第四章 非金属及其化合物 第一节 无机非金属材料的主角—硅 硅及硅的化合物的相互关系
CaSiO3①⑤SiO2④②⑥SiF4⑧Na2SiO3⑦H2SiO3Si③
一、硅单质
1.物理性质 单质硅有游离态和化合态两种。熔点高、硬度大、是良好的半导体材料,可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器、半导体器件,太阳能电池。硅的原子结构示意图为 _____ 。
2.化学性质 硅在常温下化学性质稳定。一定条件下,可发生化学反应。 ①硅和非金属反应: 和O2:Si?O2高温SiO2
2。 ②和NaOH溶液反应:Si?2NaOH?H2O?Na2SiO3?3H↑2。 ③和氢氟酸反应:Si?4HF?SiF4?2H↑二、二氧化硅和硅酸盐 1.二氧化硅 ①硅是一种亲氧元素,在自然界中总是与氧相互化合,所以在氧化气氛包围的地球上,硅主要以熔点很高的是SiO2和硅酸盐形式存在。SiO2是硅最重要的化合物。二氧化硅具有空间
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网状结构。密度和硬度都大。
③化学性质。
a.和强碱反应(NaOH) :SiO2?2NaOH?Na2SiO3?H2O; 玻璃的组成成分中含有二氧化硅,故存放碱性试剂的玻璃试剂瓶不能用玻璃塞。 b.和碱性氧化物反应:SiO2?CaO高温CaSiO3;
c.和HF酸反应:SiO2?4HF?SiF4?2H2O。玻璃的组成成分中含有二氧化硅,故氢氟酸不能存放在玻璃试剂瓶中。氢氟酸可用塑料瓶盛装。
2.硅酸和硅酸盐 ①H2SiO3酸性比碳酸弱,溶解度小。可由硅酸盐和强酸反应来制备。如:向Na2SiO3溶液中滴加HCl,可发生反应:
2HCl+Na2SiO3=2NaCl+H2SiO3得到硅酸。硅酸凝胶经干燥脱水形
成硅酸干胶,称为“硅胶”。它是优良的吸附剂,也可作催化剂的载体。
②碳化硅俗称金刚砂,具有金刚石结构,有很大的硬度。工业上金刚砂的制备原理(用化学方程式表示)为:SiO2 + 3C
SiC + 2CO。在这个反应中,氧化剂是__________,还原剂是__________,氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。
三、硅酸盐组成的表示 硅酸盐种类繁多,结构复杂,组成各异,通常用二氧化硅
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和金属氧化物的形式表示其组成。如:硅酸钠表示为:Na2O·SiO2。一般规律:低价态金属氧化物·高价态金属氧化物·非金属氧化物·水。试写出明矾[KAl(SO4)2·H2O]氧化物表示的化学式_______________________,Mg2Si3O8氧化物表示的化学式__________________。
第二节 富集在海水中的元素—氯 氯及氯的化合物的相互转化关系
Ca(ClO)2NaClO⑥⑤①④CuCl2Cl2HClO⑩KCl⑨KI②H2③SO2HCl⑦⑧
一、氯气 1.物理性质 氯气是一种黄绿色,有强烈刺激性气味的有毒气体,能溶于水(1:2),比空气重,能液化,液态氯气常称为液氯。在自然界中氯元素以化合态存在。
2.化学性质 ①与金属反应。完成下列化学反应方程式并回答有关问题:
和Na:2Na?Cl2点燃2NaCl,
和Cu:Cu?Cl2点燃CuCl2,
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和Fe:2Fe?3Cl2点燃2FeCl3, 比较Cl2和HCl的氧化性:Cl2 > HCl。
②与非金属反应。完成下列化学反应方程式并回答有关问题:和H2:H2?Cl2点燃或光照2HCl,燃烧现象: 安静的燃烧,产生苍白色火焰; 少量Cl2 和P:2P?3Cl2点燃2PCl3 (Cl2少量) ;过量Cl2 和P:
2P?5Cl2点燃2PCl5
③与水反应。 反应方程式H2O?Cl2=HCl?HClO,此反应中氧化剂是____,还原剂是___。
HClO的特性:a.弱酸性(电离方程式):HClO(酸H??ClO?,
性比碳酸还弱)
2, b.不稳定性(光照条件):2HClO?HCl?O↑c.强氧化性(作用):杀菌、消毒 ④与碱反应:和NaOH反应的方程式为
2NaOH?Cl2=NaCl?NaClO,实验室利用这个反应来吸收多余的氯气。工业上制取漂白粉的反应方程式为:
2Ca(OH)2?Cl2=CaCl2?Ca(ClO)2?H2O,漂白粉的主要成分是
CaCl2和Ca(ClO)2,而有效成分是Ca(ClO)2。漂白粉是一种混合物。
漂白粉具有消毒、杀菌、漂白作用,主要原因是漂白粉溶于水中可生成HClO,方程式为:Ca(ClO)2 + H2O + CO2 === CaCO3↓ + 2HclO。
⑤氯气是一种强氧化剂。完成下列化学反应方程式:
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