2019-2020年高考化學(xué) 無機(jī)非金屬材料的主角 硅復(fù)習(xí)試題.doc

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2019-2020年高考化學(xué) 無機(jī)非金屬材料的主角 硅復(fù)習(xí)試題 一、1.物理性質(zhì) 2.硅的化學(xué)性質(zhì)——還原性 ①與氫氟酸反應(yīng)：Si+4HF====SiF4↑+2H2↑； ②與NaOH溶液反應(yīng)：Si+2NaOH+H2O=====Na2SiO3+2H2↑; ③與O2反應(yīng)：Si+O2△ SiO2。 二、CO2和SiO2的比較 物 質(zhì) 二氧化硅 二氧化碳 晶體類型 原子晶體 分子晶體 物理性質(zhì) 硬度大、熔沸點(diǎn)高、常溫下為固體、不溶于水 熔沸點(diǎn)低，常溫下為氣體，微溶于水 化 學(xué) 性 質(zhì) ①與水反應(yīng) 不反應(yīng) CO2 + H2O H2CO3 ②與酸反應(yīng) SiO2 + 4HF = SiF4↑+ 2H2O 不反應(yīng) ③與堿反應(yīng) 高溫 SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O 高溫 盛堿液的試劑瓶用橡皮塞 CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O或 CO2 + NaOH = 2NaHCO3 ④與鹽反應(yīng) 高溫 SiO2 + Na2CO3 ＝Na2SiO3 + CO2↑ SiO2 + CaCO3 ＝ CaSiO3 + CO2↑ Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3↓ + 2HClO CO2 + Na2CO3 + H2O = 2NaHCO3 ⑤與堿性氧化物反應(yīng) SiO2 + CaO ＝ CaSiO3 CO2 + Na2O ＝ Na2CO3 ⑥與碳反應(yīng) CO2+C高溫 2CO； 主要用途 化工原料、滅火劑。干冰用作制冷劑，人工降雨。 制光學(xué)儀器、石英玻璃。水晶可制作飾品，常用來制造通訊材料光導(dǎo)纖維。 3、硅酸及硅酸鹽 （1）硅酸 ①物理性質(zhì)：與一般的無機(jī)含氧酸不同，硅酸難溶于水。 ⑵化學(xué)性質(zhì)：a.弱酸性：是二元弱酸，酸性比碳酸弱，與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：H2SiO3+2NaOH== Na2SiO3+2H2O。 b.不穩(wěn)定性：受熱易分解，化學(xué)方程式為：H2SiO3 H2O+ SiO2。 ⑶制備：通過可溶性硅酸鹽與其他酸反應(yīng)制得，如Na2SiO3溶液與鹽酸反應(yīng)： Na2SiO3+2HCl== H2SiO3↓+2NaCl ⑷用途：硅膠可用作干燥劑、催化劑的載體等。 2、硅酸鹽⑴硅酸鹽： ⑵硅酸鈉： ⑶硅酸鹽組成的表示 三、常見無極非金屬材料及其主要用途 1.傳統(tǒng)的無極非金屬材料 硅酸鹽產(chǎn)品 水 泥 玻 璃 陶瓷 原 料 石灰石、黏土 純堿、石灰石、石英 黏土 反應(yīng)原理 發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化（不作要求） 高溫 高溫 SiO2 + Na2CO3 ＝Na2SiO3 + CO2↑ SiO2 + CaCO3 ＝ CaSiO3 + CO2↑ 反應(yīng)原理 發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化（不作要求） 高溫 高溫 SiO2 + Na2CO3 ＝Na2SiO3 + CO2↑ SiO2 + CaCO3 ＝ CaSiO3 + CO2↑ 主要設(shè)備 水泥回轉(zhuǎn)窯 玻璃窯 陶瓷窯 主要成分 3CaOSiO2、2CaOSiO2、3CaOAl2O3 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 反應(yīng)條件 高溫 高溫 高溫 1. 硅及其化合物的特殊性質(zhì) 1.硅 (1)硅的非金屬性弱于碳，但碳在自然界中既有游離態(tài)又有化合態(tài)，而硅卻只有化合態(tài)。 (2)硅的還原性強(qiáng)于碳，但碳能還原SiO2：SiO2+2C 2CO↑+Si 。 (3)非金屬單質(zhì)跟堿溶液作用一般無H2產(chǎn)生，但Si能跟堿溶液作用放出H2：Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑。 (4)非金屬單質(zhì)一般不跟非氧化性酸反應(yīng)，但硅能跟氫氟酸反應(yīng)。 (5)非金屬單質(zhì)一般為非導(dǎo)體，但硅為半導(dǎo)體。 2.二氧化硅 (1)非金屬氧化物的熔沸點(diǎn)一般較低，但SiO2的熔點(diǎn)卻很高。 (2)酸性氧化物一般不跟酸反應(yīng)，但SiO2能跟氫氟酸反應(yīng)。 3.硅酸 (1)無機(jī)酸一般易溶于水，但H2SiO3難溶于水。 (2)H2CO3的酸性強(qiáng)于H2SiO3，所以有Na2SiO3+CO2+H2O====H2SiO3↓+Na2CO3，但在高溫下Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑能發(fā)生是因?yàn)樯傻腃O2容易揮發(fā)。 第二節(jié) 富集在海水中的元素——氯 一、氯氣的性質(zhì)及其應(yīng)用 1物理性質(zhì)：常溫下，氯氣是黃綠色、有刺激性、能溶于水、比空氣重、易液化的有毒氣體。 2化學(xué)性質(zhì)和用途 ①與金屬反應(yīng) 如：a.2Na＋Cl22NaCl（產(chǎn)生白煙）b.Cu＋Cl2CuCl2（產(chǎn)生棕黃色的煙）c.2Fe＋3Cl22FeCl3（產(chǎn)生棕色的煙）注：常溫下干燥的氯氣或液氯不與鐵反應(yīng)，所以液氯通常儲(chǔ)存在鋼瓶中。 ②與非金屬反應(yīng) 如：H2＋Cl22HCl（發(fā)出蒼白色火焰，有白霧生成）——可用于工業(yè)制鹽酸 H2＋Cl22HCl（會(huì)發(fā)生爆炸）——不可用于工業(yè)制鹽酸 ③與水反應(yīng)：溶于水的氯氣部分與水反應(yīng)Cl2＋H2O＋HClO 1．成分：三種分子(H2O、Cl2、HClO)、四種離子(ClO－、Cl－、H＋、OH－)。 2．性質(zhì)：氯水的多種成分決定了它具有多重性質(zhì)。 3．新制氯水、久置氯水及液氯成分比較 ④與堿反應(yīng)：與NaOH溶液反應(yīng) ⑤與某些還原性物質(zhì)反應(yīng) 如： a.2FeCl2＋Cl2 = 2FeCl3 b.2KI＋Cl2 = 2KCl + I2（使?jié)駶?rùn)的淀粉-KI試紙變藍(lán)色，用于氯氣的檢驗(yàn)） c.SO2＋Cl2＋2H2O = 2HCl + H2SO4 二.次氯酸和次氯酸鹽的性質(zhì) 1.次氯酸(HClO) (1)弱酸性：酸性比碳酸弱。 (2)不穩(wěn)定性：2HClO2HCl + O2↑，氯水要現(xiàn)用現(xiàn)配制，保存在棕色試劑瓶中。 (3)強(qiáng)氧化性：使有色布條褪色，用作消毒劑、漂白劑。 2.漂白粉 （1）主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2，有效成分是Ca(ClO)2 （2）漂白原理是：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，產(chǎn)生的HClO具有漂白性和強(qiáng)氧化性，由于Ca(ClO)2能與空氣中的CO2、H2O反應(yīng)生成HClO且HClO見光易分解，所以漂白粉應(yīng)密封保存。 （3）工業(yè)上常用氯氣和石灰乳制取漂白粉2Cl2＋2Ca(OH)2=== CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O （4）溶液呈堿性，具有強(qiáng)氧化性。 （5）失效原理： 故漂白粉須密封保存。 三、氯氣的制法 1.實(shí)驗(yàn)室制法 ，MnO2 是氧化劑，HCl是還原劑。 濃鹽酸表現(xiàn)還原性和酸性MnO2 發(fā)生裝置 除雜裝置 收集裝置 尾氣處理裝置 濃鹽酸 飽和食鹽水 濃硫酸 NaOH溶液 實(shí)驗(yàn)步驟 2.工業(yè)制法 化學(xué)方程式為： 四、鹵素及其化合物的特性和用途 (1)氟 ①無正價(jià)和含氧酸、非金屬性最強(qiáng)，F(xiàn)－的還原性最弱。 ②與H2反應(yīng)在暗處即爆炸。 ③2F2＋2H2O===4HF＋O2。 ④HF是弱酸，能腐蝕玻璃，保存在鋁制器皿或塑料瓶中；有毒，在HX中沸點(diǎn)最高。 (2)溴 ①Br2是深紅棕色液體，易揮發(fā) ②Br2易溶于有機(jī)溶劑。 ③盛溴的試劑瓶中加水，進(jìn)行水封，保存液溴不能用橡膠塞。 (3)碘 ①I2遇淀粉變藍(lán)色。②I2加熱時(shí)易升華。③I2易溶于有機(jī)溶劑。④食用鹽中加入KIO3可防治甲狀腺腫大。 (4)鹵化銀①AgF易溶于水，AgCl白色不溶于水，AgBr淡黃色不溶于水，AgI黃色不溶于水。AgCl、AgBr、AgI也不溶于稀硝酸。 ②除AgF外，均有感光性，其中AgBr作感光材料，可用于照相。 ③AgI可用于人工降雨。 ④I2與Fe反應(yīng)產(chǎn)生FeI2，其他鹵素單質(zhì)生成FeX3。 5、 鹵素離子的檢驗(yàn)方法 1．AgNO3溶液——沉淀法 黃色 淺黃色 白色 2．置換——萃取法 I—— Br— 3．氧化——淀粉法檢驗(yàn)I－ 藍(lán)色 2．鹵族元素 包括氟(F)、氯(C1)、溴(Br)、碘(I)和放射性元素砹(At)．在自然界中鹵素?zé)o游離態(tài)，都是以化合態(tài)的形式存在． 顏色 狀態(tài)(常態(tài)) 熔點(diǎn)、沸點(diǎn) 溶解度(水中) 密度 F2 淺黃綠色 淺 深 氣體 低 高 降 低 小 大 Cl2 黃綠色 氣體 部分溶于水，并與水發(fā)生不同程度反應(yīng) Br2 深紅棕色 液體 易揮發(fā) I2 紫黑色 固體 升華 ． 氟F 氯Cl 溴Br 碘I 核電荷數(shù) 9 17 35 53 原子結(jié)構(gòu)的相似性 最外層上的電子數(shù)都是7個(gè) 鹵素化學(xué)性質(zhì)的相似性 ①氟只有－1價(jià)，其余鹵素有－l、+1、+3、+5、+7價(jià)②單質(zhì)都具有強(qiáng)氧化性，是強(qiáng)氧化劑③單質(zhì)均能與H2化合生成鹵化氫氣體，與金屬單質(zhì)化合生成金屬鹵化物④單質(zhì)都能與水、強(qiáng)堿反應(yīng)，Br2、I2的反應(yīng)與C12類似 原子結(jié)構(gòu)的遞變性 核電荷數(shù)、電子層數(shù) 少 多 原子半徑 小 大 化學(xué)性質(zhì)的遞變 性 原子得電子能力 強(qiáng) 弱 單質(zhì)的氧化性 單質(zhì)與氫氣化合 易 難 單質(zhì)與水反應(yīng) 劇烈 緩慢(微弱) 對(duì)應(yīng)陰離子的還原性 弱 強(qiáng) F2 Cl2 Br2 I2 與H2化合的條件 冷、暗 點(diǎn)燃或光照 500℃ 持續(xù)加熱 反應(yīng)情況 爆炸 強(qiáng)光照射時(shí)爆炸 緩慢化合 緩慢化合，生成的HI同時(shí)分解 產(chǎn)生鹵化氫的穩(wěn)定性 HF＞HCl＞HBr＞HI (3)鹵素單質(zhì)與水的反應(yīng)． ①2F2 + 2H2O ＝4HF + O2(置換反應(yīng)) 注意：將F2通入某物質(zhì)的水溶液中，F(xiàn)2先跟H2O反應(yīng)．如將F2通入NaCl的水溶液中，同樣發(fā)生上述反應(yīng)，等等． ②X2 + H2O = HX + HXO (X＝C1、Br、I)． (4)鹵素單質(zhì)間的置換反應(yīng)．2NaBr + C12(新制、飽和) = 2NaCl + Br2 2Br－ + C12 = 2C1－ + Br2 [鹵化銀] AgF AgCl AgBr AgI 顏 色 白色 白色 淺黃色 黃色 逐 漸 加 深 溶解性 易溶于水 難溶于水，也難溶于稀HNO3 感光性 見光分解：2AgX 2Ag + X2 (X＝Cl、Br、I) 用 途 ①檢驗(yàn)X－：Ag＋ + X－＝AgX↓(試劑為AgNO3溶液和稀HNO3) ②制作感光材料(常用AgBr) ③AgI用于人工降雨 3．物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式的計(jì)算 (1)原理：化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，可以表示各物質(zhì)的： ①微粒數(shù)之比；②物質(zhì)的量之比；③同溫、同壓下氣體的體積之比；④并可計(jì)算質(zhì)量之比。例如： 2CO ＋ O2 ＝ 2CO2 化學(xué)計(jì)量數(shù)比 2 ∶ 1 ∶ 2 物質(zhì)的量比 2mol ∶ 1mol ∶ 2mol 同溫、同壓下氣體體積比 2體積 ∶ 1體積 ∶ 2體積 標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積比 222.4L ∶ 122.4L ∶ 222.4L 質(zhì)量比 228g ∶ 132g ∶ 244g (2)注意點(diǎn)：物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式的計(jì)算時(shí)，同一物質(zhì)的物理量的單位要保持一致，不同物質(zhì)的物理量的單位要相互對(duì)應(yīng)，即單位的使用要“上下一致、左右相當(dāng)”．