高中化學必修一第四章知識點
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第四章：非金屬及其化合物
一、硅元素：無機非金屬材料中的主角，在地殼中含量26.3%，次于氧。是一種親氧元素，以熔點很高的氧化物及硅酸鹽形式存在于巖石、沙子和土壤中，占地殼質(zhì)量90%以上。位于第3周期，第ⅣA族碳的下方。
Si 對比 C
最外層有4個電子，主要形成四價的化合物。
二、二氧化硅(SiO2)
天然存在的二氧化硅稱為硅石，包括結(jié)晶形和無定形。石英是常見的結(jié)晶形二氧化硅，其中無色透明的就是水晶，具有彩色環(huán)帶狀或?qū)訝畹氖乾旇?。二氧化硅晶體為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，基本單元是[SiO4]，因此有良好的物理和化學性質(zhì)被廣泛應(yīng)用。(瑪瑙飾物，石英坩堝，光導纖維)
物理：熔點高、硬度大、不溶于水、潔凈的SiO2無色透光性好
化學：化學穩(wěn)定性好、除HF外一般不與其他酸反應(yīng)，可以與強堿(NaOH)反應(yīng)，是酸性氧化物，在一定的條件下能與堿性氧化物反應(yīng)
SiO2+4HF == SiF4 ↑+2H2O
SiO2+CaO ===(高溫) CaSiO3
SiO2+2NaOH == Na2SiO3+H2O
不能用玻璃瓶裝HF，裝堿性溶液的試劑瓶應(yīng)用木塞或膠塞。
三、硅酸(H2SiO3)
酸性很弱(弱于碳酸)溶解度很小，由于SiO2不溶于水，硅酸應(yīng)用可溶性硅酸鹽和其他酸性比硅酸強的酸反應(yīng)制得。
Na2SiO3+2HCl == H2SiO3↓+2NaCl
硅膠多孔疏松，可作干燥劑，催化劑的載體。
四、硅酸鹽
硅酸鹽是由硅、氧、金屬元素組成的化合物的總稱，分布廣，結(jié)構(gòu)復雜化學性質(zhì)穩(wěn)定。一般不溶于水。(Na2SiO3 、K2SiO3除外)最典型的代表是硅酸鈉Na2SiO3 ：可溶，其水溶液稱作水玻璃和泡花堿，可作肥皂填料、木材防火劑和黏膠劑。 常用硅酸鹽產(chǎn)品：玻璃、陶瓷、水泥
五、硅單質(zhì)
與碳相似，有晶體和無定形兩種。晶體硅結(jié)構(gòu)類似于金剛石，有金屬光澤的灰黑色固體，熔點高(1410℃)，硬度大，較脆，常溫下化學性質(zhì)不活潑。是良好的半導體，應(yīng)用：半導體晶體管及芯片、光電池、
六、氯氣
物理性質(zhì)：黃綠色氣體，有刺激性氣味、可溶于水、加壓和降溫條件下可變?yōu)橐簯B(tài)(液氯)和固態(tài)。
制法:MnO2+4HCl (濃) MnCl2+2H2O+Cl2
聞法:用手在瓶口輕輕扇動，使少量氯氣進入鼻孔。
化學性質(zhì)：很活潑，有毒，有氧化性， 能與大多數(shù)金屬化合生成金屬氯化物(鹽)。也能與非金屬反應(yīng)：
2Na+Cl2 ===(點燃) 2NaCl 2Fe+3Cl2===(點燃) 2FeCl3 Cu+Cl2===(點燃) CuCl2
Cl2+H2 ===(點燃) 2HCl 現(xiàn)象：發(fā)出蒼白色火焰，生成大量白霧。
燃燒不一定有氧氣參加，物質(zhì)并不是只有在氧氣中才可以燃燒。燃燒的本質(zhì)是劇烈的氧化還原反應(yīng)，所有發(fā)光放熱的劇烈化學反應(yīng)都稱為燃燒。
Cl2的用途：
?、僮詠硭畾⒕綜l2+H2O == HCl+HClO 2HClO ===(光照) 2HCl+O2 ↑
1體積的水溶解2體積的氯氣形成的溶液為氯水，為淺黃綠色。其中次氯酸HClO有強氧化性和漂泊性，起主要的消毒漂白作用。次氯酸有弱酸性，不穩(wěn)定，光照或加熱分解，因此久置氯水會失效。
?、谥破滓?、漂白粉和漂粉精
制漂白液 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O ，其有效成分NaClO比HClO穩(wěn)定多，可長期存放制漂白粉(有效氯35%)和漂粉精(充分反應(yīng)有效氯70%) 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
?、叟c有機物反應(yīng)，是重要的化學工業(yè)物質(zhì)。
?、苡糜谔峒僑i、Ge、Ti等半導體和鈦
?、萦袡C化工：合成塑料、橡膠、人造纖維、農(nóng)藥、染料和藥品
七、氯離子的檢驗
使用硝酸銀溶液，并用稀硝酸排除干擾離子(CO32-、SO32-)
HCl+AgNO3 == AgCl ↓+HNO3
NaCl+AgNO3 == AgCl ↓+NaNO3
Na2CO3+2AgNO3 ==Ag2CO?3 ↓+2NaNO3
Ag2CO?3+2HNO3 == 2AgNO3+CO2 ↑+H2O
Cl-+Ag+ == AgCl ↓
八、二氧化硫
制法(形成)：硫黃或含硫的燃料燃燒得到(硫俗稱硫磺，是黃色粉末)
S+O2 ===(點燃) SO2
物理性質(zhì)：無色、刺激性氣味、容易液化，易溶于水(1：40體積比)
化學性質(zhì)：有毒，溶于水與水反應(yīng)生成亞硫酸H2SO3，形成的溶液酸性，有漂白作用，遇熱會變回原來顏色。這是因為H2SO3不穩(wěn)定，會分解回水和SO2
SO2+H2O H2SO3 因此這個化合和分解的過程可以同時進行，為可逆反應(yīng)。
可逆反應(yīng)——在同一條件下，既可以往正反應(yīng)方向發(fā)生，又可以向逆反應(yīng)方向發(fā)生的化學反應(yīng)稱作可逆反應(yīng)，用可逆箭頭符號 連接。
九、一氧化氮和二氧化氮
一氧化氮在自然界形成條件為高溫或放電：N2+O2 ========(高溫或放電) 2NO，生成的一氧化氮很不穩(wěn)定，在常溫下遇氧氣即化合生成二氧化氮： 2NO+O2 == 2NO2
一氧化氮的介紹：無色氣體，是空氣中的污染物，少量NO可以治療心血管疾病。
二氧化氮的介紹：紅棕色氣體、刺激性氣味、有毒、易液化、易溶于水，并與水反應(yīng)：
3 NO2+H2O == 2HNO3+NO 這是工業(yè)制硝酸的方法。
十、大氣污染
SO2 、NO2溶于雨水形成酸雨。防治措施：
① 從燃料燃燒入手。
② 從立法管理入手。
③從能源利用和開發(fā)入手。
?、軓膹U氣回收利用，化害為利入手。
(2SO2+O2 2SO3 SO3+H2O= H2SO4)
十一、硫酸
物理性質(zhì)：無色粘稠油狀液體，不揮發(fā)，沸點高，密度比水大。
化學性質(zhì)：具有酸的通性，濃硫酸具有脫水性、吸水性和強氧化性。是強氧化劑。
C12H22O11 ======(濃H2SO4) 12C+11H2O放熱
2 H2SO4 (濃)+C CO2 ↑+2H2O+SO2 ↑
還能氧化排在氫后面的金屬，但不放出氫氣。
2 H2SO4 (濃)+Cu CuSO4+2H2O+SO2 ↑
稀硫酸：與活潑金屬反應(yīng)放出H2 ，使酸堿指示劑紫色石蕊變紅，與某些鹽反應(yīng)，與堿性氧化物反應(yīng)，與堿中和
十二、硝酸
物理性質(zhì)：無色液體，易揮發(fā)，沸點較低，密度比水大。
化學性質(zhì)：具有一般酸的通性，濃硝酸和稀硝酸都是強氧化劑。還能氧化排在氫后面的金屬，但不放出氫氣。
4HNO3(濃)+Cu == Cu(NO3)2+2NO2 ↑+4H2O
8HNO3(稀)+3Cu 3Cu(NO3)2+2NO ↑+4H2O
反應(yīng)條件不同，硝酸被還原得到的產(chǎn)物不同，可以有以下產(chǎn)物:N(+4)O2，HN(+3)O2，N(+2)O，N(+1)2O，N(0)2， N(-3)H3△硫酸和硝酸：濃硫酸和濃硝酸都能鈍化某些金屬(如鐵和鋁)使表面生成一層致密的氧化保護膜，隔絕內(nèi)層金屬與酸，阻止反應(yīng)進一步發(fā)生。因此，鐵鋁容器可以盛裝冷的濃硫酸和濃硝酸。硝酸和硫酸都是重要的化工原料和實驗室必備的重要試劑?？捎糜谥苹?、農(nóng)藥、炸藥、染料、鹽類等。硫酸還用于精煉石油、金屬加工前的酸洗及制取各種揮發(fā)性酸。
十三、氨氣及銨鹽
氨氣的性質(zhì)：無色氣體，刺激性氣味、密度小于空氣、極易溶于水(且快)1：700體積比。溶于水發(fā)生以下反應(yīng)使水溶液呈堿性：NH3+H2O NH3?H2O NH4++OH- 可作紅色噴泉實驗。生成的一水合氨NH3?H2O是一種弱堿，很不穩(wěn)定，會分解，受熱更不穩(wěn)定：NH3?H2O ===(△) NH3 ↑+H2O
濃氨水易揮發(fā)除氨氣，有刺激難聞的氣味。
氨氣能跟酸反應(yīng)生成銨鹽：NH3+HCl == NH4Cl (晶體)
氨是重要的化工產(chǎn)品，氮肥工業(yè)、有機合成工業(yè)及制造硝酸、銨鹽和純堿都離不開它。氨氣容易液化為液氨，液氨氣化時吸收大量的熱，因此還可以用作制冷劑。
銨鹽的性質(zhì)：易溶于水(很多化肥都是銨鹽)，受熱易分解，放出氨氣：
NH4Cl NH3 ↑+HCl ↑
NH4HCO3 NH3 ↑+H2O ↑+CO2 ↑
可以用于實驗室制取氨氣：(干燥銨鹽與和堿固體混合加熱)
NH4NO3+NaOH Na NO3+H2O+NH3 ↑
2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3 ↑ 用向下排空氣法收集，紅色石蕊試紙檢驗是否收集滿。