高中化学必修一知识点(第四章)

第四章非金属及其化合物

第一节无机非金属的主角—硅

一.硅元素的性质有哪些?

无机非金属材料中的主角，在地壳中含量26.3%，次于氧。是一种亲氧元素，以熔点很高的氧化物及硅酸盐形式存在于岩石、沙子和土壤中，占地壳质量90%以上。位于第3周期，第ⅣA族碳的下方。

Si 对比C

最外层有4个电子，主要形成四价的化合物。

二.二氧化硅(SiO2)的性质有哪些?

(1)存在形式：天然存在的二氧化硅称为硅石，包括结晶形和无定形。石英是常见的结晶形二氧化硅，其中无色透明的就是水晶，具有彩色环带状或层状的是玛瑙。二氧化硅晶体为立体网状结构，基本单元是[SiO4]，因此有良好的物理和化学性质被广泛应用。(玛瑙饰物，石英坩埚，光导纤维)

(2)物理性质：熔点高、硬度大、不溶于水、洁净的SiO2无色透光性好。

(3)化学性质：化学稳定性好，除HF外一般不与其他酸反应，可以与强碱(NaOH)反应，属于酸性氧化物，在一定的条件下能与碱性氧化物反应。

①常温与氢氟酸(HF)反应(SiO2很不活泼，HF是唯一能跟其反应的酸)

SiO2+4HF == SiF4 ↑+2H2O

②酸性氧化物：不溶于水，也不与水反应。

与强碱反应：SiO2+2NaOH == Na2SiO3+H2O

与碱性氧化物反应：SiO2+CaO ===高温CaSiO3

所以不能用玻璃瓶装HF，装碱性溶液的试剂瓶应用木塞或胶塞。

注：

a、实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞?

NaOH溶液能与玻璃中的SiO2反应生成Na2SiO3，Na2SiO3的水溶液俗称“水玻璃”，是一种黏合剂，使瓶塞部分粘结而无法打开。因此盛装NaOH溶液的试剂瓶不能用玻璃塞而要用橡胶塞或木塞。

b、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸?

HF能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。

c、某同学根据SiO2既可与碱反应，也能与氢氟酸反应，推断SiO2为两性氧化物，是否正确?

不正确。因为二氧化硅只跟氢氟酸反应，不跟其它酸反应，而是属于酸性氧化物。

③在高温下与碳酸盐的反应

SiO2 + Na2CO3===高温CO2↑ + Na2SiO3

SiO2+ CaCO3===高温CO2↑ + CaSiO3

④弱氧化性

SiO2+2C ===高温Si + 2CO↑

(4)用途

主要用作装饰、石英坩埚、光导纤维。

三.硅酸(H2SiO3)的性质有哪些?

(1)物理性质：硅酸是一种白色固体，溶解度很小，而且是一种弱酸，酸性比H2CO3还弱。

(2)制备(强酸制弱酸)：由于SiO2不溶于水，硅酸应用可溶性硅酸盐和其他酸性比硅酸强的酸反应制得。

Na2SiO3+2HCl == H2SiO3↓+2NaClSiO32-+ 2H+== H2SiO3↓

Na2SiO3+H2O+CO2==H2SiO3↓+Na2CO3SiO32-+H2O+CO2==H2SiO3↓+CO32-

硅酸凝胶经干燥脱水就形成干胶，称为“硅胶”。

H2SiO3H2O+SiO2

(3)用途

硅胶多孔，吸附水分能力强，常用作实验室和袋装食品，瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。

四.硅酸盐的定义、性质、用途以及表示方法是什么?

(1)定义：硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称。

(2)性质：分布广，结构复杂化学性质稳定。一般不溶于水(Na2SiO3、K2SiO3除外)。

(3)用途：最典型的代表是硅酸钠Na2SiO3 ：可溶，其水溶液称作水玻璃和泡花碱，可作肥皂填料、木材防火剂和黏胶剂。硅酸钠水溶液久置在空气中会出现白色浑浊。因为发生下列反应：

Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓

常用硅酸盐产品：玻璃、陶瓷、水泥。

(4)表示方法：

①化学式法：

适用于简单的硅酸盐如：Na2SiO3，K2SiO3、CaSiO3等。

②氧化物法：

活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。氧化物前系数配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数。

硅酸钠：Na2SiO3Na2O·SiO2

硅酸钙：CaSiO3CaO·SiO2

高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4Al2O3·2SiO2·2H2O

正长石：KAlSi3O8K2O·Al2O3·6SiO2

(5)硅酸盐产品简介：

四.硅单质的物理性质有哪些?

(1)物理性质：与碳相似，有晶体和无定形两种。晶体硅结构类似于金刚石，有金属光泽的灰黑色固体，熔点高(1410℃)，硬度大，较脆，常温下化学性质不活泼，是良好的半导体。

(2)化学性质：常温下，硅的化学性质不活泼，除氢氟酸、氟气、强碱外不跟其他物质如：氧气、氯气、硫酸等起反应，但在加热情况下，硅也能跟一些非金属反应。

Si+2NaOH+H2O == Na2SiO3+2H2↑

(3)制备：SiO2+2C ===高温Si + 2CO↑(得到的只是粗硅，还要进一步提纯)

(4)应用：半导体晶体管及芯片、光电池。

第二节富集在海水中的元素—氯

一.氯元素在元素周期表中的位置?

位于第三周期第ⅦA族，原子结构：容易得到一个电子形成氯离子Cl-，为典型的非金属元素，在自然界中以化合态存在。

二.氯气

1.物理性质物理性质有哪些?

黄绿色气体，有刺激性气味的有毒气体，

可溶于水(1体积水大约溶解2体积的氯气)，易液化，

加压和降温条件下可变为液态(液氯)和固态。

2.化学性质有哪些?

(1)与金属反应

①钠与氯气反应

现象：金属钠在氯气中剧烈燃烧，黄色火焰，产生大量的白烟，生成白色固体

2Na+Cl22NaCl

②铁与氯气反应

现象：红热的铁丝在氯气中剧烈燃烧，产生棕黄色的烟;溶于水后溶液呈黄色。

2Fe+3Cl22FeCl3

规律：氯气与变价金属(如Fe、Cu)发生反应，把变价金属氧化成高价的金属氯化物。

③铜与氯气反应

现象：金属铜在氯气中燃烧，产生大量的棕黄色的烟，加水溶解得蓝绿色溶液。

Cu+Cl2CuCl2

(2)与非金属反应

现象：氢气在氯气中安静燃烧，发出苍白色火焰，瓶口呈白雾状。

生成的HCl极易溶于水，与空气中的水蒸气结合形成的盐酸(氢氯酸)小液滴。

H2+Cl22HCl

在点燃(或光照)下氯气均能与氢气反应

实验证明，在一定条件下，Cl2还能与P、S、C等非金属直接化合。

2P+3Cl22PCl3 2P+5Cl22PCl5

燃烧：燃烧不一定有氧气参加，物质并不是只有在氧气中才可以燃烧。燃烧的本质是剧烈的氧化还原反应，所有发光放热的剧烈化学反应都称为燃烧。

(3)氯气与水的反应

Cl2+H2O == HCl+HClO

在该反应中，Cl2既是氧化剂于是还原剂，转移的电子数为e-。

1体积的水溶解2体积的氯气形成的溶液为氯水，为浅黄绿色。其中次氯酸HClO有强氧化性和漂泊性，起主要的消毒漂白作用。次氯酸有弱酸性(酸性比碳酸还弱)，

不稳定，光照或加热分解，因此久置氯水会失效。2HClO ===光照2HCl+O2 ↑

新制氯水和久置氯水的区别?

新制氯水：3分子：Cl2，HClO，H2O4离子：H+，OH-，Cl-，ClO-

久置氯水：分子：H2O离子：H+，Cl-

(4)氯气与碱的反应

漂白液的制取：2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O

漂白液的主要成分是NaClO+NaCl，有效成分是NaClO

漂白粉和漂粉精的制取：2 Ca(OH)2+2Cl2==Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O

漂白粉和漂粉精的主要成分是Ca(ClO)2+CaCl2，有效成分是Ca(ClO)2

漂白粉的漂白原理：

Ca(ClO)2+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO

漂白粉失效原理

2HClO 2HCl + O2↑

(5)氯气的实验室制法

MnO2+4HCl (浓) ===△MnCl2+2H2O+Cl2(氯气在饱和食盐水里的溶解度非常小)

制取氯气吸收氯气收集氯气干燥氯气除去氯化氢

仪器连接顺序：E→C→D→A→B→H→G→F

知识拓展

1、根据具体化学反应实例判断

(1)常见的放热du反应：所有可燃物zhi的燃烧、所有金属与酸的反dao应、所有中和反应、绝大多数化合反应、少数分解反应、多数置换反应、某些复分解反应。

(2)常见的吸热反应：极个别的化合反应(CO?和C的反应)、绝大多数的分解反应、少数置换反应[C+H?O(g)、Fe+H?O(g)]、某些复分解反应(铵盐与强碱的反应)。

2、根据反应物和生成物的相对稳定性判断：由稳定的物质生成不稳定的物质的反应为吸热反应，反之为释放能量的反应。

3、根据反应条件判断，凡是持续加热才能进行的反应一般就是吸热反应，反之，一般为释放能量的反应。

4、根据反应物和生成物的总能量的相对大小判断，若反应物的总能量大于生成物的总能量，反应时释放能量，否则吸收能量。

高中化学怎么能学会

高中化学既有文科的性质，需要背诵很多的公式以及知识点，还有理科的属性，需要计算大量的内容，化学的一个特点就是知识点多而且杂。很多人之所以学不好化学，没有其他原因，无非是初中基础没打好，高中又觉得化学简单，懒得背，轻视了化学这科，结果反倒折在了化学上。

化学要想学好，就得从头学，上课跟住老师的思路，认真听会每一个知识点，课前也要做好预习，课后还要及时复习，通过做题去巩固。化学知识点很多，比较细碎，需要一步一步来，不能急躁，它不像物理只要会几个公式就能把题目做出来，化学要会很多的公式以及掌握大量知识点，所以要注意细节问题。