第四章 非金屬及其化合物

1、1第四章第四章非金屬及其化合物非金屬及其化合物第一節(jié)第一節(jié)無(wú)機(jī)非金屬材料的主角無(wú)機(jī)非金屬材料的主角—硅一、二氧化硅和硅酸硅為親元素，在地球上硅主要是以熔點(diǎn)很高的形式存在；而碳主要形成礦物，碳的氧化物二氧化碳通過(guò)光合作用進(jìn)入以碳為骨架的有機(jī)世界。１、二氧化硅地球上天然二氧化硅稱為，約占地殼質(zhì)量的12％，存在形態(tài)有形和形兩種。將晶體硅結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)“硅硅”共價(jià)鍵打開，并在其間夾入一個(gè)氧原子，就形成了二氧化硅的晶體。這樣，每個(gè)硅原子和四個(gè)氧原

2、子以鍵結(jié)合，形成以該硅原子為中心的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)通過(guò)頂角的O向空間伸展，就形成了具有結(jié)構(gòu)的原子晶體。由于每個(gè)氧原子同時(shí)和個(gè)硅原子成鍵，所以二氧化硅晶體中，硅氧原子數(shù)之比為，SiO2只表示一種比例關(guān)系，并不表示晶體中存在SiO2的小分子。石英晶體是結(jié)晶的二氧化硅，水晶—石英中無(wú)色透明的晶體；具有彩色環(huán)帶狀或?qū)訝畹姆Q為。二氧化硅可用來(lái)做纖維。石英可用來(lái)做石英鐘、石英表，耐高溫的；水晶可以用來(lái)制造電子工業(yè)中的重要部件、儀器、工藝品、眼鏡片等，

3、含有有色雜質(zhì)的石英，還可用于制造精密儀器軸承，耐磨器皿和裝飾品等。（１）物理性質(zhì)：、難固體，溶于水（２）化學(xué)性質(zhì)：SiO2與CO2化學(xué)性質(zhì)的比較物質(zhì)二氧化硅(SiO2)二氧化碳(CO2)與水反應(yīng)與酸反應(yīng)與堿反應(yīng)與堿性氧化物反應(yīng)與碳反應(yīng)從上表可以看出，二氧化硅能與反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽和水，是一種性氧化物，但它能溶于水得到相應(yīng)的酸——。酸性氧化物一般酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而二氧化硅卻能與酸發(fā)生反應(yīng)，這也是工業(yè)上用酸雕刻玻璃的反應(yīng)原理。以上兩點(diǎn)，屬二氧

4、化硅的特性。SiO2＋HF＝［思考］為什么實(shí)驗(yàn)室中盛放堿液的試劑瓶用橡皮塞而不用玻璃塞？２.硅酸(H2SiO3)（１）硅酸是一種比碳酸的酸，它溶于水，使指示劑變色，是一種色粉末狀的固體。硅酸易形成膠體溶液，濃度較大時(shí)，則形成硅酸凝膠，再經(jīng)脫水，形成硅酸干膠，稱為“”。是常用的劑及劑的載體。（２）Na2SiO32HClH2O====Na2SiO3CO22H2O====生成的H4SiO4叫，是一種色狀物質(zhì)，溶于水，在干燥的空氣中易失水變成。

5、H4SiO4====練習(xí)：1.熔融燒堿應(yīng)選用的器皿是（）A.石英坩堝B.生鐵坩堝C.普通玻璃坩堝D.陶瓷坩堝2.下列說(shuō)法正確的是（）3C.石灰抹墻、水泥砌墻過(guò)程的硬化原理相同D.石灰窯、玻璃熔爐出來(lái)的氣體主要成分相同3.下列物質(zhì)有固定熔點(diǎn)的是A.水泥B.玻璃C.Na2OSiO2D.水玻璃第二節(jié)第二節(jié)富集在海水中的元素富集在海水中的元素——氯氯元素主要以的形式存在，富集在中。自然界中沒有態(tài)的氯一、活潑的黃綠色氣體——氯氣1.氯氣的物理性質(zhì)

6、：色、氣味、有氣體，溶于水。2.氯氣的化學(xué)性質(zhì)：氯原子最外層有個(gè)電子，很容易得到個(gè)電子，使最外層達(dá)到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。說(shuō)明氯氣的化學(xué)性質(zhì)很。具有較強(qiáng)的性，能與大多數(shù)金屬反應(yīng)。（1）與金屬反應(yīng)：鐵絲、銅絲在氯氣中燃燒的化學(xué)方程式：（2）與H2等非金屬反應(yīng)H2Cl2===[實(shí)驗(yàn)]H2在Cl2中燃燒。[現(xiàn)象]安靜，色火焰，有形成。HCl氣體具有性氣味，溶于水。HCl的水溶液稱為。觀察到的就是HCl氣體跟空氣中的水蒸氣結(jié)合所形成的鹽酸。鹽酸是重

7、要的化工原料。在一定條件下，氯氣還可以與磷、碳等非金屬反應(yīng)。在這些反應(yīng)中，氯元素的化合價(jià)都從價(jià)降低到價(jià)，被。氯氣在反應(yīng)中都是劑，說(shuō)明氯氣具有強(qiáng)性。（3）Cl2和水反應(yīng)思考：氯水呈什么顏色？說(shuō)明有什么微粒？、。[提出問題]氯氣溶于水形成氯水的過(guò)程，是簡(jiǎn)單的物理過(guò)程嗎？會(huì)有怎樣的反應(yīng)發(fā)生？[討論]（1）假設(shè)Cl2不和水反應(yīng)，只是溶于水，那么溶液中只存在Cl2分子和H2O分子，這時(shí)溶液應(yīng)該是中性的。（2）假設(shè)Cl2和水反應(yīng)，那么溶液中除存在C

8、l2分子、H2O分子外，還可能會(huì)含有Cl，溶液不一定是中性。[實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證]（1）加紫色石蕊試液檢驗(yàn)溶液的酸堿性。（2）加酸化的硝酸銀溶液檢驗(yàn)Cl。（3）加Zn粒或Na2CO3粉末檢驗(yàn)H。[實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象]實(shí)驗(yàn)（1）：石蕊試液先變紅后褪色。實(shí)驗(yàn)（2）：生成了白色沉淀，說(shuō)明溶液中有存在。實(shí)驗(yàn)（3）：有氣體產(chǎn)生，說(shuō)明生成了酸性較強(qiáng)的含氯物質(zhì)，應(yīng)為。[初步得出結(jié)論]氯水中含、、、。[提出疑問]石蕊試液為什么先變紅后褪色呢？[學(xué)生猜想]（1）溶液中有鹽酸

9、，是不是鹽酸使石蕊褪色呢？（2）Cl2中氯是0價(jià)，而HCl中氯是1價(jià)，則氯氣與水反應(yīng)后還會(huì)有氯元素顯正價(jià)的物質(zhì)生成。氯氣有強(qiáng)氧化性，使石蕊褪色的物質(zhì)是不是氯氣？（3）氯水光照產(chǎn)生氧氣，而氯水中Cl2、H2O、H、Cl都不可能在光照的條件下產(chǎn)生氧氣，說(shuō)明氯氣與水反應(yīng)的產(chǎn)物中應(yīng)該有一種含氧元素，光照能產(chǎn)生氧氣的物質(zhì)。[實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證]（1）一張干燥和一張濕潤(rùn)的紅紙分別投入兩瓶干燥氯氣中。（2）取一張紅紙，濕潤(rùn)一半投入一瓶干燥氯氣中。[實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象]干