高中化学必修一第四章知识点(上)


    学习化学除了最基本的预习、听课、复习、做题以外,还要学会总结知识点,今天小编在这给大家整理了高中化学必修一知识点(第四章),接下来随着小编一起来看看吧!
    
    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:
    

    产品
    

    主要原料
    

    主要设备
    

    反应条件
    

    主要反应或主要成分
    

    水泥
    

    粘土、石灰石、(石膏)适量
    

    水泥回转窑
    

    高温
    

    硅酸三钙:3CaO·SiO2
    硅酸二钙:2CaO·SiO2
    铝酸三钙:3CaO·Al2O3
    

    玻璃
    

    纯碱、石灰石
    石英
    

    玻璃窑
    

    高温
    

    Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2
    CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2
    成分:Na2SiO3CaSiO3SiO2
    

    陶瓷
    

    黏土
    

    陶瓷窑
    

    高温
    

    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。
    高中化学分为很多章节和板块,有机部分、无机部分学习方法都不同,大家要学会自己画知识框架图,把所学知识整理出来,把重难点知识罗列出来,该背的背熟,该理解的理解透了。学化学还要通过多做题去总结哪些知识没有掌握,然后对照课本再复习一遍。
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