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非金属总论 元素及其化合物是概念、理论、实验、计算的载体,因此非常重要。在复习过程中,要把握位、构、性三者的关系,抓典型一般,注意特殊,区别异同。 一、知识归纳 1.结构和位置 (1)非金属元素在周期表中的位置 在目前已知的112种元素中,非金属有16种(外加6种稀有气体元素)。除氢外,非金属元素都位于周期表的右上方。H元素在左上方。F为非金属性最强的元素。 非金属在周期表中的位置 主族 周期 ⅠA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 一 H 二 B C N O F 三 Si P S Cl 四 As Se Br 五 Te I 六 At (2)非金属元素的原子结构特征及化合价 ①与同周期的金属原子相比较,非金属原子最外层电子数较多(一般为47个,H为1个,He为2个,B为3个),次外层都是饱和结构(2、8或18电子结构) ②与同周期的金属原子相比较,非金属原子核电荷数较大,原子半径较小,化学反应中易得电子,表现氧化性。 ③非金属元素最高正价等于族序数,对应最低负价等于族序数减8;多数非金属有变化,如S、N、Cl等。 2.非金属单质性质与制法 单质 C Si N2 P S X2 同素异形体 金刚石, 石墨, C60 红磷 白磷 晶体类型 原子 原子 分子 原子晶体 分子晶体 分子 分子 分子晶体 分子晶体 物理性质(重要) 金刚石 石墨 硬度大 质软 不导电 导电 导热 导热 二者不溶于任 何溶剂且熔点 均很高 半导体 无色 无味 气体 难溶于水 不溶于水 不溶于水 和CS2 溶于CS2 有毒 不溶于水 微溶于酒精 易溶于CS2 有毒 Cl2在水中溶解度为1∶2 X2均易溶于酒精、汽油、 苯、四氯化碳等有机溶剂 F2、Cl2、Br2、I2均有毒, 毒性依次减弱,I2受热易升华 化 性 与金属 Si2Mg Mg2Si N23Mg Mg3N2 与大多数金属反应 与大多数金属反应 *FeS FeS 2CuS Cu2S HgSHgS 与大多数金属反应 3Cl22Fe 2FeCl3 3Br22Fe2FeBr3 I2Fe FeI2 与H2 难 难 N23H2 2NH3 难 SH2 H2S F2H2 2HF Cl2H2 2HCl Br2H2 2HBr I2H2 2HI 与O2 CO2 CO2 2CO2 2CO SiO2 SiO2 N2O2 2NO 4P5O2 2P2O5 SO2 SO2 不与O2直接化合 与H2O CH2O COH2 2F2H2O4HFO2 Cl2H2OHClHClO 与酸 C4HNO3浓 CO2↑4NO2↑2H2O C2H2SO4浓 CO2↑2SO2↑2H2O Si4HFSiF4↑ 2H2↑ P5HNO3H3PO4 5NO2↑H2O S6HNO3浓 H2SO46NO2↑2H2O S2H2SO4浓 3SO2↑2H2O Cl2H2SS↓2HCl Cl22HBrBr22HCl Br2H2SS↓2HBr 与碱 Si2NaOHH2O Na2SiO3 2H2↑ P43KOH3H2O PH3↑3KH2PO4 3S6NaOH 2Na2SNa2SO33H2O Cl22NaOHNaCl NaClOH2O 2Cl22CaOH2 CaCl2CaClO22H2O 其它 CCO2 2CO 2CSiO2 Si2CO↑ C2CuO 2CuCO2↑ 2P3Cl2 2PCl3 2P5Cl2 2PCl5 S2KNO33C K2SN2↑3CO2↑ 3Cl22P 2PCl3 Cl22NaBr2NaClBr2 Br22KI2KBrI2 I2Na2SO3H2O Na2SO42HI I2可使淀粉变蓝 制备 木柴干馏得木炭 煤干馏得焦炭 CH4 C2H2 SiO22C Si2CO↑ 分离液态空气 工业 2NaCl熔 2Na Cl2↑ 2NaCl2H2O 2NaOHH2↑Cl2↑ 实验室 MnO24HCl浓 MnCl2Cl2↑2H2O 2KMnO416HCl浓 2KCl2MnCl25Cl2↑ 8H2O 2NaClMnO22H2SO4 Na2SO4MnSO4 Cl2↑2H2O 3.非金属气态氢化物 非金属氢化物的结构、性质和制法 CH4 SiH4 NH3 PH3 H2SH2O HX 结构 晶体类型 均为分子晶体 分子结构 正四面体形 三角锥形 折线形 直线形 键角 10928 10718 9210430 180 物理性质 色态 常温常压下,H2O为无色液体,其余为无色气体 溶解性 难溶于水 极易溶于水 (1∶700) 难溶 能溶于水 (1∶2.6) 均极易溶于水 HCl(1∶500) 毒性 无毒 毒 剧毒 HF有毒 化学性质 稳定性 稳定 极不 稳定 稳定 极不 稳定 不稳定 由HF→HI稳定性 逐渐减弱 可燃性 可燃 自燃 在纯O2中燃烧 4NH33O2 2N26H2O 自燃 2H2SO2 2S2H2O 2H2S3O2 2SO22H2O 不燃烧 水溶液的酸碱性 弱碱性 弱酸性 HF弱酸性 其它为强酸 HClHCl- HBrHBr- HIHI- 氧化还原性 常温下不易被氧化如不能使 酸性KMnO4溶液褪色 自燃时为还原性 常温不易被氧化 4NH35O2 4NO6H2O 8NH33Cl2 N28NH4Cl 自燃中表现还原性 主要表现还原性 2H2SSO23S2H2O H2SH2SO4浓S↓SO2↑2H2O H2SI2S↓2HI 由HF→HI 还原性增强 MnO24HCl浓 MnCl2 Cl2↑ 2H2O HBr、HI能被浓 H2SO4氧化 2HBrH2SO4浓 Br2SO2↑ 2H2O 2HIH2SO4 浓I2 SO2↑2H2O 其它 取代反应 CH4Cl2 CH3ClHCl CH4 C 2H2 NH3HNH4 NH3与CaCl2按8∶1络合,因此不能用CaCl2干燥NH3 H2S可与某些强酸盐反应 PbNO32H2SPbS↓ 2HNO3 CuCl2H2SCuS↓ 2HCl HgNO32H2SHgS↓ 2HNO3 2AgNO3H2SAg2S↓ 2HNO3 HF可腐蚀玻璃 4HFSiO2 SiF4↑2H2O 制备 CH3COONa NaOH CH4↑Na2CO3 Mg2Si 4HCl SiH4↑ 2MgCl2 工业 N23H2 2NH3 实验室 2NH4ClCaOH2 2NH3↑2H2O CaCl2 FeSH2SO4FeSO4 H2S↑ FeS2HClFeCl2 H2S↑ (不能用浓H2SO4和HNO3) 工业 H2Cl2 2HCl 实验室 CaF2H2SO4浓 CaSO42HF↑ 在铅皿中进行 NaClH2SO4浓 NaHSO4HCl↑ NaHSO4NaCl Na2SO4HCl↑ NaBrH3PO4浓 NaH2PO4HBr↑ 制HBr、HI用 它们的盐分别 与H3PO4反应, 不能用浓H2SO4 4.非金属氧化物 非金属氧化物的性质和制法 CO CO2 SiO2 NO NO2 P2O5 SO2 SO3 类别 不成盐 氧化物 碳酸酐 硅酸酐 不成盐 氧化物 特殊氧化物 偏磷酸及 磷酸酸酐 亚硫酸酐 硫酸酐 晶体 类型 分子晶体 原子晶体 分子晶体 物理性质 色态味 无色无味气体 无色晶体 无色气体 红棕色、 刺激性 气味气体 白色固体 无色刺激性 气味气体 无色晶体 溶解性 难溶于水 能溶于水 1∶1 难溶于水 难溶于水 易溶于水 并与水反应 易溶于水 并与水反应 易溶于水 (1∶40) 并与水反应 易溶于水 并与水反应 熔沸点 低 高 低 毒性 有毒 无毒 无毒 有毒 有毒 无毒 有毒 无毒 化学性质 与水 COH2O CO2H2 (氧化还原反应) 3NO2H2O2HNO3NO 4NO3O22H2O4HNO3 4NO2O22H2O4HNO3 P2O5H2O冷2HPO3 P2O53H2O热2H3PO4 SO3H2O H2SO4 与碱性氧化物 CO2Na2O Na2CO3 SiO2CaO CaSiO3 P2O53CaO Ca3PO42 SO2CaO CaSO3 SO3Na2O Na2SO4 与碱 CO2CaOH2 CaCO3↓H2O 2CO2CaOH2 CaHCO32 SiO22NaOH Na2SiO3H2O 2NO22NaOH NaNO3NaNO2H2O NONO22NaOH NaNO3H2O (氧化还原反应) P2O56NaOH 2Na3PO43H2O SO22NaOH Na2SO3H2O SO2NaOH NaHSO3 SO32NaOH Na2SO4H2O 氧化性 CO2C 2CO CO22Mg MgOC SiO22C Si2CO↑ 6NO4NH3 5N26H2O 2NO2CO N22CO2 NO2SO2 NOSO3 SO22H2S 3S2H2O 强氧化性 还原性 COCuO CuCO2 2COO2 2CO2 2NOO22NO2 NO2能使酸性 KMnO4溶液褪色 2SO2O2 2SO3 SO2NO2 NOSO3 其它 CO2H2OCaCO3 CaHCO32 SiO24HF SiF4↑2H2O SiO2CaCO3 CaSiO3CO2↑ 具有漂白性, 能使品红褪色 制法 工业 CH2O COH2 CO2C 2CO 实验室 CaCO32HCl CaCl2CO2↑H2O 工业 4NH35O2 4NO6H2O 实验室 3Cu8HNO3 3CuNO32 2NO↑ 4H2O 实验室 Cu4HNO3浓CuNO32 2NO2↑2H2O 4P5O2 2P2O5 工业 4FeS211O2 2Fe2O38SO2 实验室 Na2SO3H2SO4 浓 Na2SO4SO2↑ H2O 工业 2SO2O2 2SO3 5.非金属含氧酸的主要性质和制备 (1)常见含氧酸的性质与制备 物质 项目 H2CO3 H4SiO4 H2SiO3 HNO3 H3PO4 H2SO4 H2SO3 HClO4 HClO 物理性质 挥发性酸 无色胶状固体 白色粉末 微溶于水 无色、有刺激性气味(挥发性)液体,易溶于水 无色晶体, 难挥发, 易溶于水 无色、粘稠、油状液体,不易挥发,易溶于水 挥发性酸 化学性质 通性 均具有酸的通性(与碱反应时,几元酸就可生成几种盐) 稳定性 不稳定 H2CO3CO2↑H2O 不稳定 较不稳定 4HNO3 4NO2↑O2↑ 2H2O 稳定 稳定 不稳定 H2SO3 SO2↑H2O 不稳定 2HClO 2HClO2↑ 酸性 弱酸 极弱酸 强酸 中强酸 强酸 中强酸 含氧酸中最强的酸 弱酸 氧化性 浓、稀HNO3均具有强氧化性 冷、浓HNO3可使Fe、Al钝化 浓H2SO4具有强氧化性,冷、浓H2SO4可使Fe、Al钝化 氧化性酸 强氧化性 其它 王水 VHNO3∶VHCl1∶3 可氧化Pt、Au 易潮解 浓硫酸有脱水性、吸水性 漂白性 还原性 漂白性 制备 现用现制 CaCO32HClCaCl2CO2↑H2O Na2SiO3 2HCl2NaCl H2SiO3↓ 工业 4NH35O2 4NO 6H2O 2NOO22NO2 3NO2H2O 2HNO3NO 实验室 NaNO3固 H2SO4浓 NaHSO4HNO3↑ 工业 Ca3PO42 3H2SO4 3CaSO4 2H3PO4 工业 4FeS211O2 2Fe2O38SO2 2SO2O2 2SO3 SO3H2OH2SO4 Na2SO3H2SO4 Na2SO4 SO2↑H2O (2)酸性强弱规律 ①对于同种非金属形成的不同含氧酸,其非金属的价态越高,酸性越强。如HClO4HClO3HClO2HClO,H2SO4H2SO3,HNO3HNO2。 ②证明酸性强弱顺序,可用“强酸制弱酸”的规律。如 Na2SiO3CO22H2ONa2CO3H4SiO4↓(水玻璃敝口放置变浑浊) CaClO2CO2H2OCaCO3↓2HClO(漂白粉遇CO2产生HClO) ③常见酸的酸性强弱顺序 6.盐的主要性质 ⑴溶解性 硝酸盐、碳酸氢盐、磷酸二氢盐、次氯酸盐均易溶于水。 氯化物除氯化银、氯化亚汞(AgCl、Hg2Cl2)难溶于水、氯化铅(PbCl2)微溶于水外,其它的氯化物均溶于水。 硫酸盐中除硫酸钡、硫酸铅难溶于水、硫酸银、硫酸钙微溶于水外,其它硫酸盐均溶于水 其它的酸根盐,只溶钾、钠、铵。 (一般酸式盐的溶解度大于正盐溶解度,而碳酸氢钠溶解度小于碳酸钠) ⑵稳定性 碳酸氢盐、硝酸盐均不稳定,受使热易分解,例2NaHCO3 Na2CO3CO2↑H2O,2KNO32KNO2O2↑、2CuNO32 2CuO4NO2↑O2↑、2AgNO3 2Ag2NO2↑O2↑。 ⅠA族碳酸盐稳定,其它碳酸盐在较高温度下能分解,例MgCO3MgOCO2↑,CaCO3 CaOCO2↑。 ⑶与酸、碱反应 ①与酸反应遵循盐与酸反应的规律,即强酸与弱酸盐反应,不挥发性酸制挥发性酸反应, 例FeS2HClFeCl2H2S↑,2NaCl固H2SO4浓 Na2SO42HCl↑。 注意特殊性由于PbS、CuS、HgS、Ag2S既不溶于水,也不溶于生成的强酸中,所以氢硫酸可与Pb2、Cu2、Hg2、Ag的盐反应,例CuSO4H2SCuS↓H2SO4。 ②与碱反应 酸式盐与碱反应是中和反应的继续。例NaHCO3NaOHNa2CO3H2O (弱酸的酸式盐既与酸反应,又与碱反应,例NaHCO3HClNaClCO2↑H2O) ⑷氧化性、还原性 ①氧化性硝酸盐在一定条件下具有氧化性,例S2KNO33CK2SN2↑3CO2↑ ②还原性亚硫酸盐、硫化物、溴化物、碘化物均具有还原性,例2CaSO3O22CaSO4, 2Na2SNa2SO33H2SO43Na2SO43S↓3H2O、2NaBr3H2SO4浓2NaHSO4Br2SO2↑2H2O, 2KICl22KClI2。
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