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高中化学必修一金属及其化合物专题教学视频
名称:高中化学必修一金属及其化合
分类:高二课程  
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时间:2015/9/27 19:12:31
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高中化学必修一金属及其化合介绍

   第一节   无机非金属材料主角—硅

知识梳理
在地壳里,硅的含量在所有元素中居第次于氧全部以_____  态存在。硅元素位于元素周期表中的第___周期,族:__其原子结构示意图:_____。
一、二氧化硅及硅酸
1、二氧化硅
(1)物理性质:
二氧化硅广泛存在于自然界中,沙子、石英的主要成分就是二氧化硅,SiO2不溶于水,熔点___、硬度___。水晶、石英是二氧化硅晶体。
(2)结构:
二氧化硅晶体是由硅原子和氧原子构成的,晶体中硅原子和氧原于的个数比为___,Si02晶体的平面结构图:
(3)二氧化硅出化学性质
①酸性氧化物的性质:Si02是酸性氧化物,是 ___  的酸酐,___于水。常温下Si02与NaOH溶液反应得到硅酸钠(Na2SiO3),反应的化学方程式为:_________。
    高温下Si02能和碱性氧化物(如CaO)反应生成硅酸盐,反应的化学方程式为:_________。
    ②常温下,SiO2能与氢氟酸(HF)反应,此反应常用于刻蚀玻璃,反应的化学方程式为:_________。
    ③二氧化硅的弱氧化性:Si02高温下与C作用可制取粗硅,反应的化学方程式为:_________。
(4)二氧化硅的用途 :
①Si02是制造光导纤维的主要原料。
②Si02常被用来制造石英表中的压电材料
③Si02用于制造各种玻璃制品。
思考:
(1)实验室为什么不用带玻璃塞的试剂瓶盛放NaOH溶液?应用什么样的塞子?
(2)Si02不溶于水,如何由Si02制取H2SiO3?
2、硅酸
(1)硅酸(H2Si03)硅酸不溶于水,其酸性比碳酸的酸性___。
(2)硅酸钠(Na2Si03): Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃,常用作黏合剂。往Na2SiO3溶液中通人CO2,能制得硅酸,反应的化学方程式:_________。
二、硅酸盐
硅酸盐制品性质稳定、熔点较高,大都难溶于水,
1、硅酸盐的组成比较复杂,常用氧化物的形式表示。表示顺序为:活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、二氧化硅、水。例如:硅酸钠(Na2Si03)改写为氧化物形式为:________;钠长石: (NaAlSi308)改写为氧化物形式为________。
2、硅酸盐的用途
三、硅单质
1、硅的物理性质
单质硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是___色、有___光泽、脆而硬的固体,是良好的___材料。
2.硅的化学性质
(1)常温下硅的化学性质稳定,但能和氢氟酸(HF)、强碱(NaOH)发生反应。
①硅和氟气反应生成四氟化硅气体,化学方程式为:_____________。
②硅和氢氟酸反应生成四氟化硅,写出学方程式为:_____________。
    ③硅与NaOH溶液作用生成硅酸钠,反应的化学方程式为:____________。
(2)在加热条件下,硅能和某些非金属单质发生反应。
①硅与氧气在加热时反应生成二氧化硅程式为:_____________。
    ②硅和C12在加热条件下反应生成四氯化硅的化学方程式为:_____________。
3.硅的制取:
自然界中没有游离态的硅,常见的化合态的硅有__和__等。工业上,用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含有少量杂质的粗硅。反应的化学方程式:________________。在该反应中,氧化剂是____,还原剂____。
4.硅主要的用途:
硅可以用来制造____、____、____、____等。
四、小结:比较SiO2、CO2在物理化学性质上异同。
二氧化碳二氧化硅状态溶解性与NaOH反应与酸反应(HF)CO2通入水玻璃SiO2与Na2CO3
高温下反应
本节小结:
1、 硅及其化合物的有哪些特性?
(1)Si的还原性大于C,但C却能在高温下还原出Si:SiO2+2C=Si+2CO↑
(2)非金属与碱反应一般无氢气放出,但Si可以:Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
(3)非金属单质一般不与无氧酸反应 ,但Si可以与HF作用:Si+4HF=SiF4↑+2H2↑
(4)非金属单质一般为非导体,但Si可以作为半导体。
(5)SiO2是硅酸的酸酐,但不溶于水,不能直接与水作用生成硅酸。
(6)非金属的氧化物的熔点一般较低,但二氧化硅的熔点很高,原因是它为原子晶体。
(7)酸性氧化物一般不与酸反应,但SiO2可以与HF酸作用: SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
(8)硅酸不溶于水。
2、玻璃瓶塞会跟NaOH等碱性溶液反应,为什么NaOH溶液还能用玻璃瓶盛装?
由于玻璃不是简单的Na2SiO3  、CaSiO3 、 SiO2机械混合物,它们相互结合为多聚硅酸的长链,金属阳离子处于无规则的多聚硅酸的长链包围之中。所以玻璃中的Na2SiO3  、CaSiO3 、 SiO2不是独立存在的,即玻璃中SiO2与一般所说的是有区别的。瓶口内侧与瓶塞都是经过磨砂处理的,表面粗糙,造成碱性的液体容易滞留,并且水分蒸发,碱液浓度增大,促使二者更易反应。其他部位因表面光滑而难于反应。由于从组成和结构上看多聚硅酸的长链与SiO2相似,所以通常把玻璃跟NaOH等碱性溶液反应简单地看成SiO2与碱溶液的反应。
3、二氧化硅与碳酸钠和碳酸钙反应的原因?
玻璃工业生产的主要原理是在强热的条件下发生:
Na2CO3  +  SiO2   =  Na2SiO3   +  CO2  ↑,CaCO3  +  SiO2   =  CaSiO3   +  CO2  ↑
上述反应都是在高温条件下进行的,有利于二氧化碳从体系中挥发出来,而二氧化硅不行,所以反应可以进行。符合难挥发性的酸酐制取易挥发性的酸酐的道理。所以上述反应不与“Na2SiO3   +  CO2+H2O= Na2CO3+ H2SiO3↓”矛盾,因为后者是在溶液中进行的,符合复分解反应的原理。
例题分析
【例1】向下列物质的浓溶液中缓慢地通入过量CO2气体,整个过程中无明显现象的是 
A.水玻璃  B.苯酚钠  C.漂白粉   D.饱和碳酸钠  E.氯化钙
答案:E。
规律总结: 此题易出错的地方有三个:①CO2通入氯化钙溶液无明显现象;②题干中CO2是过量的;③碳酸氢钠因溶解度小而结晶析出。
【例2】(2002年上海)将足量CO2通人KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中,生成沉淀的
物质的量(n)和通入CO2体积(y)的关系正确的是
A             B           C              D
答案:D。  
规律总结:遇到通入气体沉淀又溶解的这类题,首先联想到碳酸盐,亚硫酸盐转化为酸式盐,当全部转化为正盐时,如有OH-,则应把OH-中和完毕,酸式盐再转化为正盐。
课后练习
1、(2002全国理综,6)以下说法正确的是 
A.纳米材料是一种称为"纳米"的新物质制成的材料 
B.绿色食品是指不含任何化学物质的食品
C.生物固氮是指植物通过叶面直接吸收空气中的氮气 
D.光导纤维是以二氧化硅为主要原料制成的
2、(2004上海,大综)玻璃的主要成分之一是二氧化硅。能在玻璃上进行刻蚀,将其制成毛玻璃和雕花玻璃的物质是
A、烧碱       B、纯碱       C 、氢氟酸         D、 盐酸
3、对于碳族元素,下列说法正确的是 
A.锗、硅元素的单质都是半导体材料    B.CH4、SiH4、GeH4的稳定性依次减弱
C.H2CO3、H2SiO3、H2GeO3的酸性依次增强 D.C、Si、Ge、Sn、Pb的熔、沸点依次升高
①硅化学性质很稳定,因此硅在自然界中以游离态形式存在;②硅和二氧化硅晶体都属于原子晶体;③二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大的差异;④二氧化硅是一种酸性氧化物,它不与任何酸发生反应。正确的是 
A.①②③④       B.①②④       C.①④        D.②③ 
5、如果发现114号新元素X,则下列可能具有的性质合理的是
A.X是非金属元素                     B.X有稳定的氢化物  
C.X的+4价化合物比+2价化合物稳定    D.XO2具有强氧化性
6、下列5个转化,其中不能通过一步反应实现的是
① SiO2 → Na2SiO3 ② CuSO4 → CuCl2 ③ SiO2 → H2SiO3 ④ CuO → Cu(OH)2 ⑤ Na2O2 → Na2SO4
A.① ②        B.③ ④         C.② ③ ④      D.② ③ ④ ⑤
课后练习参考答案:
1、D 2.C 3、AB  4、D 5、D  6、B 
第二节   富集在海水中的元素---氯
知识梳理
一、 氯元素的原子结构与自然界的存在
氯元素位于周期表__周期__族,在自然界中的主要存在形态:___。全球海洋中含盐___左右,主要为___、______。
二、 活泼的黄绿色气体——氯气
1、氯气的实验室制法 __色有气味的体,毒,易,溶于水,难溶于。2、氯气的性质
⑴氯气的物理性质:                               。
⑵氯气的化学性质:
由氯的原子结构示意图可知氯元素的性质如何?进而能否预测氯气的化学性质又怎样?为什么? 
① 与金属单质的反应:与钠反应方程式             。现是现象是现象是
② 与氢气的反应:化学方程式:                   ,反应现象:氢气在氯气中燃烧氯气与氢气的爆炸实验 
③Cl2 和红磷分析以上反应中氯元素价态的变化也可得知:氯气是一种强氧化性物质,常氧化剂。
与水反应的离子方程式:                             ,说明:氯气与水反应很微弱,且未可逆反应。Cl2 + _NaOH --                              。(常用于除去多余氯气)
抗洪救灾中防疫部门,向灾民发放的漂白粉片或漂粉精用于饮用水消毒。漂粉精为何要密封保存在阴暗处?
2、原理:被检液中滴入少量__酸化,再滴入__溶液,若产生__,则可断定溶液中含有氯离子。不可用盐酸酸化,酸化目的是防止(__、__、__、__)影响。
+ AgNO3(aq) → + 稀硝酸 →白色↓
解释:Ag+ + Cl— = AgCl↓
2Ag+ + CO32— = Ag2CO3↓ Ag2CO3 + 2H+ = 2Ag+ + H2O + CO2↑
例题分析
【例1】有关氯的叙述正确的是
A.液氯和氯水是同一物质   
B.红磷在氯气中燃烧产生白色烟雾 
C.氯气与水的反应中氯是氧化剂,水是还原剂  
D.用氯制漂白粉是为了得到易贮存的漂白剂 
答案:B、D。
【例2】 下列叙述中不正确的是
A. 颜色深浅: AgI>AgBr>AgCl     B. 还原性: HI>HBr>HF
C. 水溶液的酸性:HI>HBr>HCl>HF    D. 光敏性: AgF>AgCl>AgBr>AgI
答案:D
【例3】 鉴别NaCl、NaBr、KI三种白色固体。
解答:
方法一:可用氯水鉴别。
把这三种物质各取少量制成溶液,加入新制的氯水和汽油(或四氯化碳),振荡,分高中化学必修1非金属及其化合

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