一、硅元素: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)
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)
物理:熔点高、硬度大、不溶于水、洁净的SiO2无色透光性好
化学: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,是酸性氧化物,在一定的条件下能与碱性氧化物反应
SiO2+4HF == SiF4 ↑+2H2O
SiO2+CaO ===(高温) CaSiO3
SiO2+2NaOH == Na2SiO3+H2O
不能用玻璃瓶装HF,装碱性溶液的试剂瓶应用木塞或胶塞。
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↓+2NaCl
硅胶多孔疏松,可作干燥剂,催化剂的载体。
四、硅酸盐
硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称,分布广,结构复杂化学性质稳定。一般不溶于水。(Na2SiO3 、K2SiO3除外)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。 常用硅酸盐产品:玻璃、陶瓷、水泥
五、硅单质
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,应用:半导体晶体管及芯片、光电池、
六、氯气
物理性质:黄绿色气体,有刺激性气味、可溶于水、加压和降温条件下可变为液态(液氯)和固态。
制法:MnO2+4HCl (浓) MnCl2+2H2O+Cl2
闻法:用手在瓶口轻轻扇动,使少量氯气进入鼻孔。
化学性质:很活泼,有毒,有氧化性, 能与大多数金属化合生成金属氯化物(盐)。也能与非金属反应:
2Na+Cl2 ===(点燃) 2NaCl 2Fe+3Cl2===(点燃) 2FeCl3 Cu+Cl2===(点燃) CuCl2
Cl2+H2 ===(点燃) 2HCl 现象:发出苍白色火焰,生成大量白雾。
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。
Cl2的用途:
①自来水杀菌消毒Cl2+H2O == HCl+HClO 2HClO ===(光照) 2HCl+O2 ↑
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,不稳定,光照或加热分解,因此久置氯水会失效。
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稳定多,可长期存放制漂白粉(有效氯35%)和漂粉精(充分反应有效氯70%) 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
③与有机物反应,是重要的化学工业物质。
④用于提纯Si、Ge、Ti等半导体和钛
⑤有机化工:合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品
一、概念判断:
1、氧化还原反应的实质:有电子的转移(得失)
2、氧化还原反应的特征:有化合价的.升降(判断是否氧化还原反应)
3、氧化剂具有氧化性(得电子的能力),在氧化还原反应中得电子,发生还原反应,被还原,生成还原产物。
4、还原剂具有还原性(失电子的能力),在氧化还原反应中失电子,发生氧化反应,被氧化,生成氧化产物。
5、氧化剂的氧化性强弱与得电子的难易有关,与得电子的多少无关。
6、还原剂的还原性强弱与失电子的难易有关,与失电子的多少无关。
7、元素由化合态变游离态,可能被氧化(由阳离子变单质),也可能被还原(由阴离子变单质)。
8、元素价态有氧化性,但不一定有强氧化性;元素态有还原性,但不一定有强还原性;阳离子不一定只有氧化性(不一定是价态,,如:Fe2+),阴离子不一定只有还原性(不一定是态,如:SO32-)。
9、常见的氧化剂和还原剂:
10、氧化还原反应与四大反应类型的关系:
【同步练习题】
1.Cl2是纺织工业常用的漂白剂,Na2S2O3可作为漂白布匹后的“脱氯剂”。S2O32-和Cl2反应的产物之一为SO42-。下列说法不正确的是()
A.该反应中还原剂是S2O32-
B.H2O参与该反应,且作氧化剂
C.根据该反应可判断氧化性:Cl2>SO42-
D.上述反应中,每生成lmolSO42-,可脱去2molCl2
答案:B
点拨:该反应方程式为:S2O32-+4Cl2+5H2O===2SO42-+8Cl-+10H+,该反应中氧化剂是Cl2,还原剂是S2O32-,H2O参与反应,但既不是氧化剂也不是还原剂,故选B。
2.(2011?河南开封高三一模)分析如下残缺的反应:
RO3-+________+6H+===3R2↑+3H2O。下列叙述正确的是()
A.R一定是周期表中的第ⅤA族元素
B.R的原子半径在同周期元素原子中最小
C.上式中缺项所填物质在反应中作氧化剂
D.RO3-中的R元素在所有的反应中只能被还原
答案:B
点拨:RO3-中R为+5价,周期表中ⅤA、ⅦA元素均可形成RO3-离子,A错误;据元素守恒,反应中只有R、H、O三种元素,则缺项一定为R-,且配平方程式为RO3-+5R-+6H+===3R2↑+3H2O,据此可得R为ⅦA元素,B正确;R-中R处于态,只能作还原剂,C错误;RO3-中R元素处于中间价态,在反应中既可被氧化又可被还原,D项错。
3.已知KH和H2O反应生成H2和KOH,反应中1molKH()
A.失去1mol电子B.得到1mol电子
C.失去2mol电子D.没有电子得失
答案:A
点拨:KH中H为-1价,KH+H2O===KOH+H2↑
置换反应一定是氧化还原反应;复分解反应一定不是氧化还原反应;化合反应和分解反应中有一部分是氧化还原反应。
例、在H+、Fe2+、Fe3+、S2-、S中,只有氧化性的是________________,只有还原性的是________________,既有氧化性又有还原性的是___________。
二、氧化还原反应的表示:(用双、单线桥表示氧化还原反应的电子转移情况)
1、双线桥:“谁”变“谁”(还原剂变成氧化产物,氧化剂变成还原产物)
例:
2、单线桥:“谁”给“谁”(还原剂将电子转移给氧化剂)
例:
三、氧化还原反应的分析
1、氧化还原反应的类型:
(1)置换反应(一定是氧化还原反应)
2CuO+C=2Cu+CO2SiO2+2C=Si+2CO
2Mg+CO2=2MgO+C2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑2Al+6H+=2Al3++3H2↑
2Br-+Cl2=Br2+2Cl–Fe+Cu2+=Fe2++Cu
(2)化合反应(一部分是氧化还原反应)
2CO+O2=2CO23Mg+N2=Mg3N2
2SO2+O2=2SO32FeCl2+Cl2=2FeCl3
(3)分解反应(一部分是氧化还原反应)
4HNO3(浓)=4NO2↑+O2↑+2H2O2HClO=2HCl+O2↑
2KClO3=2KCl+3O2↑
(4)部分氧化还原反应:
MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2↑+2H2O
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O
(5)自身氧化还原反应:(歧化反应)
Cl2+H2O=HCl+HClO3S+6OH-=2S2-+SO32-+3H2O
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
(6)同种元素不同价态之间的氧化还原反应(归中反应)
2H2S+SO2=3S+3H2O
5Cl–+ClO3-+6H+=3Cl2↑+3H2O
(7)氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物不止一种的氧化还原反应:
2KNO3+S+3C=K2S+N2↑+3CO2↑
2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2↑
2、氧化还原反应分析:
(1)找四物:氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物
(2)分析四物中亮的关系:特别是歧化反应、归中反应、部分氧化还原反应
(3)电子转移的量与反应物或产物的关系
例:根据反应:8NH3+3Cl2==6NH4Cl+N2,回答下列问题:
(1)氧化剂是_______,还原剂是______,氧化剂与还原剂的物质的量比是____________;
(2)当有68gNH3参加反应时,被氧化物质的质量是____________g,生成的还原产物的物质的量是____________mol。