超详细人教版必修一化学第四章非金属及其化合物化学方程式总结

第四章 非金属及其化合物方程式总结

----------加粗的是对应的离子方程式

一、硅及其化合物

1、硅单质

物理性质:有金属光泽的灰黑色固体,熔点高,硬度大,质地脆,导电性介于导体和绝缘体之间。

化学性质:常温下化学性质稳定

硅的还原性:Si(粉)+O2SiO2

粗硅的制取:2C+SiO2Si+2CO(制得粗硅)

粗硅的提纯:Si(粗)+2Cl2SiCl4      SiCl4+2H2=Si(纯)+4HCl

硅与强碱的反应:Si+2NaOH+H2O =Na2SiO3+2H2↑   2OH-+ Si+H2O =SiO32–+H2↑  

硅与氢氟酸反应:4HF+Si=SiF4↑+2H2

硅的用途:硅可制造集成路、电子芯片、太阳能电池板等。

2、二氧化硅及硅酸

   存在:结晶形和无定形。通称硅石。

   性质:化学性质稳定,除氢氟酸外,一般不与其他酸反应,可以与强碱、碱性氧化物发生反应,属酸性氧化物。

用途:SiO2是光导纤维的主要原料,以SiO2为主要原料的物质大多都有石英某某、水晶某某;玛瑙某某。

①Si(粉)+O2SiO2

②与碱性氧化物反应: SiO2+CaOCaSiO3

③与碱的反应: SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O        OH-+SiO2=SiO32–+H2O

④硅酸盐与酸生成硅酸的反应:

Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(胶体)+NaCl            SiO32-+2H+=H2SiO3(胶体)

Na2SiO3+CO2+2H2O=H2SiO3↓+Na2CO3   SiO32-+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32-

⑤与氢氟酸反应:SiO2+4HF =SiF4↑+2H2O

硅酸易受热分解:H2SiO3  SiO2↓+H2O

3、硅酸盐

硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称,在自然界分布极广,种类极多,是一类结构复杂的固体物质,大多不溶于水,化学性质很稳定。

硅酸钠:(最简单的硅酸盐)

可溶于水,其水溶液俗称水玻璃,可做粘合剂和防火剂,是制备硅胶和木材防火剂等的原料。

制备途径:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O     OH-+SiO2=SiO32–+H2O

          (贮存NaOH溶液的试剂瓶要用橡胶塞)

常见的硅酸盐产品:陶瓷、玻璃、水泥

二、氯及其化合物

1、氯气(Cl2

Cl2的制取:原理:4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O

4H++2Cl+MnO2Mn2++Cl2↑+2H2O

  发生装置:固液加热型      实验装置:(见右图)

 气体收集装置:向上排空气法(或排饱和食盐水法)

 尾气处理装置:用碱液(NaOH)吸收

物理性质:①黄绿色 ②气体 ③有刺激性气味 ④有毒 ⑤密度比空气大

⑥2:1体积溶于水 ⑦易液化

化学性质:a、与水(H2O)的反应:Cl2 + H2O = HCl + HClO     Cl2 + H2O = H++Cl+ HCl

             用途:可用于自来水的杀菌、消毒

新制氯水中的粒子:Cl2;H2O;HClO;H+;Cl-;ClO-;OH-(少量)

久置氯水中的粒子:H+;Cl-;H2O;OH-(少量)

b、与碱反应:氯气+碱==氯酸盐+次氯酸盐+水

        (此反应中氯气既作氧化剂又作还原剂)

与NaOH反应:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O               Cl2+2OH=Cl+ClO+H2O

              (产物NaClO:漂白液的主要成分)

与Ca(OH)2反应:Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O  Cl2+2OH=Cl+ClO+H2O

             (产物Ca(ClO)2:漂白粉、漂白精的主要成分)

注:漂白粉产生作用的原因:Ca(ClO)2+CO2+H2O= 2HClO +CaCO3

    且次氯酸易分解(现制现用):2HClO2HCl+O2

c、与金属的反应:

与Na的反应:2Na+ Cl22NaCl   现象:有黄光,燃烧,产生白烟     

与Fe的反应:3Cl2+2Fe2FeCl3   现象:燃烧,产生棕黄色的烟  

与Cu的反应:Cu + Cl2CuCl2    现象:燃烧,产生棕黄色的烟   

d、与非金属的反应:与H2的反应:H2+Cl22HCl     现象:H2在Cl2中燃烧,产生苍白色火焰

2、氯离子(Cl-)的检验

原理:Ag++Cl- = AgCl ¯

试剂:AgNO3溶液和稀硝酸(HNO3

操作:(加稀硝酸的作用是除去干扰离子:CO32-

方法一:在被检验的溶液中加入稀硝酸酸化,再滴入AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则被检液中含有Cl-。方法二:在被检验的溶液中滴入AgNO3溶液,若产生白色沉淀,再加入稀硝酸,沉淀不溶,则被检液中含有Cl-

3、附加:氯气的强氧化性:氯气将非金属最低价离子氧化为单质

氯气与溴化钠反应Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2       Cl2+2Br=2Cl+Br2

氯气与碘化钾反应Cl2+2KI=2KCl+I2               Cl2+2I-=2Cl-+I2

氯气与硫化钠反应Cl2+Na2S=2NaCl+S↓                 Cl2+S2–=2Cl+S↓

氯气与硫化氢反应Cl2+H2S=2HCl+S↓             Cl2+H2S=2H++2Cl+S↓

三、硫及其化合物

1、硫单质(S

物理性质:黄色晶体;质地脆;易研成粉末;不溶于水;微溶于酒精;易溶于二硫化碳(CS2

化学性质:易与氧气反应:S + O2SO2

2、二氧化硫(SO2

物理性质:无色;有刺激性气味;有毒;气体;密度比空气大;易液化;易溶于水

化学性质:㈠  与氧气反应:2SO2+O22SO3 

注意:此反应是可逆反应(指在相同条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应,通常用“”来代替“===”)

以下㈡㈢㈣条均体现了SO2是一种酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性

㈡      与水的反应:SO2+H2OH2SO3    (此反应也是可逆反应)

㈢     与碱性氧化物的反应:SO2+ CaO CaSO3↓  

㈣     与碱的反应:SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O      SO2+Ca2++2OH-=CaSO3↓+H2O

㈤       具有一定的还原性:SO2+2H2S=3S↓+2H2O   (SO2作氧化剂;H2S作还原剂)

  SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl         Cl2+SO2+2H2O=4H++SO42–+2Cl-

3、三氧化硫SO3):是固体

㈠  与水的反应:SO3+H2O=H2SO4                  SO3+H2O=2H++SO42– 

注:三氧化硫是一种酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性,它溶于水生成硫酸,工业上利用这一原理生产硫酸

㈡  与碱性氧化物的反应:SO3+ CaO === CaSO4

㈢  与碱的反应:SO3+Ca(OH)2=CaSO4+H2O (此反应中SO3是固体;CaSO4是微溶物)

4、亚硫酸H2SO3

因为亚硫酸中硫元素不是最高价,所以它具有一定的还原性易被氧化成硫酸

㈠  与氧气的反应:2H2SO3+ O2=2H2SO4     

㈡  不稳定,受热易分解:H2SO3H2O+SO2

5、硫酸

稀、浓硫酸都具有酸的通性:

①与指示剂的反应:遇紫色石蕊试液:由紫变红

                  遇无色酚酞试液:不变色

②金属+酸==盐+H2↑:Zn+ H2SO4==ZnSO4+ H2↑        Zn+2H+==Zn2+ + H2

③酸性氧化物+酸==盐+H2O:CuO+ H2SO4==CuSO4+ H2O       CuO+ 2H+==Cu2+ + H2O

④碱+酸==盐+H2O:2NaOH+H2SO4==Na2SO4+ 2H2O       OH-+H+== H2O

⑤部分盐+酸==新酸+新盐:BaCl2+ H2SO4==BaSO4↓+2HCl       Ba2++SO42-== BaSO4

浓硫酸的三点特性:

①         吸水性:有水分子存在,常用作干燥剂,干燥酸性或中性气体

②         脱水性:没有水分子存在,只是按2:1的比例脱去氢原子和氧原子

        可使木条,纸张,蔗糖等有机物变黑:C12H22O11(蔗糖) 12C+11H2O

③         强氧化性:与铜反应:2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O    

           (现象:生成可是品红褪色的气体(SO2),溶液由无色变蓝色)

            与碳反应:2H2SO4(浓)+CCO2↑+2SO2↑+2H2O

          (现象:能使蔗糖脱水形成的碳糊,体积膨胀的原因)

由于其强氧化性,冷的浓硫酸、浓硝酸可使铝和铁发生钝化,表面生成致密氧化膜。

四、氮及其化合物

1、氮的氧化物一氧化氮(NO)二氧化氮(NO2)

一氧化氮(NO):物理性质:无色,不溶于水的有毒气体。

化学性质:①制备:N2+O2  2NO

                        ②易与氧反应:2NO+O2=2NO2(气体由无色变为棕红色)

二氧化氮(NO2):物理性质:红棕色;有刺激性气味气体;有毒;密度比空气大;易液化

               化学性质:易溶于水:3NO2+H2O=2HNO3+NO

(气体体积减少2/3,由红棕色变为无色)

注:若想让NO、NO2全溶于水,通氧气的量:4NO2+O2+2H2O=4HNO3  4NO+3O2+2H2O=4HNO3

2、氨:(常见用途:氨是氮肥工业,有机合成工业及制造硝酸,铵盐的原料,氨还常用作制冷剂)

物理性质:无色,有刺激性气味;气体;极易溶于水且溶解极快(1::700)

化学性质:①制备:N2+3H22NH3

          ②溶于水的产物:NH3+H2O NH3·H2ONH4++OH-

          【氨水中的粒子:NH3,H2O,NH3·H2O,NH4+,OH-,H+(少量)】

③氨水易受热分解:NH3·H2O NH3↑+H2O

④与酸的反应:NH3+HCl =NH4 Cl

⑤具有还原性:4NH3+5O24NO+6H2O

3、铵盐:三大性质:均易溶于水受热易分解与碱反应时放出氨气

受热易分解:NH4Cl NH3↑+HCl       NH3+HNO3=NH4NO3 

NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑                

与碱反应放出氨气:NaOH+NH4NO3NaNO3 +NH3↑+H2

 Ca(OH)2+2NH4Cl2CaCl2+2NH3↑+2H2O (实验室制取NH3的方法)

NaOH+NH4ClNaCl+NH3↑+H2O

4、硝酸:(不管浓稀硝酸,除具有酸性外,都具有氧化性)

㈠ 铜与浓硝酸的反应:4HNO3()+Cu= Cu (NO3)2+2NO2↑+2H2

4H++2NO3-+ Cu = Cu 2++2NO2↑+2H2O

㈡ 铜与稀硝酸的反应:8HNO3()+3Cu= 3Cu (NO3)2+2NO↑+4H2

8H++2NO3-+ 3Cu = 3Cu 2++2NO↑+4H2O

㈢     碳与浓硝酸的反应:4HNO3()+CCO2↑+4NO2↑+2H2O

㈣     硝酸见光易分解:4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O

当反应物或反应条件不同时,硝酸被还原得到的产物也不同

(浓HNO3的产物:NO2;稀HNO3的产物:NO)

 

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第4章非金属及其化合物方程式

(硅及其化合物性质反应)

1、二氧化硅与氢氧化钠溶液反应 1、SiO2 +2NaOH=Na2SiO3 +H2O

2、二氧化硅与氢氟酸反应 2、SiO2 +4HF =SiF4 ↑+2H2O

3、高温下二氧化硅与氧化钙反应 3、SiO2 +CaO

高温 CaSiO3

4、高温下二氧化硅与碳酸钙反应 4、SiO2+CaCO3 高温 CaSiO3 +CO2↑

5、高温下二氧化硅与碳酸钠反应 SiO2+ Na2CO3 高温 Na2SiO3 +CO2↑

6、硅酸钠溶液与二氧化碳反应 Na2SiO3 +H2O +CO2=H2SiO3 ↓+Na2CO3

7、硅酸受热分解 7、H2SiO3 SiO2 +H2O

8、硅与氧气加热反应 8、Si + O2 △ SiO2

9、二氧化硅与碳高温反应 9、SiO2+2C 高温 Si+2CO↑

10、硅与氢氧化钠溶液反应10、Si +2NaOH +H2O = Na2SiO3 +2H2↑ (氯及其化合物性质反应)

1、实验室制氯气 MnO2 +4HCl(浓) △ MnCl2 +Cl2 ↑+2H2O

2、钠在氯气中燃烧 2Na + Cl2

3、铁在氯气中燃烧 2Fe + 3 Cl2

4、铜在氯气中燃烧 Cu + Cl2

5、氢气在氯气中燃烧 H2 + Cl2 2 NaCl 2 FeCl3 CuCl2 2HCl △

6、氯气与水反应 Cl2 + H2O == HClO +HCl

1

7、次氯酸光照分解 2HClO =

2HCl +O2↑

8、氯气与氢氧化钠溶液反应 Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O

9、工业上制漂白粉 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O

10、检验Cl-的反应 HCl +Ag NO3 =Ag Cl ↓+HNO3 (硫的氧化物、氮的氧化物反应)

1、硫和氧气反应 1、S + O2

SO2

2、硫与铁粉加热 2、S +Fe △ FeS

3、铜与硫加热 3、S +2Cu △ Cu2S

4、二氧化硫与水反应 4、SO2 +H2O === H2SO3

5、二氧化硫催化氧化 2 SO2 +O2 催化剂

△ 2SO3

6、溴水中通入二氧化硫褪色 SO2 + Br2 + 2 H2O = H2SO4 + 2HBr

7、二氧化硫与氢氧化钠溶液反应 7、SO2 +2NaOH =Na2SO3 +H2O

8、二氧化硫通入石灰水变浑浊 8、SO2 +Ca(OH)2 =CaSO3 ↓+H2O

9、一氧化氮与氧气反应 9、2NO +O2 =2NO2

10、二氧化氮与水反应 10、3NO2 +H2O =2HNO3 + NO

11、二氧化硫与氯水

SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl(离子方程式)

12、二氧化硫与溴水

SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr(离子方程式)

13、二氧化硫与碘水

SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI(离子方程式)

14、二氧化硫通入氯化铁溶液

2

2FeCl3 + SO2 + 2H2O = 2FeCl2 + H2SO4 + 2HCl

15、二氧化硫通入酸性高锰酸钾溶液

5SO2 +2MnO4- +2H2O ==5SO42- +2Mn2+ +4H+

(氨气性质反应)

1、高温高压催化剂氮气和氢气反应

2、氨气溶于水溶液呈碱性

3、氨水加热分解 NH3·H2O△ NH3↑+H2O

4、氨气与氯化氢相遇产生白烟 NH3 + HCl = NH4Cl (固)

5、氨气与硝酸反应 NH3 +HNO3 = NH4NO3

催化剂

6、氨气催化氧化 4NH3 +5O2 △ 4NO + 6H2O

7、碳酸氢铵受热分解 NH4HCO3 △ NH3 ↑+CO2↑ +H2O

8、氯化铵与氢氧化钠反应 NH4Cl +NaOH △ NaCl +NH3 ↑+H2O

9、实验室制氨气 Ca(OH)2 +2NH4Cl △ CaCl2 +2NH3↑ +2H2O

10、铵离子的检验 NH4+ + OH- △ NH3 ↑+ H2O (硫酸和硝酸反应)

1、浓硫酸与铜加热反应

2H △

2SO4(浓 CuSO4+SO2↑+2H2O

2、浓硫酸与碳加热反应

2H(浓 △

2SO4 CO2 ↑ +2SO2+2H2O

3、稀硝酸与铜反应

3Cu +8HNO △

3Cu(NO3)2 +2NO ↑+4H2O

3

4、浓硝酸与铜反应 Cu +4HNO3 ==Cu(NO3)2 + NO2 ↑+ 2H2O

5、浓硝酸与碳反应 4HNO3(浓)+C==CO2↑+4NO2↑+2H2O

6、浓硝酸光照分解 4HNO3=4NO2↑+O2↑+2H2O(见光或受热分解)

7、铁与浓硫酸加热

6H(浓)+2Fe △

2SO4 Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O

4

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