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          2025年高考非金屬及其化合物

          來源:網絡整理 2024-11-18 14:15:10

            非金屬及其化合物

            一、硅元素:無機非金屬材料中的主角,在地殼中含量26.3%,次于氧。是一種親氧元

            素,以熔點很高的氧化物及硅酸鹽形式存在于巖石、沙子和土壤中,占地殼質量90%以上。位于第3周期,第ⅣA族碳的下方。

            Si對比C

            最外層有4個電子,主要形成四價的化合物。

            二、二氧化硅(SiO2)

            天然存在的二氧化硅稱為硅石,包括結晶形和無定形。石英是常見的結晶形二氧化硅,其中無色透明的就是水晶,具有彩色環帶狀或層狀的是瑪瑙。二氧化硅晶體為立體網狀結構,基本單元是[SiO4],因此有良好的物理和化學性質被廣泛應用。(瑪瑙飾物,石英坩堝,光導纖維)

            物理:熔點高、硬度大、不溶于水、潔凈的SiO2無色透光性好

            化學:化學穩定性好、除HF外一般不與其他酸反應,可以與強堿(NaOH)反應,是酸性氧化物,在一定的條件下能與堿性氧化物反應

            SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O

            SiO2+CaO===(高溫)CaSiO3

            SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O

            不能用玻璃瓶裝HF,裝堿性溶液的試劑瓶應用木塞或膠塞。

            三、硅酸(H2SiO3)

            酸性很弱(弱于碳酸)溶解度很小,由于SiO2不溶于水,硅酸應用可溶性硅酸鹽和其他酸性比硅酸強的酸反應制得。

            Na2SiO3+2HCl==H2SiO3↓+2NaCl

            硅膠多孔疏松,可作干燥劑,催化劑的載體。

            四、硅酸鹽

            硅酸鹽是由硅、氧、金屬元素組成的化合物的總稱,分布廣,結構復雜化學性質穩定。一般不溶于水。(Na2SiO3、K2SiO3除外)最典型的代表是硅酸鈉Na2SiO3:可溶,其水溶液稱作水玻璃和泡花堿,可作肥皂填料、木材防火劑和黏膠劑。常用硅酸鹽產品:玻璃、陶瓷、水泥

            四、硅單質

            與碳相似,有晶體和無定形兩種。晶體硅結構類似于金剛石,有金屬光澤的灰黑色固體,熔點高(1410℃),硬度大,較脆,常溫下化學性質不活潑。是良好的半導體,應用:半導體晶體管及芯片、光電池。


            五、氯元素:位于第三周期第ⅦA族,原子結構: 容易得到一個電子形成
            
            氯離子Cl-,為典型的非金屬元素,在自然界中以化合態存在。
            
            六、氯氣
            
            物理性質:黃綠色氣體,有刺激性氣味、可溶于水、加壓和降溫條件下可變為液態(液氯)和固態。
            
            制法:MnO2+4HCl (濃) MnCl2+2H2O+Cl2
            
            聞法:用手在瓶口輕輕扇動,使少量氯氣進入鼻孔。
            
            化學性質:很活潑,有毒,有氧化性, 能與大多數金屬化合生成金屬氯化物(鹽)。也能與非金屬反應:
            
            2Na+Cl2 ===(點燃) 2NaCl 2Fe+3Cl2===(點燃) 2FeCl3 Cu+Cl2===(點燃)CuCl2
            
            Cl2+H2 ===(點燃) 2HCl 現象:發出蒼白色火焰,生成大量白霧。
            
            燃燒不一定有氧氣參加,物質并不是只有在氧氣中才可以燃燒。燃燒的本質是劇烈的氧化還原反應,所有發光放熱的劇烈化學反應都稱為燃燒。
            
            Cl2的用途:
            
            ①自來水殺菌消毒Cl2+H2O == HCl+HClO 2HClO ===(光照) 2HCl+O2 ↑
            
            1體積的水溶解2體積的氯氣形成的溶液為氯水,為淺黃綠色。其中次氯酸HClO有強氧化性和漂泊性,起主要的消毒漂白作用。次氯酸有弱酸性,不穩定,光照或加熱分解,因此久置氯水會失效。
            
            ②制漂白液、漂白粉和漂粉精
            
            制漂白液 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O ,其有效成分NaClO比HClO穩定多,可長期存放制漂白粉(有效氯35%)和漂粉精(充分反應有效氯70%) 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
            
            ③與有機物反應,是重要的化學工業物質。
            
            ④用于提純Si、Ge、Ti等半導體和鈦
            
            ⑤有機化工:合成塑料、橡膠、人造纖維、農藥、染料和藥品
            
            七、氯離子的檢驗
            
            使用硝酸銀溶液,并用稀硝酸排除干擾離子(CO32-、SO32-)
            
            HCl+AgNO3 == AgCl ↓+HNO3
            
            NaCl+AgNO3 == AgCl ↓+NaNO3
            
            Na2CO3+2AgNO3 ==Ag2CO?3 ↓+2NaNO3
            
            Ag2CO?3+2HNO3 == 2AgNO3+CO2 ↑+H2O
            
            Cl-+Ag+ == AgCl ↓
           


            八、二氧化硫

            制法(形成):硫黃或含硫的燃料燃燒得到(硫俗稱硫磺,是黃色粉末)

            S+O2===(點燃)SO2

            物理性質:無色、刺激性氣味、容易液化,易溶于水(1:40體積比)

            化學性質:有毒,溶于水與水反應生成亞硫酸H2SO3,形成的溶液酸性,有漂白作用,遇熱會變回原來顏色。這是因為H2SO3不穩定,會分解回水和SO2

            SO2+H2OH2SO3因此這個化合和分解的過程可以同時進行,為可逆反應。

            可逆反應——在同一條件下,既可以往正反應方向發生,又可以向逆反應方向發生的化學反應稱作可逆反應,用可逆箭頭符號連接。

            九、一氧化氮和二氧化氮

            一氧化氮在自然界形成條件為高溫或放電:N2+O2========(高溫或放電)2NO,生成的一氧化氮很不穩定,在常溫下遇氧氣即化合生成二氧化氮:2NO+O2==2NO2

            一氧化氮的介紹:無色氣體,是空氣中的污染物,少量NO可以治療心血管疾病。

            二氧化氮的介紹:紅棕色氣體、刺激性氣味、有毒、易液化、易溶于水,并與水反應:

            3NO2+H2O==2HNO3+NO這是工業制硝酸的方法。

            十、大氣污染

            SO2、NO2溶于雨水形成酸雨。防治措施:

            ①從燃料燃燒入手。

            ②從立法管理入手。

            ③從能源利用和開發入手。

            ④從廢氣回收利用,化害為利入手。

            (2SO2+O22SO3SO3+H2O=H2SO4)

            十一、硫酸

            物理性質:無色粘稠油狀液體,不揮發,沸點高,密度比水大。

            化學性質:具有酸的通性,濃硫酸具有脫水性、吸水性和強氧化性。是強氧化劑。


            C12H22O11 ======(濃H2SO4) 12C+11H2O放熱

            2 H2SO4 (濃)+C CO2 ↑+2H2O+SO2 ↑

            還能氧化排在氫后面的金屬,但不放出氫氣。

            2 H2SO4 (濃)+Cu CuSO4+2H2O+SO2 ↑

            稀硫酸:與活潑金屬反應放出H2 ,使酸堿指示劑紫色石蕊變紅,與某些鹽反應,與堿性氧化物反應,與堿中和

            十二、硝酸

            物理性質:無色液體,易揮發,沸點較低,密度比水大。

            化學性質:具有一般酸的通性,濃硝酸和稀硝酸都是強氧化劑。還能氧化排在氫后面的金屬,但不放出氫氣。

            4HNO3(濃)+Cu == Cu(NO3)2+2NO2 ↑+4H2O

            8HNO3(稀)+3Cu 3Cu(NO3)2+2NO ↑+4H2O

            反應條件不同,硝酸被還原得到的產物不同,可以有以下產物:N(+4)O2,HN(+3)O2,N(+2)O,N(+1)2O,N(0)2, N(-3)H3△硫酸和硝酸:濃硫酸和濃硝酸都能鈍化某些金屬(如鐵和鋁)使表面生成一層致密的氧化保護膜,隔絕內層金屬與酸,阻止反應進一步發生。因此,鐵鋁容器可以盛裝冷的濃硫酸和濃硝酸。硝酸和硫酸都是重要的化工原料和實驗室必備的重要試劑。可用于制化肥、農藥、炸藥、染料、鹽類等。硫酸還用于精煉石油、金屬加工前的酸洗及制取各種揮發性酸。

            十三、氨氣及銨鹽

            氨氣的性質:無色氣體,刺激性氣味、密度小于空氣、極易溶于水(且快)1:700體積比。溶于水發生以下反應使水溶液呈堿性:NH3+H2O NH3?H2O NH4++OH- 可作紅色噴泉實驗。生成的一水合氨NH3?H2O是一種弱堿,很不穩定,會分解,受熱更不穩定:NH3?H2O ===(△) NH3 ↑+H2O

            濃氨水易揮發除氨氣,有刺激難聞的氣味。

            氨氣能跟酸反應生成銨鹽:NH3+HCl == NH4Cl (晶體)

            氨是重要的化工產品,氮肥工業、有機合成工業及制造硝酸、銨鹽和純堿都離不開它。氨氣容易液化為液氨,液氨氣化時吸收大量的熱,因此還可以用作制冷劑。

            銨鹽的性質:易溶于水(很多化肥都是銨鹽),受熱易分解,放出氨氣:

            NH4Cl NH3 ↑+HCl ↑

            NH4HCO3 NH3 ↑+H2O ↑+CO2 ↑

            可以用于實驗室制取氨氣:(干燥銨鹽與和堿固體混合加熱)

            NH4NO3+NaOH Na NO3+H2O+NH3 ↑

            2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3 ↑

            用向下排空氣法收集,紅色石蕊試紙檢驗是否收集滿。

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