见光受热易分解,保存在棕色瓶中.稀硝酸浓硝酸都能和铜发生反响,而硝酸和金属或非金属反响的时候,条件不同,浓 度不同,得到的复原产物也不同,氮的化合价多样,由低到高分别有 -3, 0, +1, +2, +3,+4, +5.假设题目中涉及到复原产物为氨气的时候,注意反响是否有硝酸剩余,氨气和硝酸反 应生成硝酸铵.4HN3?2f +2f +23Cu +8HN3〔稀〕 ==2+42Cu +4HN3〔 浓 〕 == 3〕 32〕2++ 2f +222N2+==2+ 3 +2常温下,铁和铝会和浓硫酸、浓硝酸发生钝化,在外表形成致密的氧化膜,阻止反响的进步进行.因此可以用铁或铝制容器来盛装浓硝酸和浓硫酸.。