2016-2017学年高中人教版化学必修1:第四章非金属及其化合物
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  第四章 非金属及其化合物
  第一节 无机非金属材料的主角——硅
  第1课时 二氧化硅和硅酸
  1.硅的原子结构与硅元素在自然界中的存在
  (1)原子结构
  硅的原子结构示意图为 ,最外层有4个电子,反应中既不易失去电子也不易得到电子,主要形成+4价的化合物。
  (2)存在
  硅在地壳中的含量为26.3%,仅次于氧;硅是一种亲氧元素,在自然界中主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在,存在形态全部是化合态。
  2.二氧化硅
  (1)存在
  地球上二氧化硅的存在形态有结晶形和无定形两大类,统称为硅石。石英、水晶、玛瑙、光导纤维、沙子的主要成分是SiO2。
  (2)结构:SiO2晶体是由Si和O按1∶2的比例组成的立体网状结构的晶体,每个Si与4个O结合,每个O与2个Si结合。
  (3)物理性质:SiO2硬度大,熔点高,不溶于水。
  (4)化学性质:
  (5)用途
  ①沙子是基本的建筑材料。
  ②纯净的SiO2是现代光学及光纤制品的基本材料,可以制作光导纤维。
  ③石英和玛瑙制作饰物和工艺品。
  ④实验室中使用石英坩埚。
  3.硅酸
  (1)硅酸的制备
  实验操作
  实验现象 滴加酚酞后溶液呈红色,滴加稀盐酸后溶液变为无色,有白色胶状沉淀生成
  结论 Na2SiO3溶液呈碱性,滴加稀盐酸后发生反应的化学方程式为Na2SiO3+2HCl===2NaCl+H2SiO3↓
  (2)物理性质
  H2SiO3是一种难溶于水的白色胶状物质。
  (3)化学性质
  ①弱酸性
  a.硅酸酸性比碳酸弱,向Na2SiO3溶液中通入少量CO2气体,反应的化学方程式为Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+H2SiO3(胶体)。
  b.硅酸只与强碱反应,与NaOH溶液反应的化学方程式为H2SiO3+2NaOH===Na2SiO3+2H2O。
  ②不稳定性
  硅酸受热易分解,化学方程式为H2SiO3=====△SiO2+H2O。
  (4)硅胶
  硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶,称为硅胶。硅酸具有强吸附性,常用作干燥剂或催化剂的载体。
  (时间20分钟,满分30分)
  知识点一 SiO2的结构与性质
  1.下列关于CO2和SiO2的说法正确的是(  )
  第2课时 硅酸盐和硅单质
  1.硅酸盐的组成和性质
  ①硅酸钠Na2SiO3 Na2O·SiO2
  ②硅酸钙CaSiO3 CaO·SiO2
  ③高岭石Al2Si2O5(OH)4
  Al2O3·2SiO2·2H2O
  ④钠长石NaAlSi3O8
  Na2O·Al2O3·6SiO2
  2.最简单的硅酸盐——Na2SiO3
  (1)物理性质:白色固体,Na2SiO3可溶于水,其水溶液俗称水玻璃。
  (2)化学性质:与酸(如盐酸、碳酸)反应生成硅酸沉淀。化学方程式为:SiO2-3+2H+===H2SiO3↓。
  (3)用途:制造硅胶和木材防火剂的原料。
  (4)硅酸盐岩石长期在水的侵蚀下风化为黏土,并且形成了土壤胶体。土壤胶体粒子表面积大而且一般带负电,能与NH+4、K+等数十种生物所需的营养离子相互作用,使土壤具有保肥能力。
  3.三种常见的硅酸盐产品
  无机非金属材料包括传统的和新型的两大类。
  水泥、玻璃和陶瓷是三种常见的硅酸盐产品。其主要原料分别为黏土和石灰石,纯碱、石灰石和石英,黏土。其中制取水泥和玻璃的主要设备分别为水泥回转窑和玻璃窑。
  4.其他含硅的物质
  物质 性质 用途
  SiC 俗称金刚砂,具有金刚石结构,硬度很大 砂纸、砂轮的磨料
  含4%硅的硅钢 很高的导磁性 变压器铁芯
  硅橡胶 既耐高温又耐低温,在-60℃~250℃保持良好的弹性 制造火箭、导弹、飞机的零件和绝缘材料等
  人工制造的分子筛(铝硅酸盐) 有均匀微孔结构 作吸附剂和催化剂
  5.硅单质的形态与结构
  第二节 富集在海水中的元素——氯
  第1课时 氯气的性质
  1.氯的原子结构及存在
  (1)氯的原子结构。
  氯的原子结构示意图为 ,氯原子容易得到一个电子而形成Cl-,表现为典型的非金属性。
  (2)氯的存在形态
  氯在自然界中以化合态存在,主要以NaCl的形式存在。
  2.氯气的物理性质
  颜色 状态 气味 毒性 溶解性(25 ℃)
  黄绿色 气体 刺激性气味 有毒 1体积水溶解约2体积氯气
  3.氯气的化学性质
  Cl2的化学性质很活泼,具有很强的氧化性。
  (1)主要反应(在下面的横线上写出反应的化学方程式)。
  (2)漂白剂的制取。
  ①制取漂白液:反应的化学方程式为Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,漂白液的有效成分是NaClO。
  ②制取漂白粉:反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2。
  漂白粉失效的原因
  由于Ca(ClO)2易与CO2、H2O反应生成HClO,而HClO不稳定,见光易分解,导致漂白粉失效,反应方程式为Ca(ClO)2+H2O+CO2===CaCO3↓+2HClO、2HClO=====光2HCl+O2↑。所以漂白液、漂粉精和漂白粉要密封包装,避光、隔潮存放。
  4.氯气的用途
  (1)制取含氯化合物:氯气化学性质较活泼,不但能和大多数金属或非金属反应,还能和很多有机物发生反应。
  (2)一种重要的化学工业物质。氯的化合物可作为制取高纯硅、锗(半导体)和金属钛的重要中间物质。
  (3)在有机化工中,氯气是合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品的重要原料。
  5.次氯酸的性质
  (1)弱酸性(酸性小于碳酸):NaClO+CO2+

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