2019-2020年高考化學(xué) 無機非金屬材料的主角 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 與氫氟酸反應(yīng)：Si+4HF=SiF4+2H2；與NaOH溶液反應(yīng)：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2;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、熔沸點高、常溫下為固體、不溶于水熔沸點低，常溫下為氣體，微溶于水化學(xué)性質(zhì)與水反應(yīng)不反應(yīng)CO2 + H2O H2CO3與酸反應(yīng)SiO2 + 4HF = SiF4+ 2H2O不反應(yīng)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與鹽反應(yīng)高溫SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3 + 2HClOCO2 + Na2CO3 + H2O = 2NaHCO3與堿性氧化物反應(yīng)SiO2 + CaO CaSiO3 CO2 + Na2O Na2CO3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 物理性質(zhì)：與一般的無機含氧酸不同，硅酸難溶于水。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。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用途：硅膠可用作干燥劑、催化劑的載體等。2、硅酸鹽硅酸鹽：硅酸鈉：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 + CO2SiO2 + 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 + CO2SiO2 + 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、3CaOAl2O3Na2SiO3、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一般較低，但SiO2的熔點卻很高。(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)無機酸一般易溶于水，但H2SiO3難溶于水。(2)H2CO3的酸性強于H2SiO3，所以有Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3+Na2CO3，但在高溫下Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2能發(fā)生是因為生成的CO2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)和用途與金屬反應(yīng) 如：a.2NaCl22NaCl（產(chǎn)生白煙）b.CuCl2CuCl2（產(chǎn)生棕黃色的煙）c.2Fe3Cl22FeCl3（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)，所以液氯通常儲存在鋼瓶中。與非金屬反應(yīng)如：H2Cl22HCl（發(fā)出蒼白色火焰，有白霧生成）可用于工業(yè)制鹽酸 H2Cl22HCl（會發(fā)生爆炸）不可用于工業(yè)制鹽酸與水反應(yīng)：溶于水的氯氣部分與水反應(yīng)Cl2H2OHClO1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與堿反應(yīng)：與NaOH溶液反應(yīng) 與某些還原性物質(zhì)反應(yīng)如： a.2FeCl2Cl2 = 2FeCl3b.2KICl2 = 2KCl + I2（使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍色，用于氯氣的檢驗）c.SO2Cl22H2O = 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)2CO2H2O=CaCO32HClO，產(chǎn)生的HClO具有漂白性和強氧化性，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2Cl22Ca(OH)2= CaCl2Ca(ClO)22H2O（4）溶液呈堿性，具有強氧化性。（5）失效原理：故漂白粉須密封保存。三、氯氣的制法1.實驗室制法 ，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溶液實驗步驟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 無正價和含氧酸、非金屬性最強，F(xiàn)的還原性最弱。 與H2反應(yīng)在暗處即爆炸。 2F22H2O=4HFO2。 HF是弱酸，能腐蝕玻璃，保存在鋁制器皿或塑料瓶中；有毒，在HX中沸點最高。(2)溴 Br2是深紅棕色液體，易揮發(fā) Br2易溶于有機溶劑。 盛溴的試劑瓶中加水，進行水封，保存液溴不能用橡膠塞。(3)碘 I2遇淀粉變藍色。I2加熱時易升華。I2易溶于有機溶劑。食用鹽中加入KIO3可防治甲狀腺腫大。(4)鹵化銀AgF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。除AgF外，均有感光性，其中AgBr作感光材料，可用于照相。AgI可用于人工降雨。 I2與Fe反應(yīng)產(chǎn)生FeI2，其他鹵素單質(zhì)生成FeX3。5、 鹵素離子的檢驗方法1AgNO3溶液沉淀法黃色淺黃色白色2置換萃取法IBr3氧化淀粉法檢驗I藍色2鹵族元素 包括氟(F)、氯(C1)、溴(Br)、碘(I)和放射性元素砹(At)在自然界中鹵素無游離態(tài)，都是以化合態(tài)的形式存在顏色狀態(tài)(常態(tài))熔點、沸點溶解度(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)9173553原子結(jié)構(gòu)的相似性最外層上的電子數(shù)都是7個鹵素化學(xué)性質(zhì)的相似性氟只有1價，其余鹵素有l(wèi)、+1、+3、+5、+7價單質(zhì)都具有強氧化性，是強氧化劑單質(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單質(zhì)都能與水、強堿反應(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 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)對應(yīng)陰離子的還原性弱 強F2Cl2Br2I2與H2化合的條件冷、暗點燃或光照500持續(xù)加熱反應(yīng)情況爆炸強光照射時爆炸緩慢化合緩慢化合，生成的HI同時分解產(chǎn)生鹵化氫的穩(wěn)定性HFHClHBrHI(3)鹵素單質(zhì)與水的反應(yīng) 2F2 + 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X2 + H2O = HX + HXO (XC1、Br、I)(4)鹵素單質(zhì)間的置換反應(yīng)2NaBr + C12(新制、飽和) = 2NaCl + Br22Br + C12 = 2C1 + Br2鹵化銀AgFAgClAgBrAgI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 (XCl、Br、I)用 途檢驗X：Ag + XAgX(試劑為AgNO3溶液和稀HNO3)制作感光材料(常用AgBr) AgI用于人工降雨3物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式的計算(1)原理：化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比，可以表示各物質(zhì)的：微粒數(shù)之比；物質(zhì)的量之比；同溫、同壓下氣體的體積之比；并可計算質(zhì)量之比。例如： 2CO O2 2CO2化學(xué)計量數(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體積標準狀況下的體積比 222.4L 122.4L 222.4L質(zhì)量比 228g 132g 244g(2)注意點：物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式的計算時，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應(yīng)，即單位的使用要“上下一致、左右相當”