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非金屬及其化合物(一)

一、硅元素：無機非金屬材料中的主角，在地殼中含量26.3%，次于氧。是一種親氧元素，以熔點很高的氧化物及硅酸鹽形式存在于巖石、沙子和土壤中，占地殼質(zhì)量90%以上。位于第3周期，第ⅣA族碳的下方。

二、二氧化硅(SiO2)

天然存在的二氧化硅稱為硅石，包括結(jié)晶形和無定形。石英是常見的結(jié)晶形二氧化硅，其中無色透明的就是水晶，具有彩色環(huán)帶狀或?qū)訝畹氖乾旇?。二氧化硅晶體為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，基本單元是[SiO4]，因此有良好的物理和化學性質(zhì)被廣泛應(yīng)用。(瑪瑙飾物，石英坩堝，光導纖維)

物理：熔點高、硬度大、不溶于水、潔凈的SiO2無色透光性好

化學：化學穩(wěn)定性好、除HF外一般不與其他酸反應(yīng)，可以與強堿(NaOH)反應(yīng)，是酸性氧化物，在一定的條件下能與堿性氧化物反應(yīng)

SiO2+4HF == SiF4 ↑+2H2O

SiO2+CaO ===(高溫) CaSiO3

SiO2+2NaOH == Na2SiO3+H2O

不能用玻璃瓶裝HF，裝堿性溶液的試劑瓶應(yīng)用木塞或膠塞。

三、硅酸(H2SiO3)

酸性很弱(弱于碳酸)溶解度很小，由于SiO2不溶于水，硅酸應(yīng)用可溶性硅酸鹽和其他酸性比硅酸強的酸反應(yīng)制得。

Na2SiO3+2HCl == H2SiO3↓+2NaCl

硅膠多孔疏松，可作干燥劑，催化劑的載體。

四、硅酸鹽

硅酸鹽是由硅、氧、金屬元素組成的化合物的總稱，分布廣，結(jié)構(gòu)復雜化學性質(zhì)穩(wěn)定。一般不溶于水。(Na2SiO3 、K2SiO3除外)最典型的代表是硅酸鈉Na2SiO3 ：可溶，其水溶液稱作水玻璃和泡花堿，可作肥皂填料、木材防火劑和黏膠劑。 常用硅酸鹽產(chǎn)品：玻璃、陶瓷、水泥

五、硅單質(zhì)

與碳相似，有晶體和無定形兩種。晶體硅結(jié)構(gòu)類似于金剛石，有金屬光澤的灰黑色固體，熔點高(1410℃)，硬度大，較脆，常溫下化學性質(zhì)不活潑。是良好的半導體，應(yīng)用：半導體晶體管及芯片、光電池。[page]

六、氯元素：位于第三周期第ⅦA族，原子結(jié)構(gòu)： 容易得到一個電子形成氯離子Cl-,為典型的非金屬元素，在自然界中以化合態(tài)存在。

七、氯氣

物理性質(zhì)：黃綠色氣體，有刺激性氣味、可溶于水、加壓和降溫條件下可變?yōu)橐簯B(tài)(液氯)和固態(tài)。

制法:MnO2+4HCl (濃)= MnCl2+2H2O+Cl2

聞法:用手在瓶口輕輕扇動,使少量氯氣進入鼻孔。

化學性質(zhì)：很活潑，有毒，有氧化性， 能與大多數(shù)金屬化合生成金屬氯化物(鹽)。也能與非金屬反應(yīng)：

2Na+Cl2 ===(點燃) 2NaCl 2Fe+3Cl2===(點燃) 2FeCl3 Cu+Cl2===(點燃) CuCl2

Cl2+H2 ===(點燃) 2HCl 現(xiàn)象：發(fā)出蒼白色火焰，生成大量白霧。

燃燒不一定有氧氣參加，物質(zhì)并不是只有在氧氣中才可以燃燒。燃燒的本質(zhì)是劇烈的氧化還原反應(yīng)，所有發(fā)光放熱的劇烈化學反應(yīng)都稱為燃燒。

Cl2的用途：

①自來水殺菌消毒Cl2+H2O == HCl+HClO 2HClO ===(光照) 2HCl+O2 ↑

1體積的水溶解2體積的氯氣形成的溶液為氯水，為淺黃綠色。其中次氯酸HClO有強氧化性和漂泊性，起主要的消毒漂白作用。次氯酸有弱酸性，不穩(wěn)定，光照或加熱分解，因此久置氯水會失效。

②制漂白液、漂白粉和漂粉精

制漂白液 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O ，其有效成分NaClO比HClO穩(wěn)定多,可長期存放制漂白粉(有效氯35%)和漂粉精(充分反應(yīng)有效氯70%) 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O

③與有機物反應(yīng)，是重要的化學工業(yè)物質(zhì)。

④用于提純Si、Ge、Ti等半導體和鈦

⑤有機化工：合成塑料、橡膠、人造纖維、農(nóng)藥、染料和藥品

 
 

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