非金屬及其化合物

關(guān)于非金屬及其化合物1、非金屬元素在周期表中的位置

22種非金屬元素，有6種是稀有氣體；除H外均處于周期表右上方；除第一周期外，每周期非金屬元素?cái)?shù)目=8-周期序數(shù)。

一非金屬元素概述第2頁,共46頁，2024年2月25日，星期天第3頁,共46頁，2024年2月25日，星期天2、非金屬元素的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？除H、He、B外，最外層電子數(shù)≥4；且原子半徑比同周期的金屬元素小。第4頁,共46頁，2024年2月25日，星期天3、非金屬單質(zhì)的物理性質(zhì)

●常溫下狀態(tài)：氣態(tài)H2、N2、O2、F2、Cl2（稀有氣體）；液態(tài)Br2；其余為固態(tài)。

●晶體類型：原子晶體B、C、Si；分子晶體：除B、C、Si外的其它（常見）非金屬單質(zhì)。

●溶解性：除F2與水發(fā)生置換反應(yīng)，Cl2、Br2在水中發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)（部分）外，可以說非金屬單質(zhì)均難溶于水。第5頁,共46頁，2024年2月25日，星期天4、非金屬元素的性質(zhì)（1）氧化性

從左到右，從下到上，非金屬單質(zhì)的氧化性逐漸增強(qiáng)；氫化物的穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)。第6頁,共46頁，2024年2月25日，星期天非金屬間的置換

非金屬間的置換原則是非金屬性強(qiáng)的置換非金屬性弱的。（2）還原性還原性為主的：H2、C、Si、P第7頁,共46頁，2024年2月25日，星期天【歸納】重要非金屬單質(zhì)的性質(zhì)比較表不反應(yīng)第8頁,共46頁，2024年2月25日，星期天二、氯及其重要的化合物第9頁,共46頁，2024年2月25日，星期天（一）氯元素的原子結(jié)構(gòu)和化合價(jià)1、氯的原子結(jié)構(gòu)

典型的非金屬；自然界以化合物形式存在（NaCl、MgCl2等，海水中，鹽礦里）。2、化合價(jià)：Cl2中顯零價(jià)，還有+1，+3，+5，+7等價(jià)。處于中間價(jià)，既有氧化性，又有還原性，但以氧化性為主。（二）氯氣的物理性質(zhì)+17287

黃綠色氣體，強(qiáng)刺激性氣味（如何聞？），有毒，比空氣重（71＞29）可溶于水（1：2）易液化。第10頁,共46頁，2024年2月25日，星期天

（三）氯氣的化學(xué)性質(zhì)1.可與大多數(shù)金屬化合H2+Cl2→2HCl

說明：可與大多數(shù)金屬化合，顯強(qiáng)氧化性，把變價(jià)金屬（如鐵，銅）氧化成高價(jià)態(tài)。氧化性：Cl2>Fe3+>Cu2+>H+2.可與大多數(shù)非金屬化合點(diǎn)燃或光照實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：蒼白色火焰瓶口有白霧（解釋？）生成刺激性氣體點(diǎn)燃2Na+Cl2→2NaCl白煙2Fe+3Cl2→2FeCl3點(diǎn)燃褐色的煙Cu+Cl2→CuCl2點(diǎn)燃

棕黃色的煙問：氯氣的電子式、結(jié)構(gòu)式、分子極性？問：氯氣和磷反應(yīng)？三氯化磷（霧）五氯化磷（煙）第11頁,共46頁，2024年2月25日，星期天①把HCl氣體溶于水得鹽酸（工業(yè)制鹽酸）②對“燃燒”的認(rèn)識不一定要有O2參加有發(fā)光、發(fā)熱現(xiàn)象屬于氧化還原反應(yīng)3.氯氣與水的反應(yīng)為何自來水、游泳池用氯氣消毒？Cl2+H2O

HCl+HClO次氯酸酸性極弱(比碳酸弱)不穩(wěn)定(受熱或光照分解)具有強(qiáng)氧化性(比氯氣強(qiáng))2HClO→2HCl+O2↑光照氯水：淡黃綠色,避光保存。第12頁,共46頁，2024年2月25日，星期天新制氯水的主要成份：Cl2、H2O、HClO;H+、Cl-、ClO-、OH-久置氯水的主要成份：H+、Cl-、OH-(次氯酸分解)指出下列現(xiàn)象,說明理由(寫出反應(yīng)式)：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋或反應(yīng)式加入碳酸鈣粉末有氣體生成2HCl+CaCO3→CaCl2+CO2↑+H2O鋅粒加入氯水中有氣體生成Zn+2H+→Zn2++H2↑先變紅,后褪色酸性,后被HClO氧化漂白褪色HClO氧化漂白有白色沉淀生成Ag++Cl-→

AgCl↓紫色石蕊試液加入氯水中紅布條加入氯水中硝酸銀溶液加入氯水中第13頁,共46頁，2024年2月25日，星期天

Cl2＋H2O

H＋＋Cl－＋HClO的平衡移動向氯水中加入的物質(zhì)濃度變化移動方向應(yīng)用可溶性氯化物稀酸NaOHCa(OH)2NaHCO3光照左移左移右移右移右移右移a.用飽和食鹽水除Cl2的HClb.用排飽和食鹽水法收集Cl2次氯酸與濃鹽酸反應(yīng)制Cl2用NaOH溶液吸收多余Cl2制漂白粉制高濃度HClO溶液氯水避光保存或現(xiàn)用現(xiàn)配c(Cl－

)增大c(H+)增大c(H+)減小c(H+)減小c(H+)減小C(HClO)減小第14頁,共46頁，2024年2月25日，星期天【思考】：氯氣可用于自來水,游泳池消毒,請用化學(xué)方程式及簡要的文字說明理由。4.氯氣與堿的反應(yīng)：漂白粉的制備及漂白原理(氯氣溶解度小,與水的反應(yīng)生成的HClO少,且不穩(wěn)定)Cl2+2NaOH→NaCl+NaClO+H2O次氯酸鈉(穩(wěn)定)2Cl2+2Ca(OH)2→CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O次氯酸鈣漂白粉：氯化鈣和次氯酸鈣(有效成分次氯酸鈣)（制漂白粉）第15頁,共46頁，2024年2月25日，星期天漂白粉的漂白原理：Ca(ClO)2+2CO2+2H2O→Ca(HCO3)2+2HClO（起漂白作用）①碳酸的酸性比次氯酸強(qiáng)(強(qiáng)酸制弱酸)②漂白粉應(yīng)避免與空氣水分接觸(防止失效)。問：酸性強(qiáng)弱比較？HCOOHCH3COOHH2CO3HClOHCO3-Al(OH)3

>>>>>>問：堿性強(qiáng)弱比較？HCOO-CH3COO-HCO3-ClO-CO32-AlO2-

＜＜＜＜＜＜為何上述反應(yīng)寫Ca(HCO3)2更合理？第16頁,共46頁，2024年2月25日，星期天有漂白性的物質(zhì)：Na2O2

；O3；HClO；氯水；SO2；活性炭三種漂白原理氧化漂白

Na2O2

、O3

、HClO、氯水；不可逆，加熱不復(fù)原化合漂白

SO2

漂白品紅等可逆，加熱復(fù)原物理漂白

活性炭木炭等

可逆，屬物理變化，加熱解析復(fù)原第17頁,共46頁，2024年2月25日，星期天問：氯氣和氯化亞鐵、硫化氫、二氧化硫、碘化鉀反應(yīng)？Cl2+2FeCl2→FeCl3(溶液由淺綠色變成棕黃色)Cl2+H2S→2HCl+S↓(溶液渾濁)Cl2+SO2+H2O→2HCl+2H2SO4

(褪色，漂白功能失效)Cl2+2KI→2KCl+I2

(濕潤的淀粉碘化鉀試紙?jiān)囼?yàn)Cl2的存在)第18頁,共46頁，2024年2月25日，星期天5.氯氣的用途：制鹽酸自來水、游泳池消毒制漂白粉(精),漂白棉、麻、紙張用于冶金工業(yè)和有機(jī)化工

氯氣有毒,實(shí)驗(yàn)室制氯氣用NaOH吸收多余的氯氣,而不用Ca(OH)2(熟石灰溶解度小,吸收不完全)。Cl2+2NaOH→NaCl+NaClO+H2O第19頁,共46頁，2024年2月25日，星期天（四）Cl-的檢驗(yàn)HCl或可溶性氯化物溶液中含有Cl-,如何檢驗(yàn)？加入AgNO3溶液再加稀HNO3解釋或反應(yīng)式稀鹽酸氯化鈉溶液自來水碳酸鈉溶液蒸餾水Ag++Cl-→AgCl↓Ag++Cl-→AgCl↓Ag++Cl-→AgCl↓Ag2CO3+2HNO3→2AgNO3+CO2↑+H2O白色沉淀不溶解白色沉淀白色沉淀白色沉淀無現(xiàn)象不溶解不溶解溶解,有氣體生成無現(xiàn)象第20頁,共46頁，2024年2月25日，星期天Cl2NaCl、FeCl3CuCl2HClHClONaClOCa(ClO)2KBr、KICO2+H2O、Br2、I2（尾氣吸收）（制漂白粉）（漂白原理）Cl2的性質(zhì)歸納：Cl2的化學(xué)性質(zhì)活潑，能與大多數(shù)金屬、非金屬反應(yīng)，也能與水、堿反應(yīng)，還能置換溴、碘。表現(xiàn)強(qiáng)氧化性。第21頁,共46頁，2024年2月25日，星期天（五）氯氣的制法（1）反應(yīng)的原理：

（2）裝置圖：（3）收集氣體的方法：

（4）除雜（HCl）：（4）尾氣的處理：

（5）檢驗(yàn)氯氣是否收集滿:（6）氯氣的工業(yè)制法a.電解飽和食鹽水：2NaCl+2H2O→2NaOH+Cl2+H2b.電解熔融NaCl得到金屬鈉和副產(chǎn)物氯氣MnO2+4HCl(濃)→MnCl2+Cl2↑+2H2O向上排空氣飽和食鹽水NaOH溶液濕潤的KI-淀粉試紙通電第22頁,共46頁，2024年2月25日，星期天(五）氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法反應(yīng)原理是什么？除HCl除H2O根據(jù)反應(yīng)原理如何選擇反應(yīng)裝置？怎樣檢查裝置的氣密性？制得的氯氣有哪些雜質(zhì)？如何除去？用什么方法收集氯氣？

尾氣如何處理？MnO2+4HCl(濃)→MnCl2+Cl2↑+2H2O第23頁,共46頁，2024年2月25日，星期天（六）氯的重要化合物的性質(zhì)與用途1、氫化物（HCl）還原性：較弱的還原性（Cl━處于最低價(jià)）水溶性：極易溶于水，水溶液為鹽酸2、鹽酸（無色易揮發(fā)有強(qiáng)烈刺激性氣味的液體）強(qiáng)酸性：（三大強(qiáng)酸之一）－具有酸的通性還原性：較弱的還原性（Cl━處于最低價(jià)）—實(shí)驗(yàn)室制氯氣氧化性：較弱的氧化性（H+處于最高價(jià)）—實(shí)驗(yàn)室制氫氣3、鹽酸的實(shí)驗(yàn)室制法工業(yè)制法：H2+Cl2

→2HCl實(shí)驗(yàn)室制法：NaCl+H2SO4(濃)→2HCl↑+Na2SO4點(diǎn)燃強(qiáng)熱第24頁,共46頁，2024年2月25日，星期天問：如何收集、檢驗(yàn)氯化氫、尾氣裝置如何設(shè)計(jì)？答：向上排空氣法收集；藍(lán)色石蕊試紙或蘸有濃氨水的玻璃棒檢驗(yàn)；用水或氫氧化鈉溶液，并用倒置的漏斗來吸收。思考題：制備HCl氣體下列方法可行的是（）①NaHSO4+KCl②濃H2SO4滴入濃HCl③Cl2通入H2O④濃H2SO4、NaCl、MnO2(s)AB第25頁,共46頁，2024年2月25日，星期天4、含氧酸：同種元素不同價(jià)態(tài)含氧酸酸性強(qiáng)弱順序：

HClO4>HClO3>HClO2>HClO

最強(qiáng)無機(jī)酸強(qiáng)酸弱酸極弱酸問：1、氯化氫在水中溶解性大，可用什么實(shí)驗(yàn)證明？2、能否用Cl2來完成以上實(shí)驗(yàn)？3、蘸取濃鹽酸和濃氨水的兩根玻璃棒靠近什么現(xiàn)象？噴泉白煙*含氧酸：同種元素不同價(jià)態(tài)含氧酸氧化性強(qiáng)弱順序：

HClO>HClO2>HClO3>

HClO4可以，用氫氧化鈉吸收第26頁,共46頁，2024年2月25日，星期天1.次氯酸是弱酸，酸性比碳酸還弱。不穩(wěn)定，在光照下易分解。2HClO→2HCl+O2↑

強(qiáng)氧化性，能消毒殺菌，具有漂白作用。（七）HClO的性質(zhì)和用途光照問：次氯酸的電子式和結(jié)構(gòu)式？H-O-Cl第27頁,共46頁，2024年2月25日，星期天2.次氯酸的氧化性

（1）殺菌消毒、漂白

（2）HClO+SO2+H2O→HCl+H2SO43.次氯酸的弱酸性

Ca(ClO)2+2CO2+2H2O→Ca(HCO3)2↓+2HClO（起漂白作用）第28頁,共46頁，2024年2月25日，星期天氯氣單質(zhì)及其重要的化合物知識網(wǎng)絡(luò)圖Cl2HClAgClNaClNaCuFePCuCl2FeCl3PCl3和PCl5電解水溶液濃H2SO4NaOHAgNO3H2MnO2H2ONaOHCa(OH)2KIFeBr2FeCuOCaCO3FeCl2CuCl2CO2HCl+HClONaCl+NaClOCaCl2+Ca（ClO）2I2FeCl3+Br2與有機(jī)物反應(yīng)第29頁,共46頁，2024年2月25日，星期天（八）鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)氟氯溴碘色、態(tài)密度熔點(diǎn)沸點(diǎn)溶解度淡黃綠氣體黃綠色氣體深紅棕液體紫黑色固體1.69g/L3.214g/L3.119g/cm34.93g/cm3-219.6-101-7.2113.5-188.1-34.658.78184.4反應(yīng)226cm34.16g0.029g第30頁,共46頁，2024年2月25日，星期天問：溴是唯一的液態(tài)非金屬單質(zhì)，易揮發(fā)，如何保存？答：用水封，且不能用橡膠塞。問：碘易升華，應(yīng)如何保存？答：應(yīng)保存在棕色瓶。第31頁,共46頁，2024年2月25日，星期天（九）鹵素的原子結(jié)構(gòu)

元素名稱

氟

氯

溴

碘元素符號

原子結(jié)構(gòu)示意圖最外層電子數(shù)核電荷數(shù)電子層數(shù)原子半徑

結(jié)論FClBrI均為7個(gè)電子逐漸增加依次增大①均為非?；顫姷姆墙饘?具有強(qiáng)氧化性②核對最外層電子的吸引能力逐漸減小,單質(zhì)的氧化性逐漸減弱。

第32頁,共46頁，2024年2月25日，星期天**不同點(diǎn)：原子的最外層均為7個(gè)電子，易得到1個(gè)電子1.核電荷數(shù)依次增多；3.原子半徑依次增大，離子半徑比相應(yīng)的原子半徑大。

**共同點(diǎn)：2.電子層數(shù)遞增；第33頁,共46頁，2024年2月25日，星期天（十）鹵素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)X2＋H2OHX＋HXO(F2除外)

氟氯溴碘單質(zhì)物性狀態(tài)氣氣(易液化)液(易揮發(fā))固(易升華)熔、沸點(diǎn)顏色淡黃綠色黃綠色紅棕色紫黑色密度X2與H2化合難易條件程度X2與H2O反應(yīng)劇烈程度水溶性逐漸增大逐漸增大冷暗處劇烈爆炸光照爆炸加熱緩慢持續(xù)加熱

化合同時(shí)分解2F2＋2H2O＝4HF＋O2劇烈緩慢微弱極弱與水反應(yīng)生成HF酸水中溶解性依次減小，有機(jī)溶劑中溶解性依次增大第34頁,共46頁，2024年2月25日，星期天鹵素與氫氣的反應(yīng)氫化物的相似與遞變規(guī)律：相似：1.極易溶于水

2.在空氣中產(chǎn)生白霧遞變：1.穩(wěn)定性：逐漸變?nèi)?/p>

2.還原性：逐漸增強(qiáng)

3.水溶液的酸性：漸強(qiáng)H2+F2→2HF

H2+Cl2→2HCl

H2+Br2→2HBr

H2+I2

2HI點(diǎn)燃加熱加熱問：氫氟酸能否保存在玻璃瓶？答：不能。4HF+SiO2→SiF4↑+2H2O

應(yīng)保存在塑料瓶。第35頁,共46頁，2024年2月25日，星期天鹵素與水的反應(yīng)2H2O+2F2→4HF+O2↑

H2O+Cl2HCl+HClO

H2O+Br2HBr+HBrO

H2O+I2HI+HIOH2O+X2

HX+HXO問：請給鹵化氫的熔沸點(diǎn)排序？為何這樣排？答：HFHClHBrHI>>＜＜?xì)滏I，范德華力問：能否用濃硫酸制備溴化氫和碘化氫？答：不行。濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，會氧化溴化氫和碘化氫。第36頁,共46頁，2024年2月25日，星期天鹵素間的置換反應(yīng)2NaBr+Cl2→2NaCl+Br2

2NaI+Cl2→2NaCl+I2

2KI+Br2→2KBr+I2第37頁,共46頁，2024年2月25日，星期天鹵素的特性X2在水的溶解溶液的顏色保存F2Cl2Br2I2與水反應(yīng)易溶于水，與水反應(yīng)在水溶解性較小，在汽油、苯、CCl4等有機(jī)溶劑是溶解性較大在水溶解性較小，在汽油、苯、CCl4等有機(jī)溶劑是溶解性較大塑料瓶

易液化→鋼瓶貯存易揮發(fā)→水封易升華→棕色瓶保存，單質(zhì)I2使淀粉變藍(lán)。新制氯水淺黃綠色溶液呈棕色或橙紅色溶液呈紫色或紫紅色第38頁,共46頁，2024年2月25日，星期天問：鐵和單質(zhì)碘反應(yīng)產(chǎn)物是什么？答：Fe+I2

→FeI2△問：F2Cl2Br2I2

和Fe3+

的氧化性順序？答：F2Cl2Br2Fe3+

I2

>>>>討論：在含有n摩爾的Fe

Br2溶液中通入Cl2的量為x摩爾,請用n和x的關(guān)系式表示不同的反應(yīng)結(jié)果。（1）x≤0.5nmol2Fe2++Cl2

→2Fe3++2Cl-（2）x≧1.5nmol2Fe2++3Cl2+4Br-→2Fe3++6Cl-+2Br2（3）x=nmol2Fe2++2Cl2+2Br-→2Fe3++4Cl-+Br2第39頁,共46頁，2024年2月25日，星期天鹵化銀以上鹵化銀都具有感光性AgF為白色固體，溶于水，無感光性Cl-+Ag+→AgCl↓白色Br-+Ag+→AgBr↓淺黃色I(xiàn)+Ag+→AgI↓黃色問：CaF2溶于水嗎？答：難溶于水第40頁,共46頁，2024年2月25日，星期天問：如何提取溴和碘？海帶海帶灰灼燒溶解、過濾含碘單質(zhì)的溶液含碘元素的溶液殘?jiān)趸瘎┑獾?/p>