第五讲常见非金属及其化合物.docVIP

非金属及其化合物 硅及其化合物 SiO2是硅最重要的化合物，占地壳质量约12%，其存在形态有结晶型和无定型两大类，统称硅石。 SiO2基本结构单元为四面体结构： Si与O按1:2的比例组成立体网状结构。 二氧化硅和二氧化碳性质比较 物质 二氧化硅 二氧化碳 熔沸点、硬度、状态 很高、硬度大、固态 低、硬度小、气态 化 学 性 质 与水 不反应 CO2+H2O=H2CO3 与氢氟酸 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 用HF来腐蚀和雕刻玻璃。 不反应 与碱溶液 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 盛装NaOH溶液的试剂瓶用橡皮塞，而不用玻璃塞。 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 与碱性氧化物 高温 SiO2+CaO=CaSiO3 CO2+CaO=CaCO3 异同点 相同点 都是酸性氧化物，都与碱或碱性氧化物反应。 不同点 ①CO2与水反应生成H2CO3;SiO2不与水反应； ②SiO2溶于氢氟酸，CO2不与氢氟酸反应； ③SiO2须在高温下与碱性氧化物反应，而CO2可在常温常压下进行。 物质 硅酸 碳酸 化学式 H2SiO3 H2CO3 酸酐 SiO2 CO2 制法 硅酸胶体的制备： Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓ CO2+H2O=H2CO3 颜色与状态 白色、固体 无纯态，只存在于水溶液中 水溶性 不溶于水 只存在于水溶液中 酸性比较 H2CO3 ＞H2SiO3向硅酸钠饱和溶液中通入二氧化碳，同样可得到硅酸凝胶，说明硅酸是一种酸性比碳酸还弱的弱酸。 硅酸和碳酸的性质比较 硅单质物性： ①存在和形态：自然界中无游离态，主要以硅酸盐和二氧化硅形式存在。 ②晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。 ③导电性：半导体材料，介于导体和半导体之间。 硅酸盐材料：水泥、玻璃、陶瓷、水玻璃（Na2SiO3的水溶液）等 硅酸盐组成的表示： 例如，Na2SiO3?Na2O·SiO2 Al2Si2O5(OH)4?Al2O3·2SiO2·2H2O KAlSi3O8?K2O·Al2O3·6SiO2 水泥 普通玻璃 原料 石灰石、粘土 纯碱、石灰石、石英（SiO2） 设备 水泥回转窑 玻璃熔炉 反应 复杂的物理化学变化过程 Na2CO3+ SiO2=高温= Na2SiO3+ CO2↑ CaCO3+ SiO2=高温= CaSiO3+ CO2↑ 主要成分 3CaO·SiO2 2CaO·SiO2 3CaO·Al2O3 Na2O·CaO·6SiO2 组成表示法 金属氧化物·SiO2·H2O 特性 水硬性 （加石膏调节硬化速度） 玻璃态物质（在一定温度范围内软化）非晶体 新型无机非金属材料：高温结构陶瓷、光导纤维等 传统无机非金属材料的优缺点：抗腐蚀、耐高温，质脆、经不起冲击。 新型无机非金属材料的特性：强度高，耐高温； ①具有电学特性：绝缘体、半导体、导体等； ②具有光学特性：发光、透光（可见光、红外光、射线）； ③具有生物功能。 氯及其化合物： 氯气的物理性质：黄绿色气体，密度比空气大，能溶于水，有刺激性气味，有毒。 氯气的化学性质： 与金属：一般将金属氧化到最高价态。 Cu + Cl2 = CuCl2 2Fe +3Cl2 = 2FeCl3 (变价金属被氧化为最高价) （2）与非金属反应 H2 + Cl2 = 2HCl (苍白色火焰 白雾) （3）与水反应 Cl2 + H2O = HCl + HClO HClO性质: 弱酸(弱于H2CO3)，具有强氧化性(漂白、杀菌、消毒)。 不稳定性 2HClO = 2HCl + O2↑ （4）与碱反应  吸收尾气：Cl2 + 2NaOH = NaClO + NaCl + H2O 制漂白粉：Cl2 +2Ca(OH)2 = Ca(ClO)2 + CaCl2 + 2H2O 漂白粉主要成分: Ca(ClO)2 + CaCl2 漂白粉有效成分: Ca(ClO)2 硫及其化合物 硫(俗称硫磺):黄色粉末,不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2 。 S +O2 = SO2 浓硫酸的氧化性：（稀硫酸为非氧化性酸，不与铜和碳反应） 氮及其化合物 工业合成氨： 氨及其铵盐： 1、物理性质： 氨是一种无色、有刺激性气味的气体；极易溶于水（1:700），水溶液叫“氨水”；氨易液化“液氨”，常作致冷剂。 2、化学性质： （1）氨水呈弱碱性，能使酚酞变红或使湿润的红色石蕊试纸变蓝色： NH3 + H2O = NH3·H2O（呈弱碱性） 氨水不稳定，易分解。 NH3·H2O