高中化学必修1全册课件（人教版） (22) 64页

第四章非金属及其化合物\n本章要览\n目标点击(学生用书P81)\n1.了解氯､氮､硫､硅等非金属单质的化学性质,认识不同的非金属单质性质有较大的差异｡2.了解氯､氮､硫､硅的重要化合物的主要性质,认识某些非金属化合物既有相似的性质,又有各自的特性｡3.认识氯､氮､硫､硅及其化合物的广泛用途,体会化学的创造性与实用性｡4.通过实验进一步训练学生的操作技能,体会实验对认识和研究物质性质的重要作用｡\n5.以非金属知识的学习为线索,通过多种活动,帮助学生进一步掌握学习物质及其化学性质的一般方法｡6.了解氮循环对生态平衡的重要作用｡了解某些污染的来源､性质和危害,体会化学对环境保护的重要意义｡\n重难点揭示(学生用书P81)\n1.重点(1)二氧化硅的性质(2)氯气的性质及氯离子的检验(3)二氧化硫､三氧化硫的性质(4)二氧化氮､一氧化氮的性质(5)二氧化硫､二氧化氮对大气的污染与防治(6)氨的性质与制备及铵盐的性质(7)浓硫酸､硝酸的氧化性及用途\n2.难点(1)硅酸盐组成的表示(2)氯气与水､氯气与氢氧化钠溶液的反应(3)可逆反应(4)NO与O2反应､NO2与H2O反应的计算(5)浓H2SO4､硝酸的氧化性\n知识结构(学生用书P81)\n\n\n第一节无机非金属材料的主角——硅\n目标导学(学生用书P82)\n1.通过硅的原子结构,了解硅的性质和用途｡2.通过认识二氧化硅的结构掌握二氧化硅的性质和用途｡3.了解硅酸和常见硅酸盐的性质｡4.学会用氧化物的形式表示硅酸盐的组成｡5.了解硅及其化合物在生产中的应用并体验科学探究的过程｡\n第1课时二氧化硅和硅酸课前\n自主学习(学生用书P82)\n二氧化硅1.石英晶体是结晶的二氧化硅｡纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本原料｡2.二氧化硅的化学性质(1)与HF反应SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O;(2)与碱性氧化物反应\n(3)与强碱反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O｡3.H2SiO3制取可由Na2SiO3与稀盐酸反应,如Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓｡\n诱思探究:如何在玻璃上刻画?提示:将熔化的蜡在玻璃表面涂上均匀的薄层,然后用烙铁勾出画的线条轮廓,线条处一定要露出玻璃,然后用HF溶液浸没线条,一段时间后,去除玻璃表面的蜡,涂色即可｡\n课堂深化探究(学生用书P82)\n一､CO2和SiO2的比较CO2SiO2色态无色气体无色晶体熔沸点低高与碱性氧化物反应CaO+CO2=CaCO3\n与碱液反应2NaOH+CO2=Na2CO3+H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞而不能用磨砂玻璃塞)与盐反应Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3(难挥发酸性氧化物→易挥发酸性氧化物)\n与碳反应与H2O作用不反应与酸反应不反应只与HF反应SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O\n二､高温下SiO2与Na2CO3或CaCO3反应生成硅酸盐,同时放出CO2气体,可是CO2通入Na2SiO3水溶液又析出H2SiO3,这两个反应是否自相矛盾?相对强酸制取弱酸时条件为(1)反应在水溶液中进行(2)生成物为气体或弱电解质CO2溶于水生成H2CO3,其酸性比H2SiO3强,故在Na2SiO3水溶液中通CO2可生成H2SiO3｡SiO2与Na2CO3或CaCO3的反应是固体和固体在高温时的反应\n反应进行的原因是因为SiO2沸点很高,在高温条件下,不挥发性酸酐把挥发性酸酐从它的盐中置换出来｡CO2离开体系,因此并不自相矛盾｡\n典例剖析(学生用书P83)\n知识点一SiO2的结构､性质和用途例1(2007·广东高考)下列说法正确的是()A.硅材料广泛应用于光纤通讯B.工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品C.水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品D.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应〔答案〕A\n〔解析〕B中刻蚀玻璃应用氢氟酸;C中水晶的主要成分是SiO2,不是硅酸盐;D粗硅转化为单晶硅的反应为,两个反应均为氧化还原反应｡\n知识点二硅酸的性质例2下列关于硅酸的说法正确的是()A.硅酸可以由SiO2和水通过化合反应直接制得B.由反应Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓制取硅酸是利用了可溶性酸制难溶性酸的性质C.因为硅酸难溶于水,所以它不能与NaOH溶液反应D.干燥剂“硅胶”的主要化学成分是硅酸\n〔解析〕SiO2不能与水直接反应生成硅酸,A错;B中反应是利用了强酸制弱酸的性质,B错;硅酸虽难溶于水,但可与强碱溶液反应生成硅酸盐,C错｡〔答案〕D\n课内针对性训练(学生用书p83)\n1.下列物质不导电的是()A.FeB.AlC.SiO2D.石墨答案:C解析:Fe､Al､石墨都导电,故选C｡\n2.可制造熔化烧碱的坩埚材料是()A.FeB.AlC.SiO2D.Al2O3答案:A解析:在高温下Al与NaOH反应,而且Al也与O2反应,SiO2､Al2O3在高温下也与NaOH反应,最终坩埚会损坏,NaOH也会变质,故选A｡\n3.下列说法不正确的是()A.因SiO2不溶于水,故H2SiO3不是SiO2对应的酸,或者说SiO2不是H2SiO3的酸酐B.CO2通入硅酸钠溶液可以得到硅酸沉淀C.SiO2是一种空间立体网状结构的晶体,熔点高､硬度大D.氢氟酸能够雕刻玻璃,故不能用玻璃瓶来盛装氢氟酸答案:A\n解析:酸酐中非金属化合价应与酸中非金属化合价相同,才是对应酸酐,故SiO2是H2SiO3的酸酐｡非金属氧化物熔沸点一般较低,但SiO2的特殊结构使之熔点高,硬度大｡\n4.要除去SiO2中混有的少量CaO杂质,最适宜的试剂是()A.纯碱溶液B.盐酸C.硫酸D.火碱溶液答案:B解析:SiO2是酸性氧化物,CaO是碱性氧化物,微溶于水,SiO2不溶于水,CaO溶于HCl,CaO与H2SO4反应生成微溶的CaSO4,使SiO2又混入其它杂质,因此最适宜的试剂是盐酸,加入盐酸过滤可除去CaO｡\n5.下列离子方程式不正确的是()答案:BD\n课后优化训练(学生用书P83)\n基础强化\n1.下列离子在水溶液中能大量共存的是()答案:D\n2.下列物质间的转化不能一次完成的是()答案:C\n3.下列物质能与SiO2反应的是()①水②HF③CO2④CaO⑤NaOH⑥盐酸A.①②④B.②④⑤C.①③⑥D.②③⑤答案:B\n\n4.下列操作中,原溶液一直保持澄清的是()A.向BaCl2溶液中加入Na2CO3溶液B.向K2SiO3溶液中通入CO2至过量C.向石灰水中通入CO2至过量D.向CaCl2溶液中通入CO2答案:D\n解析:A项中产生BaCO3沉淀;B项产生硅酸沉淀;C项中产生CaCO3沉淀,然后澄清;D项中不发生反应,故选D｡\n5.下列元素在自然界中能够以单质形式存在的是()A.NaB.SiC.ND.Mg答案:C解析:Na､Mg､Si大多以氧化物或盐的形式存在,N可以以N2形式存在｡\n6.下列酸不能由酸酐与水直接化合而生成的是()A.H2SO4B.H2SO3C.H2SiO3D.H2CO3答案:C解析:SiO2不能溶于水｡\n7.不能用磨口玻璃瓶贮存的一组物质是()A.盐酸､硫酸､Fe2(SO4)3溶液B.NaCl､KCl､AgNO3溶液C.NaOH溶液､水玻璃D.MnO2､KClO3､KMnO4固体答案:C解析:玻璃的主要成分为SiO2,SiO2会与碱反应,使瓶塞无法打开｡\n8.除去下列粉末中的杂质(括号内为杂质),将选用试剂添在横线上｡①SiO2(CaCO3)________;②SiO2(C)________;③NaCl(Na2SiO3)________;④CuO(SiO2)________;⑤SiO2(NaCl)________｡盐酸氧气HClNaOH溶液水\n解析:①SiO2不溶于HCl,CaCO3能溶于HCl,可用盐酸除去SiO2中的CaCO3;②C与O2反应转化为气体,可将SiO2中的C除去;③Na2SiO3与盐酸反应:Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓,可用盐酸除去NaCl中的Na2SiO3;④CuO为碱性氧化物,SiO2为酸性氧化物,可用NaOH溶液除去CuO中的SiO2;⑤加入水SiO2不溶,NaCl溶解,可除去SiO2中的NaCl｡\n能力提升\n1.只含有SiO2杂质的石灰石样品,在高温下灼烧得到的残留物经检验为一纯净物,则原样品中SiO2的质量分别为()A.62.5%B.40%C.37.5%D.28.5%答案:C\n\n2.现有NaCl､CaCO3､SiO2三种白色粉末,只用一种试剂就可以将它们鉴别开,该试剂是()A.H2OB.NaCl溶液C.AgNO3溶液D.盐酸答案:D\n解析:A中,CaCO3､SiO2都不溶于水,无法鉴别;B中,NaCl不与CaCO3反应,不与SiO2反应,无法鉴别;C中,AgNO3不与CaCO3､SiO2反应,无法鉴别;D中,NaCl溶于盐酸,盐酸与CaCO3反应产生气体,盐酸不与SiO2反应,故可鉴别｡\n3.晶体硅是一种重要的非金属材料｡制备纯硅的主要步骤如下:①高温下用碳还原二氧化硅得粗硅;②粗硅与干燥HCl气体反应得;③SiHCl3与过量H2在1000~1100℃反应制得纯硅｡已知SiHCl3能与H2O强烈反应,在空气中易自燃｡\n请回答下列问题:(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为______________________________________｡(2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6℃)和HCl(沸点-84.7℃),提纯SiHCl3的方法为______________________｡分馏(或蒸馏)\n(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图所示(热源及夹持装置均已略去):\n①装置B中的试剂是____________,装置C中的烧瓶需要加热,其目的是_________________________｡②反应一段时间后,装置D中观察到的现象是____________,装置D不能采用普通玻璃的原因是___________________________,装置D中发生反应的化学方程式为______________________________________｡浓H2SO4使通入的SiHCl3汽化有固体物质生成在此反应温度下普通玻璃会软化\n③为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检查实验装置的气密性,控制好反应温度以及____________｡④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需再加入的试剂是________｡(填写字母代号)a.碘水b.氯水c.NaOH溶液d.KSCN溶液e.Na2SO3溶液排尽装置中的空气bd\n解析:(1)在高温条件下,用C还原SiO2生成CO｡(2)分离､提纯不同沸点的液体可以采用分馏或蒸馏的方法｡(3)用Zn､稀H2SO4制得的H2会混有少量H2O,而SiHCl3能与H2O剧烈反应,所以要进行干燥,根据装置应选择液态干燥剂浓硫酸｡C装置用水浴加热SiHCl3使其汽化,和H2进入D装置反应,因为SiHCl3与H2在1000~1100℃下反应,\n温度很高,普通玻璃会软化,因此不能使用普通玻璃管｡因为SiHCl3在空气中易自燃,实验中还要注意先通一段时间H2以排尽装置中的空气｡铁元素的检验方法是利用Fe3+遇KSCN变红色,所以鉴定产品硅中是否含有微量铁单质,试样用稀盐酸溶解后,还需要氯水和KSCN溶液｡\n4.如下图是石英晶体平面示意图,它实际是立体的网状结构,其中硅､氧原子数之比为________;原硅酸根离子的结构可表示为下图｡二聚硅酸根离子中,硅只与氧结合,硅原子和硅原子间､氧原子和氧原子间不结合,则它的结构可表示为________________｡1:2\n解析:由图可知每个Si原子周围4个氧原子,每个氧原子周围2个硅原子,可得硅､氧原子个数比为1:2;二聚硅酸根离子可看成是由两个去掉一个氧原子形成的,由题给信息,硅原子只与氧原子结合,硅原子和硅原子间氧原子和氧原子间不结合,可得二聚硅酸根离子的结构为