[非金属及其化合物思维导图]非金属及其化合物知识考点归纳

[非金属及其化合物思维导图]非金属及其化合物知识考点归纳

 硅及其化合物

(一)、硅

1.硅元素在地壳中的含量排第二,在自然界中没有游离态的硅,

2.熔点高,硬度大,常温下,化学性质不活泼。

2.用途:太阳能电池、计算机芯片以及良好的半导体材料等。

(二)、二氧化硅(SiO2):

(1)SiO2的空间结构:SiO2直接由原子构成,不存在单个SiO2分子。

(2)物理性质:熔点高,硬度大

(3)化学性质:SiO2常温下化学性质很不活泼,不与水、酸反应(氢氟酸除外),能与强碱溶液、氢氟酸反应,高温条件下可以与碱性氧化物反应:

①与强碱反应:生成的硅酸钠

具有粘性,所以不能用带磨口玻璃塞试剂瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液,避免Na2SiO3将瓶塞和试剂瓶粘住,打不开,应用橡皮塞)。

②与氢氟酸反应[SiO2的特性]:(利用此反应,氢氟酸能雕刻玻璃;氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放,应用塑料瓶)。

③高温下与碱性氧化物反应:SiO2+CaO CaSiO3

(4)用途:光导纤维、玛瑙饰物、石英坩埚、石英钟、仪器轴承、玻璃和建筑材料等。

(三)、硅酸(H2SiO3):

(1)物理性质:不溶于水的白色胶状物,能形成硅胶,吸附水分能力强。

(2)化学性质:H2SiO3是一种弱酸,酸性比碳酸还要弱,但SiO2不溶于水,故不能直

接由SiO2溶于水制得,而用可溶性硅酸盐与酸反应制取:(强酸制弱酸原理)________________________(此方程式证明酸性:H2SiO3<H2CO3)

(3)用途:硅胶作干燥剂、催化剂的载体。

(四)、硅酸盐

硅酸盐:硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称。硅酸盐种类很多,大多数难溶于水,最常见的可溶性硅酸盐是Na2SiO3,Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃,又称泡花碱,是一种无色粘稠的液体,可以作黏胶剂和木材防火剂。硅酸钠水溶液久置在空气中容易变质:__________________(有白色沉淀生成)

传统硅酸盐工业三大产品有:玻璃、陶瓷、水泥。

硅酸盐由于组成比较复杂,常用氧化物的形式表示:活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。

点评:有关硅及化合物知识,在高考中主要以选择题的形式出现,考查硅及二氧化硅的用途,出现的频率很高。     [NextPage]    氯及其化合物

1、氯气(Cl2):

(1)物理性质:黄绿色的有毒气体,液氯为纯净物

(2)化学性质:氯气化学性质非常活泼,很容易得到电子,作强氧化剂,能与金属、非金属、水以及碱反应。

①与金属反应(将金属氧化成最高正价)

Na+Cl22NaCl     Cu+Cl2CuCl2      2Fe+3Cl22FeCl3(氯气与金属铁反应只生成FeCl3,而不生成FeCl2。)(铁跟盐酸反应生成FeCl2,而铁跟氯气反应生成FeCl3,这说明Cl2的氧化性强于盐酸,是强氧化剂。)

②与非金属反应

Cl2+H2  2HCl(氢气在氯气中燃烧现象:安静燃烧,发出苍白色火焰)

将H2和Cl2混合后在点燃或光照条件下发生爆炸。

③Cl2与水反应:离子方程式中,应注意次氯酸是弱酸,要写成化学式而不能拆开。

将氯气溶于水得到氯水(浅黄绿色),氯水含七种微粒,其中有_______。

氯水的性质取决于其组成的微粒:

(1)强氧化性:Cl2是新制氯水的主要成分,实验室常用氯水代替氯气,如氯水中的氯气能FeCl2反应。

(2)漂白、消毒性:氯水中的Cl2和HClO均有强氧化性,一般在应用其漂白和消毒时,

应考虑HClO,HClO的强氧化性将有色物质氧化成无色物质,不可逆。

(3)酸性:氯水中含有HCl和HClO,故可被NaOH中和,盐酸还可与NaHCO3,CaCO3等反应。

(4)不稳定性:次氯酸见光易分解,久置氯水(浅黄绿色)会变成稀盐酸(无色)失去漂白性。

(5)沉淀反应:加入AgNO3溶液有白色沉淀生成(氯水中有Cl-)。

自来水也用氯水杀菌消毒,所以用自来水配制以下溶液如FeCl2、Na2CO3、NaHCO3、AgNO3、NaOH等溶液会变质。

④Cl2与碱液反应:与NaOH反应:____________________________                           

与Ca(OH)2溶液反应:____________________________                                    

此反应用来制漂白粉,漂白粉的主要成分为_______,有效成分为_______ 。

漂白粉之所以具有漂白性,原因是:Ca(ClO)2+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO生成的HClO具有漂白性;同样,氯水也具有漂白性,因为氯水含HClO;NaClO同样具有漂白性,干燥的氯气不能使红纸褪色,因为不能生成HClO,湿的氯气能使红纸褪色,因为氯气发生下列反应Cl2+H2O=HCl+HClO

漂白粉久置空气会失效(涉及两个反应):Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO,  ↑,漂白粉变质会有CaCO3存在,外观上会结块,久置空气中的漂白粉加入浓盐酸会有CO2气体生成,含CO2和HCl杂质气体。

⑤氯气的用途:制漂白粉、自来水杀菌消毒、农药和某些有机物的原料等。

2、Cl-的检验:

原理:根据Cl-与Ag+反应生成不溶于酸的AgCl沉淀来检验Cl-存在。

方法:先加硝酸化溶液(排除CO32-、SO32-干扰),再滴加AgNO3溶液,如有白色沉淀生成,则说明有Cl-存在。

点评:氯气的强氧化性及氯水的漂白性是一直是高考的命题的热点,如Cl2氧化Fe2+、Cl2氧化SO2等,另外,与生活联系比较密切的漂白液、漂白粉及漂白精等内容,也较为重要。在2008年的高考实验中,让你根据制取氯气的反应原理,选取合适的实验装置。     [NextPage]    硫及其化合物

1、硫元素的存在:硫元素最外层电子数为6个,化学性质较活泼,容易得到2个电子呈-2价或者与其他非金属元素结合成呈+4价、+6价化合物。硫元素在自然界中既有____态,         又有         态。(如火山口中的硫就以      存在)

2、硫单质:①物质性质:俗称硫磺,淡黄色固体,不溶于水,熔点低。

②化学性质:S+O2  SO2(空气中点燃淡蓝色火焰,纯氧中为蓝紫色)

3、二氧化硫(SO2)

(1)物理性质:易溶于水,有毒气体,易液化。

(3)化学性质:

①SO2能与水反应:亚硫酸为中强酸,此反应为可逆反应。

可逆反应定义:在相同条件下,正逆方向同时进行的反应。(关键词:相同条件下)

②SO2为酸性氧化物,可与碱反应生成盐和水。

a、与NaOH溶液反应:SO2(少量)+2NaOH=Na2SO3+H2O   

SO2(过量)+NaOH=NaHSO3               

对比CO2与碱反应:CO2(少量)+Ca(OH)2=CaCO3↓(白色)+H2O 

2CO2(过量)+Ca(OH)2=Ca(HCO3) 2 (可溶)

将SO2逐渐通入Ca(OH)2溶液中先有白色沉淀生成,后沉淀消失,与CO2逐渐通入Ca(OH)2溶液实验现象相同,所以不能用石灰水来鉴别SO2和CO2。能使石灰水变浑浊的无色无味的气体一定是二氧化碳,这说法是对的,因为SO2是有刺激性气味的气体。

b、SO2将通入酚酞变红的溶液,溶液颜色褪去,体现了SO2和水反应生成亚硫酸,是酸性氧化物的性质,而不是漂白性,SO2不能漂白指示剂。

③SO2具有强还原性,能与强氧化剂(如酸性高锰酸钾溶液、氯气、氧气等)反应。SO2能使酸性KMnO4溶液、新制氯水褪色,显示了SO2的强还原性(不是SO2的漂白性)。

(催化剂:粉尘、五氧化二钒)

(将SO2气体和Cl2气体混合后作用于有色溶液,漂白效果将大大减弱。)

④SO2的弱氧化性:如2H2S+SO2=3S↓+2H2O(有黄色沉淀生成)

⑤SO2的漂白性:SO2能使品红溶液褪色,加热会恢复原来的颜色。用此可以检验SO2的存在。


 

⑥SO2的用途:漂白剂、杀菌消毒、生产硫酸等。

4、硫酸(H2SO4)

(1)浓硫酸的物理性质:纯的硫酸为无色油状粘稠液体,能与水以任意比互溶(稀释浓硫酸要规范操作:注酸入水且不断搅拌)。不挥发,沸点高,密度比水大。

(2)浓硫酸三大性质:

①吸水性:浓硫酸可吸收结晶水、湿存水和气体中的水蒸气,可作干燥剂,可干燥H2、

O2、SO2、CO2等气体,但不可以用来干燥NH3、H2S气体。

②脱水性:能将有机物(蔗糖、棉花等)以H和O原子个数比2︰1脱去,炭化变黑。

③强氧化性:浓硫酸在加热条件下显示强氧化性(+6价硫体现了强氧化性),能与大多数金属反应,也能与非金属反应。

(ⅰ)与大多数金属反应(如铜):(此反应浓硫酸表现出酸性和强氧化性 )

(ⅱ)与非金属反应(如C反应):(此反应浓硫酸表现出强氧化性 )

注意:常温下,Fe、Al遇浓H2SO4或浓HNO3发生钝化,而不是不反应。

浓硫酸的强氧化性使许多金属能与它反应,但在常温下,铝和铁遇浓硫酸时,因表面被浓硫酸氧化成一层致密氧化膜,这层氧化膜阻止了酸与内层金属的进一步反应。这种现象叫金属的钝化。铝和铁也能被浓硝酸钝化,所以,常温下可以用铁制或铝制容器盛放浓硫酸和浓硝酸。

(3)、硫酸的用途:干燥剂、化肥、炸药、蓄电池、农药、医药等。

点评:SO2的性质及酸雨一直是高考命题的热点内容,如SO2的漂白性,还原性等。特别注意:能使下列物质褪色体现的是SO2的何种性质?能使溴水、氯水、高锰酸钾溶液褪色;能使酚酞试液变红的溶液褪色等。将SO2通入BaCl2溶液中,是否有沉淀生成?若再通入足量的氨气、氯气是否产生白色沉淀?原理是什么?写出对应的化学方程式。     [NextPage]    氮及其化合物

1、氮的氧化物:NO2和NO

N2+O2 2NO,生成的一氧化氮很不稳定: 2NO+O2 == 2NO2

一氧化氮:无色气体,有毒,能与人血液中的血红蛋白结合而使人中毒(与CO中毒原理相同),难溶于水,是空气中的污染物。

二氧化氮:红棕色气体(与溴蒸气颜色相同)、有刺激性气味、有毒、易液化、易溶于水,并与水反应:

3NO2+H2O=2HNO3+NO,此反应中NO2既是氧化剂又是还原剂。

以上三个反应是“雷雨固氮”、“雷雨发庄稼”的反应。

2、硝酸(HNO3):

(1)硝酸物理性质:纯硝酸是无色、有刺激性气味的油状液体。低沸点(83℃)、易挥发,在空气中遇水蒸气呈白雾状。

(2)硝酸的化学性质:具有一般酸的通性,稀硝酸遇紫色石蕊试液变红色,浓硝酸的氧化性比稀硝酸强。浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂,能氧化大多数金属,但不放出氢气,通常浓硝酸产生NO2,稀硝酸产生NO,如:

①Cu+4HNO3(浓)=___________________________________                                           

②3Cu+8HNO3(稀)= ___________________________________                                         

反应①还原剂与氧化剂物质的量之比为     ;反应②还原剂与氧化剂物质的量之比为     。

常温下,Fe、Al遇浓H2SO4或浓HNO3发生钝化,(说成不反应是不妥的),加热时能发生反应:

Fe+6HNO3(浓) Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O

3、氨气(NH3)

(1)氨气的物理性质:极易溶于水,有刺激性气味,易液化

(2)氨气的化学性质:

a.溶于水溶液呈__性:NH3+H2O NH3·H2O NH4++OH-

生成的一水合氨NH3·H2O是一种弱碱,很不稳定,受热会分解:

NH3·H2O NH3 ↑+H2O

氨水中的微粒: ____________________________________(六种微粒)。

喷泉实验的原理:是利用气体极易被一种液体吸收而形成压强差,使容器内气体压强降低,外界大气压把液体压入气体容器内,在玻璃导管尖嘴处形成美丽的“喷泉”。

喷泉实验成功的关键:(1)气体在吸收液中被吸收得既快又多,如NH3、HCl、HBr、HI用水吸收,CO2、SO2,Cl2、H2S等用NaOH溶液吸收等。(2)装置的气密性要好。(3)烧瓶内的气体纯度要大。

b.氨气可以与酸反应生成盐:

①NH3+HCl=NH4Cl   ②NH3+HNO3=NH4NO3     ③ 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4

因NH3溶于水呈碱性,所以可以用湿润的红色石蕊试纸检验氨气的存在,因浓盐酸有挥发性,所以也可以用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近集气瓶口,如果有大量白烟生成,可以证明有NH3存在。

(3)氨气的实验室制法:(课本P88图4-33)

1)原理: ____________________________________                                                      

2)装置特点:固+固 气体,与制O2相同。

3)收集:向下排空气法。

4)验满:a.  ____________________________________                                                      

b.   ________________________________________________                                                     

5) 干燥:用碱石灰(NaOH与CaO的混合物)或生石灰在干燥管或U型管中干燥。不能用CaCl2、P2O5、浓硫酸作干燥剂,因为NH3能与CaCl2反应生成CaCl2·8NH3。P2O5、浓硫酸均能与NH3反应,生成相应的盐。所以NH3通常用碱石灰干燥。

(4)氨气的用途:液氨易挥发,汽化过程中会吸收热量,使得周围环境温度降低,因此,液氨可以作制冷剂。

4、铵盐

铵盐均易溶于水,且都为白色晶体(很多化肥都是铵盐)。

(1)受热易分解,放出氨气:NH4Cl ________________________                                     

 NH4HCO3  ____________________________________                                         

(2)干燥的铵盐能与碱固体混合加热反应生成氨气,利用这个性质可以制备氨气:

   ________________________________________________                                                       

(3)NH4+的检验:样品加碱混合加热,放出的气体能使湿的红色石蕊试纸变蓝,则证明该物质会有NH4+。

点评:氨气的实验室制取方法是高考命题的重点内容,实验中“气体制备实验”一直是实验考查的热点之一。因此,要对氨气的制备原理、收集、干燥、检验、尾气的吸收等方面进行全面的梳理,另外,氨气的其他制取方法及氨气的性质一直是高考命题的热点内容。

 

本文来源:https://www.oubohk.cn/huaxue/52300/

化学非金属及其化合物
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