第九章非金属元素及其化合物

第九章非金属元素及其化合物 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 第九章非金屬仌素及其化合物 壹、氫及其化合物 一、氫的製備,實驗室製法 1.金屬與水反應 (1)?,及II,之Ca、Sr、Ba可 與冷水反應,產生氫氣。 2Na + 2HO ? 2NaOH + H (s)2(l)(aq)2(g) (2)鎂可與熱水反應產生氫氣。 Mg+ 2HO ? Mg(OH) + H (s)22(S)2(g) (3)鐵與高溫的水蒸氣作用,產生氫氣。 3Fe + 4HO ? FeO+ 4H (s)2(g)34(s)2(g) 2.金屬與酸反應 Zn + 2HCl ? H + ZnCl (s)(aq)2(g)2(aq) 3.兩性金屬與強鹼反應 2Al + 2NaOH + 6HO ? 2NaAl(OH) + 3H 242 二、氫的製備,工業製法 1.電解水法,須加NaOH或HSO當電解質,幫助導電。 24 (1)反應,2HO ? 2H + O?H=571.6KJ (負極)(正極) 2(l)2(g)2(g) (2)每電解1莫耳水須提供電能285.8KJ,相當耗費電能。 35 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 2.水煤氣法 (1)將水蒸氣通過灼熱(1000?)的煤焦,產生水煤氣。 CO + H + HCO ? (s)2(g)(g)2(g) (2)藉催化劑(FeO、CrO)使水煤氣再與水蒸氣反應,其中CO會氧化成2323 CO。 2 CO + H +HO + 2HCO ? (g)2(g)2(g)2(g)2(g) 3.將混合物加壓通過水,CO會溶於水中,因而得到氫。 2 4.甲烷與水蒸氣用鎳催化分解法 CH + HO + 3H CO ? 4(g)2(g)(g)2(g) 三、氫的化學性質 1.具有可燃性,但不助燃。 2.與空氣混合,遇火焰會發生爆炸燃燒的危險。 3.高溫或燃燒時,可與鹼金屬、鹼土金屬等活潑金屬反應,生成金屬氫化物。 例,2Na + H? 2NaH Ca + H ? CaH 2 (s)224.金屬氫化物可與水反應,生成氫。 例,CaHO + 2H? Ca(OH)+ H 2(s)2(l)2(aq)2(g) 5.氫在高溫時,可用做還原劑,可還原活性小的金屬氧化物成為金屬。 例,CuO + H? Cu + HO (s)2(g)(s)2(l) 36 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 四、氫的物理性質及用途 1.氫的物理性質, (1)氫是無色、無味、難溶於水,最輕的物質。 (2)氣體中最難液化者為氦,其次為氫。 2.氫的用途, (1)氫氧焰,火焰溫度約2800?,可熔接金屬。 (2)做還原劑,H+ CuO ? Cu + HO 22 (3)燃料,氫在燃燒之後,產生無污染的水,為最乾淨燃料。 (4)合成氨的原料,3H+ N ? NH 223 隨堂練習 1. STP下,44.8升的水煤氣藉催化劑再和高熱的水蒸氣作用,然後將混合氣體 壓入水中使CO溶於水,最後可得氫氣在常溫常壓下體積為若干升, 2 2. 用化學方程式 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 出下列各項化學反應, (1)用鈉溶解在水中製備氫 (2)用鋁溶 解在強鹼溶液中製備氫 (3)用鎂溶解在鹽酸中製備氫 (4)鐵加高溫水蒸氣製 37 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 備氫 (5)用Zn加稀硫酸製備氫。 單元練習 A.基本題 一、單選題 1. 以何者為燃料產生能量,可以減少污染, (A)H (B)CO (C)C (D)石油。 2(s) 2. 何種氣體可代替H填入氣球中,以免爆炸燃燒, (A)N (B)He (C)Ne (D)Ar。 22 3. 氫的製取,何者正確, (A)實驗室最常用電解水以製取氫氣 (B)大量生產氫氣 最常用甲烷或丙烷與水蒸氣混合,在高溫下通過鎳催化劑,再將氫從一氧化 碳和氫的混合物中分離 (C)水煤氣是氫和二氧化碳的混合物,利用擴散法可 將氫氣分離,因為兩者分子量相差很大,易於分離 (D)電解濃食鹽水,陽極 可製得氫氣。 (,,基隆女中月考) ，2，4. 何種金屬不能進行M，2H,M，H反應 (A)Zn (B)Ni (C)Cu (D)Fe。 2 (,,新化高中月考) 38 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 5. 下列何種金屬不能與鹽酸反應產生H氣體, (A)Mg (B)Fe (C)Cu (D)Zn。 2 二、多重選擇題 1. 下列金屬與鹽酸反應可以產生H氣體者, (A)Sn (B)Ag (C)Ni (D)Cu。 2 (,,中山高中月考) 2. 下列哪些反應,可以產生氫氣, (A)NaH，HO (B)Ca，HO (C)NaO(s)2(s)22(s) ，HO (D)Zn，HNO,稀, (E)Cu，HSO,濃,。 2(s)3(s)24 (,,內湖高中月考) 3. 下列有關氫的敘述,何者正確, (A)氫是低污染的燃料 (B)氫的氧化數可為， 1、0或,1 (C)地球上,氫多以元素的形態存在 (D)氫氣的密度約為空氣的十 四分之一 (E)工業上多以電解水來製備氫,是因其用電經濟又方便。 (,,師大附中月考) B、進階題 一、單選題 1. 欲製得氫在標準狀況(S.T.P)時112升,需電解水若干克, (A)70克 (B)80 克 (C)90克 (D)100克 (E)60克。 3，2. 某金屬a克,完全溶於鹽酸中,產生b莫耳的氫氣及M離子。下列何者為 39 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 3a2a2b3b此金屬之原子量, (A) (B) (C) (D)。 2b3ba,ba,b O , CO，H中欲製氫2公噸,需用純度60%的煤碳若3. 由反應C，H(s)2(g)(g)2(g) 干公噸, (A)12公頓 (B)16公噸 (C)18公噸 (D)20公噸 (E)14公噸。 4. 甲、乙兩燒杯各裝有1M之HCl及1M之NaOH溶液,現將鋁粉分別加入甲、 乙兩燒杯中,則所產生之氣體為, (A)甲,H,乙,H (B)甲,O,乙,H (C)2222 甲,H,乙,O (D)甲,O,乙,O。 2222 (,,師大附中月考) 5. 鈉46克和水反應,在STP時可以製得氫氣若干升, (A)11.2升 (B)22.4升 (C)33.6升 (D)44.8升 (E)56.0升。(Na,23) 二、多重選擇題 1. 下列哪些反應,可以產生氫氣, (A)NaH，HO (B)Na，HO (C)NaO，(s)2(s)22 HO (D)Zn，HSO,稀, (E)Al，NaOH,濃,。 2(s)24(s)(aq) 2. 下列哪些反應可以產生氫氣, (A)鉀投入水中 (B)鋁在熱濃的氫氧化鈉溶液 中 (C)銅遇濃硫酸 (D)高溫的水蒸氣通過灼熱的煤焦 (E)電解食鹽水。 (,,武陵高中月考) 40 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 3. 關於水煤氣的下列敘述中,何者正確, (A)是水蒸氣和煤氣的混合氣體 (B) 可以於燒紅的鐵上噴上水蒸氣製備 (C)是一氧化碳和氫1,1莫耳比混合物 (D)完全燃燒後生成二氧化碳和水 (E)是國內常見鋼瓶裝家庭燃料。 參考答案 基本題 A B B C C AC AB ABD 進階題 C A D A B ABDE ABDE CD 贰、液態空氣 一、液態空氣 41 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 1.液化 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ,利用低溫、高壓的方法,即可將空氣液化成液態,液態空氣一般儲存於“杜而瓶” 。 2.杜而瓶,為雙層玻璃,中間抽成真空,以避免熱的傳導和對流,兩壁內層鍍銀以防輻射。 3.性質, (1)外觀像水,呈淡藍色,密度比水小。 (2)為混合物,沒固定沸點,主要成分為氮及氧。 4.用途, (1)可分餾出氮(Bp –195.8?)、氧(Bp -182.96?),是 工業上氮及氧的主要來源。 (2)可分餾出溶於液態空氣中的氦、氖等惰性氣體。 (3)可做為冷劑。 二、惰性氣體(鈍氣)性 21.該族位於週期表的?A(18)族,最外層電子組態除氦為1s外,其餘均為 26nsnp。 2.皆為單原子分子,化學性質不活潑,稱為"鈍氣"或"惰性氣體"。 3.熔點、沸點及密度皆隨原子序增加而增大。 4.目前已有氪及氙的化合物被成功合成。 42 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 元素原子量 沸點(?) 熔點(?) STP 下密度(g/L) He 4.003 -268.9-272.2 0.178 Ne 20.18 -245.9 -248.7 0.900 Ar 39.95 -185.7 -189.2 1.78 Kr83.80 -152.9 -156.6 3.70 Xe 131.3 -107.1-112 5.85 Rn 222.0 -61.8 -111 9.73 三、氦(He) 1.製法 (1)空氣中含量少,油井天然氣中含2%氦,為工業上氦氣主要來源。 (2)將天然氣壓縮冷冷卻而液化,因氦最難液化而予以分離。 2.性質與用途 (1)無色、無味、無臭,STP下 D=0.18g/L。 (2)性質安定,不可燃,用於填充飛船、升空氣球。 (3)B、M為己知元素中最低者。 pp (4)由於氦不溶於血液,潛水夫若呼吸用氦稀釋之氧氣,不會因在深水處, 壓力高而使太多氧溶於血液,導致浮出水面後,形成氣泡,造成潛水夫病。 四、氖(Ne)及氬(Ar) 43 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 1.氖(Ne) (1)製法,可由液態空氣分餾而得。 (2)氖的性質及用途, (a)氖在真空放電管中,可發生紅色光,用以製造廣告牌的霓虹燈。 (b)氖的紅色光折射率甚小,能透過濃霧,用做飛機著陸及輪船進港領航之 用。 2.氬(Ar) (1)佔空氣體積0.93%,為空氣中含量最多之惰性氣體。 (2)活性小,可灌充燈泡,保護鎢絲。 五、氪(Kr)、氙(Xe)、氡(Rn) 1.氪、氙的沸點比氦、氖、氬及氮、氧高,在液態空氣分餾時,最後殘留。 2.氪、氙在真空放電管中,可發出藍色的光輝。 3.1962年,加拿大的巴勒特首先發現氙的黃色固體化合物(XePtF),第一個合6 成之惰性氣體化合物為XeF,此後,數百個氪和氙的化合物相繼被合成。 4 Xe + 2F ? XeF 24 4.氦、氖、氬目前仍無化合物被合成。 5.氡為放射性氣體,自然界幾乎不存在。 隨堂練習 44 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 1. 請用合適的化學式來回答下列有關惰性氣體問題, (1)__________具有紅色光且其折射率甚低,能通過濃霧,常作為飛機著陸及 輪船進港領航之用。 (2)__________的密度很小,為僅次於氫氣的最輕氣體, 因此氣體不易燃,可用於裝填飛船或氣球。 (3)分餾液態空氣時,最先氣化逸 出的氣體是,__________。 (4)電燈泡中,能防止鎢絲蒸發,且其傳熱較氮小, 而使燈光更增強的元素為__________。 2. 惰性氣體均具有極為安定的電子組態,氦的電子組態為__________,而其他 元素最外殼層的電子組態則為__________。 單元練習 A.基本題 一、單選題 1. 有關液態空氣的敘述,哪些不正確, (A)應存在於杜耳瓶 (B)外觀像水,為淡 藍色,比重,1 (C)沸點固定 (D)置入液態汞,汞會變得似鐵一樣硬。 (,,景美女高月考) 2. 生產液氦的成本遠比液氮為高,可能原因有, (1)氦的沸點比氮低很多 (2)自 45 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 然界中氦的含量極低 (3)氦的化學活性比氮低。下列何者正確, (A)正確原因 是(1)與(2) (B)正確原因是(1)與(3) (C)正確原因是(2)與(3) (D)正確原因是 (1)(2)與(3)。 (,,景美女高月考) 3. 有關鈍氣的敘述,何者正確, (A)最外層的電子數為8個 (B)化性不活潑,絕 對無法與其他元素化合 (C)各種鈍氣元素在自然界中均以無色單原子氣體存 在 (D)沸點的高低顯示與其分子量的大小無關。 (,,基隆女中月考) 4. 下列有關稀有氣體用途的敘述何者錯誤, (A)高溫下氪可用來防止金屬被氧 化 (B)以氦取代空氣中的氮,適於在高壓下工作者呼吸 (C)機場的領航燈內常 充入氖氣,乃因其紅色光的折射率低 (D)氫為放射性元素,可用於癌症之治 療。 (,,武陵高中月考) 5. 最難液化的氣體是 (A)H (B)N (C)O (D)He。 222 6. 液態空氣如果徐徐蒸發,則下列何者先逸出, (A)N (B)O (C)Ar (D)CO (E)222 同時逸出。 二、多重選擇題 1. 下列關於鈍氣的敘述,何者錯誤, (A)鈍氣的化學性質極不活潑,無法與其 他元素化合 (B)各種鈍氣元素在自然界中,均以無色單原子氣體存在 (C)最外 46 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 26層的電子組態均為nsnp (D)氖氣可產生紅光,可做領航之用 (E)用氬稀釋氧 氣,可防止潛水病。 (,,內湖高中月考) 2. 有關於惰性氣體之敘述,何者正確, (A)飛船及氣球填裝的氣體是氦 (B)用氬 稀釋氧氣,可防止潛水病 (C)第一個與其中元素產生化合物的是氪 (D)紅色 霓虹燈填裝的氣體是氖 (E)鎢絲燈常填充氬氣,以延長燈泡壽命。 (,,師大附中月考) 3. 液態空氣含有下列哪些特性, (A)密度比水小,顏色呈淡藍色 (B)氧分子之含 量較氣態時所含者為多 (C)可直接供給病人氧氣之用 (D)將冰塊加入液態空 氣中可見液態空氣沸騰 (E)將樹葉、橡皮圈放入液態空氣中則會變得硬而脆。 B、進階題 一、單選題 1. 以下有關氣體的敘述,何者錯誤, (A)氦是最難液化的氣體 (B)潛水夫所用的 氧氣筒內的氣體與空氣的成分一樣 (C)電燈泡中含有氬氣以保護鎢絲 (D)氖 氣在真空放電管中發光,可用於製造霓虹燈。 2. 有關惰性氣體的敘述何者正確, (A)氬之原子序為10 (B)均為雙原子分子 (C) 在自然界中,以氬的含量最高 (D)在週期表中,化學家將其列為IA族。 3. 最早被科學家合成化合物的惰性氣體是 (A)He (B)Ne (C)Ar (D)Kr (E)Xe。 4. 最早被發現的惰性氣體化合物是 (A)XePtF (B)XeF (C)XeF (D)XeO。 6242 47 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 5. 下列關於鈍氣的敘述,何者正確, (A)鈍氣的化學性質極不活潑,無法與其 他元素生成化合物 (B)各種鈍氣元素在自然界中,均以無色單原子氣體存在 26(C)最外層的電子組態均為nsnp (D)沸點、熔點均隨原子序的增加而降低。 (,,武陵高中月考) 二、多重選擇題 1. 下列關於鈍氣與液態空氣之敘述,下列何者正確, (A)液態空氣之外觀為淡 藍色液體,則需存於杜耳瓶中,工業上用作冷劑 (B)液態空氣之密度比水大 (C)徐徐蒸發液態空氣時,氧先蒸發出來 (D)潛水用之氧氣筒為氦與氧之混合 氣體 (E)鈍氣元素在自然界中,均以無色單原子分子存在。 2. 下列關於惰性氣體的敘述,哪些正確, (A)分子間的引力十分微弱,故熔點、 沸點低,不易液化 (B)沸點、熔點、密度、原子半徑均隨原子序增加而增加 (C) 游離能均很大,其值隨原子序之增加而增加 (D)第一個製成的惰性氣體化合 物是XePtF (E)最具特性的惰性氣體化合物是氟化氙,如XeF,XeF,XeF6246 等,每一種均可用Xe與F直接反應生成。 2 參考答案 48 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 基本題 C A A A D A ACE ADE BDE 進階題 B C E A B ADE ABDE 叁、鹵素及其化合物 一、鹵素的通性 1.顏色狀態,F:淡黃色氣體,Cl:黃綠色氣體,Br:暗紅色氣體,I:紫黑色固2222 體,At:放射性元素。 2.來源,F存在於氟石(CaF)或冰晶石(NaAlF)礦石中,氯、溴、碘存在於海236 水苦滷中。 3.隨原子序遞增的性質,熔點、沸點、熔化熱、汽化熱、凡得瓦力,原子半徑。 4.隨原子序遞減的性質,活性、毒性、游離能、電負度、氧化力、解離能。 5.X(鍵能) ,Cl> Br> F > I2 2 2 22 6.氧化力,F > Cl > Br> I 2222 ---- 7.還原力,F< Cl< Br HI > HBr > HCl 二、鹵素的反應 49 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 1.與水反應, (1)2FO ?4HF + O+ 2H 222 (2)Cl+ HO? HCl + HClO 22 (3)BrO ? HBr + HBrO + H 22 2.鹵素之間相互取代反應, -- --Cl+ 2Br? 2Cl+ Br ? Br? 2Br + I+ 2I 2 2223.鹼液可分解鹵素, ------ (1) Cl] + 2OH? Cl+ OCl + HO [ 3ClO ?ClO + 2Cl223 --- (2) Br? Br+ OBr+ 2OH+ HO 22 --- (3) 3I+ 6OH ? 5I+ IO+ 3HO 232 4.氫鹵酸的酸性強弱,HI >HBr >HCl >HF 三、鹵素的檢驗 - 1.加入AgNO可檢驗鹵離子X 3 -+ (1)F+ Ag? 不沈澱 -+ (2)Cl+ Ag?AgCl(白色,可溶於氨水) -+ (3)Br + Ag?AgBr(淡黃色) - + (4)I+ Ag? AgI(黃色) 2.鹵化銀遇到陽光會變黑。照相軟片上塗有溴化銀,軟片遇光時,銀離子會沉 50 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 積在軟片上,未感光的溴化銀可用定影液(NaSO)溶解。 223 -2-3-AgBr + S:O) + Br ? Ag(S (s)23(aq)232(aq)(aq) 四、鹵素各元素探討 1.氟 (F) 2 (1)製造, F是最強的氧化劑,無法用置換法(氧化)製造。只能經由電解KF 熔鹽中的氟化氫(HF)而得。 2HF(KF熔鹽) ? H(陰) + F(陽) 22 +-※HF溶於熔融的KF中形成K與 HF離子。 2 (2)性質及用途, (a)HF分子間有氫鍵,故為弱酸。酸性, HFSi-O ) + 2H 242 (d)曾用於氟利昂(CFCl或CFCl)作為冷媒,CFCl會破壞臭氧層,現22322 改用CHFCF氫氟碳化物。 23 (e)特氟綸(CF)的聚合物,抗熱抗蝕容器。 24 (f)六氟化鈾(UF)可分離鈾的同位素。 6 (g)水中加入1ppm 的NaF,NaSiF、HSiF或NaPOF可預防齲齒。 262623 2.氯 (Cl) 2 51 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 (1)實驗室製法,利用鹽酸與二氧化錳反應可產生氯氣。 OMnO+ 4HCl MnCl+ 2H+ Cl ? (aq)2(aq)2(l)2(g)2(s) (2)在稀硫酸中,以過錳酸鉀氧化食鹽。 +-- 2+4MnO + 10Cl?MnO+ 16H+ 8H+ 5Cl (aq)(aq)(aq)2(l)2(g)(3)工業法,電解濃食鹽水,分別在陰、陽極產生的氫與氯。 2NaClO+ 2HCl+ 2NaOH+ H ? (aq)2(l)2(g)(aq)2(g) -(4)用途,可作自來水消毒劑。 ‚造紙,紡織之漂白劑(OCl)、漂白粉。 Ca(OH)O + Cl? Ca(OCl)Cl + H 222 3.溴 (Br) 2 (1)製備 (a)實驗室製造,溴化物、MnO及硫酸混合反應。 2 -+2+ 2Br+ MnO? Br + 2HO + 4H+ Mn 2 22 (b)工業上製法,從海水苦滷或鹽井水,以氯氧化製造。 -- Cl ? Br + 2Br+ 2Cl 22 (2)性質與用途, (a)暗紅褐色,發煙重質液體。 (b)汽油添加劑二溴乙烷(CHBr)。 242 (c)可作各種農藥。 52 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 (d)底片感光劑(AgBr)。 4.碘 ( I) 2 (1)實驗室製法,將碘化物、二氧化錳、硫酸混合加熱。 -- Cl?2Cl+ I + 2I 22 (2)工業製法,智利硝石中含有少量NaIO,以亞硫酸鹽還原成I。 32 +--2- 2IO+ 5HSO? I+ 3H+ HO + 5SO 33242 -(3)將海藻燃燒成灰(含0.5~1.5%的I),再以Cl氧化。 2 (4)性質及用途, (a)製造昂貴,用途受限,主要為醫藥或攝影感光片。 (b)食鹽中添加微量NaI,預防甲狀腺腫大。 (c)碘滴定, -2- 2- ?氧化劑,IO? 2I+ SO + 2S 2 2346 -+ ?還原劑,2I+ HO? IO + 2H+ H 22 22 五、鹵素化合物 1.氟化氫 o (1)製備:由氟化鈣與濃硫酸混合後,加熱至300C製得,反應是如下: CaF + HSO ? CaSO + 2HF 2(s)24(aq)4(s)(g) (2)性質: 53 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 (a)為無色有刺激臭的氣體易溶於水,其水溶液稱為氫氟酸 (b)不能盛於玻璃或陶瓷容器中 SiO + 4HF ? SiF + 2HO 2(s)(aq)4(g)2(l) CaSiO + 6HF ? SiF +CaF + 3HO3(s)(aq)4(g)2(s)2(l) 2.氯化氫 (1)性質: (a)為無色有刺激臭的氣體易溶於水,其水溶液稱為氫氯酸(俗稱鹽酸) ,普 通濃鹽酸中含氯化氫約35% 。 (b)工業用鹽酸因溶有少量氯化鐵略帶黃色 (c)在常溫時能與多種金屬反應產生氯化物及氫 Zn + 2HCl ? ZnCl + H (s)(aq)2(aq)2(g) (d)與碳酸鹽反應產生氯化物與二氧化碳 CaCO + 2HCl ? CaCl + CO +HO 3(s)(aq)2(aq)2(g)2(l) (2)製備: (a)實驗室:將食鹽與濃硫酸混合加熱以向上排空氣法收集 2NaCl +HSO ? NaSO +2HCl (s)24(aq)24(aq)(g) (b)工業上:由電解食鹽水所得的氫與氯直接反應而製造氯化氫 H +Cl ? 2HCl 2(g)2(g)(aq) 54 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 六、鹵素的含氧酸 1.氯的含氧酸,次氯酸(HClO ) 、亞氯酸(HClO ) 、氯酸(HClO) 、 23 過氯酸 ( HClO ) 4 (1)含氧酸內鹵原子氧化數愈大,酸性愈強。 酸性強度,HClO> HClO> HClO> HClO 432 (2)氯的含氧酸結構 O O O ClO ClO O Cl O O Cl O H H H H O 3333sp(直線) sp(角形) sp(角錐形) sp(四面體) 2.氟無正氧化數,無含氧酸。 3.酸性強度,HClO> HBrO> HIO 333 4.氧化力,HClO>HBrO>HIO , HClO>HClO>HClO>HClO 333234 5.次氯酸及亞氯酸 (1)次氯酸(HClO)的製造 (a)通入Cl於冷水中可得HClO。 2 ClO?HCl + HClO + H 22 55 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 - (b)將Cl通入鹼液中可得ClO。 2 O Cl+ 2NaOH ? NaCl + NaOCl + H 22 6.次氯酸及次氯酸鹽的性質及用途 (1)次氯酸是弱酸,但為極強氧化劑,具漂白作用。 (2)次氯酸鈉可為游泳池的消毒劑及脫臭劑,在家庭可用為漂白劑。 7.亞氯酸的製備, (1)通二氧化氯於鹼性溶液中可得亞氯酸鹽。 --- 2ClO+ 2OH ? ClO+ ClO + HO 2232 (2)HClO不安定,但亞氯酸鹽較安定。 2 8.氯酸 (HClO) 3 (1)製備 -- (a)可將ClO加熱製得ClO。 3 --- 3ClO ? 2Cl+ ClO 3 (2)通氯於熱的氫氧化鈉溶液,或電解NaCl水溶液並加以攪拌、加熱, - 即可得ClO。 3 3Cl+ 6NaOH ? NaClO+ 5NaCl + 3HO 232 (3)性質 (a)濃度高於40%不安定,會分解。 (b)HClO或其鹽類均為強氧化劑,KClO可作炸藥。 33 (c)KClO強熱可分解出O。 32 (d)反應,2KClO ? 2KCl + 3O 32 56 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 9.過氯酸 ( HClO ) 4 (1)製備 (a)氯酸鉀( KClO)加熱使分解產生過氯酸鉀( KClO)。 3 4 4KClO+ KCl 3KClO ? 34 (b)再低壓蒸餾過氯酸鉀與硫酸的混合液可得過氯酸。 KClO+ HSO? HClO + KHSO 42444 (2)性質 (a)過氯酸( HClO )是氯的含氧酸中最安定的酸。 4 (b)過氯酸鹽( KClO)在高溫或敲擊時,容易爆炸。 4 (c)過氯酸鎂[ Mg(ClO) ]可做乾燥劑。 42 隨堂練習 1. 利用鹵鹽與濃硫酸共熱可製得HF及HCl,理由何在,但為何製備HBr及(g)(g) HI時不可使用濃HSO而改用濃HPO2434 57 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 2. 有一石英礦之試料重5.0克,與過量之氫氟酸反應並加熱蒸乾後,重量變為 3.2克,矽之原子量28.1,氟之原子量19.0,氧之原子量16.0, 1.寫出石英與氫氟酸反應之化學方程式。 2.試料中石英之重量百分比為何, 3.作上述實驗時,為何不可用玻璃器皿, 3. 寫出下列反應方程式, (1)二氧化氯與雙氧水反應。 (2)Cl溶於常溫NaOH。 2(aq) (3)溴化銀溶於定影液,NaSO,溶液中。 223 (4)碘酸鈉溶液與亞硫酸氫鈉反應製造碘。 (5)過錳酸鉀溶液氧化鹽酸製造氯。 58 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 4. 下列,甲,,,丁,四個化學反應進行時,均會生成氣體,,甲,氯酸鉀與二 氧化錳共熱,乙,濃鹽酸與大理石反應 ,丙,食鹽與濃硫酸混合加熱 ,丁, 濃鹽酸與二氧化錳共熱。試回答下列問題, (1)哪一個實驗所生成的氣體通入 澄清石灰水中,會使溶液混濁, (2)哪一個實驗所成氣體可使碘化鉀,澱粉試 紙變色, (3)哪一個實驗所生成的氣體可使火柴餘燼復燃, (4)哪一個實驗 所生成的氣體比空氣重,可用向上排氣法收集,該氣體水溶液常做為廁所洗 潔劑。 5. 製備漂白粉,需要2個步驟,,甲,將MnO加入鹽酸中共熱,並收集乾燥的2 氣體。,乙,將,甲,的氣體,通過氫氧化鈣固體中,所得產物即為漂白粉。 ,原子量Mn,55.0,Cl,35.5,則, (1)寫出,甲,的化學方程式。 (2)寫 出,乙,的化學方程式。 (3)若8.7克MnO,與足量鹽酸反應,則最後產生2 59 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 的氯氣,在S.T.P時體積為若干升,(Mn,55) 單元練習 A.基本題 一、單選題 1. 由氟化物製備F時,可採用下列何方法, (A)用KMnO作氧化劑 (B)用22 MnO作氧化劑 (C)電解HF (D)電解KHF。 2(aq)2(l) 2. 有氯化銀、溴化銀及碘化銀的三種沉澱,欲分離出氯化銀,最好使用下列哪 種溶液, (A)氨水 (B)硫代硫酸鈉 (C)氰化鉀 (D)硫酸。 3. 有關氯的含氧酸,下列敘述何者錯誤, (A)過氯酸中,氯的氧化數為，7 (B) 氧化數愈大的含氧酸,其酸性愈弱 (C)次氯酸氧化力最強,具有漂白作用 (D) 過氯酸是最安定的氯之含氧酸。 60 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 (,,師大附中月考) 4. 現在廣為使用的不沾鍋,其表面是鍍上何種物質, (A)氟氯烷 (B)氟化鈉 (C) 特夫綸 (D)氟磷酸鈉。 二、多重選擇題 1. 下列有關鹵素及其化合物的敘述何者正確, (A)鹵素的熔點、沸點隨原子序 的增加而增高 (B)比較1.0M次氯酸和1.0M鹽酸,前者酸度較弱,但為較強 的氧化劑 (C)鹵素的氧化力隨原子序的增加而變大 (D)鹵素的含氧酸的酸性 隨氧化數的升高而增加 (E)氯水是酸性,並具有漂白力,其漂白作用是因含 HClO。 (aq) (,,武陵高中月考) 2. 有關氯的含氧酸,下列何者敘述正確, (A)過氯酸中,氯的氧化數為，7 (B) 氧化數愈大的含氧酸,其酸性愈弱 (C)次氯酸根的水溶液加熱,即分解產生 氯酸根 (D)過氯酸是最安定的含氧酸 (E)氯的含氧酸中,過氯酸的氧化力最 強。 3. 下列各呈色反應,何者正確, (A)I元素呈紫黑色 (B)I溶於NaSO中呈無22223 色 (C)I溶於CCl呈紫色 (D)I溶於酒精呈褐色 (E)I溶於KI溶液中呈棕色。 2422 B、進階題 61 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 一、單選題 1. 氟之各項性質,何者正確, (A)可用二氧化錳在稀硫酸存在下氧化KF製取 (B)可用電解氟化氫水溶液製取 (C)目前使用的環保冷媒是氟利昂 (D)氟是最 強的氧化劑。 2. 下列何者不能製取Cl, (A)電解飽和濃食鹽水 (B)二氧化錳與濃鹽酸共熱 2(g) (C)將溴通入食鹽水中 (D)食鹽、二氧化錳與濃硫酸共熱。 3. 實驗室中製備鹵素的一般製法為何, (A)鹵化物的熱分解 (B)適當鹵鹽的水 解 (C)適當鹵化物的氧化 (D)正氧化數鹵化物的還原。 4. 下列何種物質不可作為氯氣的吸收劑, (A)NaCl (B)NaSO (s)223(s) (C)Ca(OH) (D)NaOH。 2(s)(s) ———5. 氯水中不含下列何種粒子, (A)Cl (B)ClO (C)ClO (D)Cl。 22 ,,,6. 含有F、Cl、I之溶液中,若加入AgNO試劑,則會有下列何現象產生, 3 (A)AgF可溶,AgCl及AgI沉澱 (B)AgI可溶,AgCl及AgF沉澱 (C)AgCl是 黃色沉澱 (D)AgF是白色沉澱。 62 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 二、多重選擇題 1. 下列哪一種物質可以使I之澱粉藍色消失, (A)NaOH (B)NaHSO 2(aq)3(aq) (C)AgNO (D)HCl (E)NaSO。 3(aq)(aq)223(aq) ,,,,2. 將ClO通入NaOH水溶液中可得到 (A)Cl (B)ClO (C)ClO (D)ClO 223 ,(E)ClO。 4 3. 實驗室中製氯氣,可用鹽酸與下列何種物質共熱製得, (A)HSO (B)MnO 242 (C)KMnO (D)KCrO (E)Br。 42272 4. 下列家庭洗滌用的物質,哪兩種互相作用,會產生有毒氣體,因而不可混合 使用, (A)鹽酸 (B)肥皂 (C)沙拉脫 (D)漂白粉,含有氯酸鈉, (E)通樂,含 有氫氧化鈉,。 5. 下列各溶液中,何者在加入澱粉溶液時有顯著的藍色出現, (A)I，2(s) ，NaOH(過量) (B)HO，KI，H (C)KI，KIO (D)KI，(aq)22(aq)(aq)(aq)(aq)3(aq)(aq) ，KIO，NaOH (E)KI，KIO，H。 3(aq)(aq)(aq)3(aq)(aq) 63 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 6. 欲除去氯氣時,以下何者可作為脫氯劑, (A)Ba(OH) (B)NaSO (C)CaCl 22232 (D)濃HSO (E)濃HNO。 243 64 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 參考答案 基本題 D A B C ABDE ACD ABCDE 進階題 D C C A C A ABE CD BCD AD BE AB 肆、硫及其化合物 一、元素硫 1.存在,常以元素態存在。部份以化合物形式存在,如黃鐵礦(FeS) 、石膏2 (CaSO?2HO) 、瀉藥(MgSO?7HO) 等。 4242 2.同素異形體—有斜方硫、單斜硫、彈性硫 (1)斜方硫與單斜硫均為 S之環形晶體結構,無臭味,難溶於水的黃色固8 體,可溶於CS中,溶於CS後蒸乾即可得斜方硫(最安定)。 22 (2)彈性硫,為具有彈性的非晶體,常溫不安定,室溫久置會變為斜方硫。 65 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 種 類 斜 方 硫 單 斜 硫 彈 性 硫 從二硫化碳溶液中析出 熔融疛硫在空氣中冷 強熱硫肏沸騰徍,注入冷水中 製法 卻 菱形 針狀 非晶體 晶體 112.8? 119? 不一定 熔點 黃色 暗黃色 黑褐色 顏色 能溶解 能溶解 不能溶解 CS 2 常溫刈最,定 在95.6~119?間,定 常溫刈拠變孫斜方硫 ,定性 3.硫加熱時的變化 加熱太快 肏113?黏度禿增160?200?以刊黏度分斜方硫熔化沸點444.6?沸騰變孫褐色 降低 熔點緩慢加熱 單斜硫倒入冷水中119?彈性硫肏95.6?(長針形) (1)常溫下最安定是斜方硫,加熱至95.6?,緩慢轉變成針狀單斜硫。 66 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 (2)熱至160?,黏度突增而變成褐色,由於S 斷裂成互相交錯的長鏈。 8 (3)熱至200?以上,黏度降低,因長鏈之硫斷裂成更的小分子。 (4)隨溫度上升,氣態硫中含有S、S、S、S分子。 8642 (5)彈性硫在常溫下會逐漸變回斜方硫。 二、硫的化合物 1.硫酸的結構及性質 3(1)結構, 中央硫原子以sp混成軌域鍵結,形成四面體結構,四頂角各被 一個氧原子占據。 (2)性質 (a)純硫酸為無色、黏稠性液體(油狀),比重1.84。 (b)290?左右開始沸騰分解出SO,至338?可得98.3%濃HSO。 324 (c)實驗室用的濃硫酸為18M相當於98%。稀釋時放出很大熱量,故而先 加水再慢慢加入HSO。 24 (d)在水中解離, +- HSO+ HSO Ka極大 ? H 2441 +-2-2- HSO?H+ SO Ka=1.0×10HSO分子模型 442 24 (e)硫酸沸點高,可用HSO製備其他低沸點的酸,如鹽酸、硝酸等。 24 2.工業上硫酸的製備 67 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 (1)接觸法, (a)在400~450?時,將SO與O混合物以VO當催化劑,反應生成SO。 22253 (b)所得SO通入90%的硫酸中,形成焦硫酸(HSO)。 3227 (c)焦硫酸俗稱發煙硫酸,氧化力強於HSO。繼而加水調成所需要的濃度。 24 (d)焦硫酸(HSO)可視為由兩的HSO失去一分子的水而得者。 22724 VO125 SO，O,,,,SO2232 SOSO(90%) ? HSO (焦硫酸) + H 324227 (2)鉛室法, 1746年發現,在鉛製反應器中製造,其法為SO在空氣、水汽、NO、2 NO共存下反應,以NO當催化劑,可得70%硫酸。 2 2NO + O? 2NO 22 SO+ NO?NO + SO 2 23 SOO ?HSO + H(可得70%的濃度) 3224 3.硫酸的反應 (1)焦硫酸(HSO),兩分子硫酸縮合一分子水而形成。 227 (2)小的金屬(Cu、Ag)反應,生成SO。 2 Cu + 2HSO ? CuSO + SO+ 2HO 24422 68 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 (3)大的金屬(Zn)反應,生成S。 3Zn + 4HSO(濃) ? 3ZnSO + S + 4HO 2442 (4)與碳、硫反應,生成SO。 2 C + HSO ? CO+ SO + 2HO 24222 (5)具有強脫水性 CHOO 12C + 11H ? 1222112 CuSO?5HO ? CuSO+ 5HO 4242 (6)氧化力比磷酸強,但比硝酸弱。 (7),無吸水性,無脫水作用,無氧化力,可用硫酸根加以檢驗之。 2+2- Ba+ SO? BaSO(白色沉澱) 44 三、亞硫酸(HSO)與硫代硫酸鈉(NaSO, 23223 1.亞硫酸的游離式, +-2- HSO+ H K=1.3×10 ? HSO 1,33 +--2 -8 HSO?SO+ H K=5.6×10 233 2.SO酸性溶液為溫和還原劑,亞硫鹽的鹼性溶液為一強還原劑。 2 +2- -SOO ? SO+ 4H+ 2e E=-0.17V + 2H 224 --22- -SO+ 2OH?SO+ HO + 2e E=+0.93V 342 3.硫代硫酸鈉(NaSO),俗名海波或大蘇打。可由亞硫酸鈉與S共 223 -22- 煮而得。SO+ S ? SO( 或NaSOSO+ S ? Na) 32323223 2-4.硫代硫酸根為強還原劑,與強氧化劑(Cl)反應生成硫酸根(SO),但與弱氧24 69 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 2-化劑(I)反應生成四硫磺酸根 (SO) 246 -+2-2- SO+ 4 Cl + 5 HO ? 2SO + 8Cl+ 10H 23224 -2-2- 2SO + I ?SO + 2I 23246 5.在照相術中當定影劑,將溴化銀溶解。 -2-3- 2SO + AgBr ? Ag(SO) + Br 23232 四、SO與SO性質比較表 23 兲子形狀 S-O鍵 S-O 鍵能 S-O 鍵長 兲S原子鍵極 結軌域 性 子 孤 2SO 孶 大 短 帄面彎孴sp 2 形 SO 3帄面切角焝 孔 長 3sp 形 11鍵 2 11鍵 3分子共振 70 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 隨堂練習 1. 試回答下列有關硫及其化合物之問題, (1)硫之最重要的兩種晶體為 __________和__________。 (2)在實驗室中使用之濃硫酸通常含98%的 HSO,其體積莫耳濃度相當於__________M。 (3)硫酸的製造方法中,接觸24 法以__________做為催化劑,且此法所製得的硫酸純度較高。 (4)試描繪硫酸 的構造__________。 2. 下列各實驗,是利用或證明硫酸的哪種特性所完成的,寫出各項特性, (1) 蔗糖加入濃硫酸中,庶糖變焦碳。 (2)食鹽加濃硫酸製鹽酸。 (3)銅加濃硫酸 製二氧化硫。 (4)稀硫酸加亞硫酸鹽產生二氧化硫。 71 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 3. 如何由硫元素開始,經一系列反應而得到下列最終產物, (1)HSO 23 (2)HSO227 單元練習 A.基本題 一、單選題 1. 在接觸法製硫酸的過程中,哪一步需催化劑, (A)S，O,SO (B)2SO，222 72 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 O,2SO (C)SO，HSO,HSO (D)HSO，HO,2HSO。 23324227227224 (,,師大附中月考) 2. 有關硫酸的反應,下列何者不正確, (A)Ag，稀硫酸,H (B)Zn，稀硫酸2 ,H (C)Cu，濃硫酸,SO (D)Zn，濃硫酸,S。 22 3. 下列有關硫的敘述,何者正確, (A)採用法拉西法,所熔化的硫是形成輕的 泡沫由內層管流出 (B)斜方硫是最安定晶體結構 (C)單斜硫為針狀晶體易溶 於水 (D)彈性硫是以環形S為構成單位。 8 (,,內湖高中月考) 4. 有關硫酸性質不正確者為 (A)濃硫酸有強腐蝕性 (B)濃硫酸可以將有機醣類 脫水產生CO氣體 (C)氧化電位比氫高的金屬,可以與稀硫酸反應產生H (D)22 銅浸入濃硫酸不產生H,而產生SO。 22 5. 下列何項物質可以當作定影劑, (A)NaSO (B)NaS (C)NaSO 242223 (D)NaSO。 225 6. 下列關於硫的敘述,何者不正確, (A)斜方硫不溶於水,但可溶於CS (B)於2 120?C左右時,淡黃色、黏性較小的液態硫,係由S所組成 (C)於200?C左8 右時,暗褐色、黏性較大的硫是由S組成,X極大 (D)氣態硫中,僅含S2X 分子。 73 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 7. 濃硫酸常用來製造鹽酸與硝酸,是因其具有下列何項性質, (A)脫水性強 (B) 比重大 (C)沸點高 (D)氧化力強。 二、多重選擇題 1. 下列何種反應,是利用硫酸的強氧化力, (A)利用食鹽和濃硫酸製氯化氫 (B) 硝酸鋇滴入硫酸中,產生白色沉澱 (C)蔗糖滴加濃硫酸而變黑 (D)銅片溶於 濃硫酸中,產生有刺激臭味的氣體 (E)碳加濃硫酸產生氣體。 B、進階題 一、單選題 1. 下列有關稀硫酸的性質正確者為,(1)強酸 (2)脫水劑 (3)氧化劑 。 (A)僅(1) (B)僅(2) (C)僅(1)(3) (D)(1)(2)(3)皆正確。 2. 含硫化合物 (1)NaSO (2)NaSO (3)NaSO (4)NaSO中硫的氧化數大2423223246 小順序為 (A)(1),(2),(3),(4) (B)(1),(2),(4),(3) (C)(4),(1),(3),(2) (D)(2),(3),(1),(4)。 3. 下列有關硫酸之敘述,何者錯誤, (A)檢驗硫酸根常用氯化鋇溶液 (B)鉛室法 製硫酸時,氧化SO用NO當催化劑 (C)接觸法製硫酸時,氧化SO用VO2225 74 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 當催化劑 (D)用食鹽和濃硫酸反應製鹽酸是利用硫酸具氧化力的性質。 二、多重選擇題 1. 攝影照相技術中,以溴化銀為感光劑,以硫代硫酸鈉為顯影劑,下列敘述何 者正確, (A)溴化銀感光為氧化還原反應 (B)溴化銀與硫代硫酸鈉作用產生 銀金屬粒子 (C)未感光之溴化銀溶於硫代硫酸鈉中 (D)使用過之定影劑,內 3,含有Ag(SO)離子 (E)硫代硫酸鈉之定影反應為氧化還原反應。 232 (,,師大附中月考) 22. 下列含硫的物種,何者可作氧化劑,亦可作還原劑, (A)SO (B)SO (C)SO233 ,2, (D)HSO (E)S。 24 3. 下列有關NaSO的敘述,何者正確, (A)俗稱海波 (B)亦稱為大蘇打 (C)223 2,常作為還原劑 (D)遇碘溶液被氧化為SO (E)可作為照相術中的顯影劑。 4 2,4. 有關SO的敘述,何者正確, (A)在酸中不安定 (B)與Cl反應後,生成232 2,2,SO (C)AgBr可溶於NaSO中 (D)SO的形狀為四面體 (E)S的平均2232346 氧化數為，2。 75 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 參考答案 基本題 B A B B C D C DE 進階題 C B D ACD AC ABC ACDE 伍、氮與磷及其化合物 一、氮及其化合物 1.氮的製備、性質及用途 (1)氮的製備 (a)工業法,分餾液態空氣,沸點低的氮先蒸發。 (b)實驗室法, ?將空氣通過灼熱的銅絲。 ?NOCl ? N + NaCl + 2HO + NH 2422 ?2NHO + N+ 3 CuO ? 3Cu + 3H 322 76 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 (2)氮的性質, 無色、無味、無臭的雙原子分子,難溶於水。 (3)氮的用途 (a)氮在食品工業中可用來消滅蟲卵及防止霉菌生成。 (b)沸點 -195.8?,可作低溫冷卻劑。 (c)化學工業上製造氨、硝酸及氮肥的原料。 2.氮的化合物—氨(NH) 3 +(1)N的氧化數,-3價(NH、NH)、0價(N)、+1價(NO)、+2價(NO)、3422 -+3價(NO、HNO)、+4價(NO,NO)、+5價(NO、HNO、NO)。 2322422533(2)氨的製備 (a)實驗室,氯化銨與熟石灰共熱。 2NHCl + Ca(OH) ? 2NH+ 2HO + CaCl 2 4232 (b)工業上,利用哈柏法製氨。 N + 3H ? 2NH 223(3)氨的性質 (a)常溫常壓下為無色有刺激臭味的氣體。 (b)易溶於水,呈鹼性反應。 (4)氨的用途, 製造硝酸、硝酸銨與亞硝酸的混合物。 3.亞硝酸(HNO) 2 (1)製備法 77 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 (a)NO溶於水, 2NO + HO ? HNO + HNO 22232 (b)通NO與NO的1,1混合氣體於鹼性溶液中,可得亞硝酸鹽。 2 --NO + NO+2 OH ? 2NO + HO 222 (2)性質 2-(a)NO,sp混成,有一對孤對電子,角形分子。 2 + -4-(b)HNO為弱酸, HNO?H+ NO Ka=7.2×10 222 (c)HNO不安定,即使在冷水中,也會自身氧化還原反應。 2 +- 反應,3HNO+ NO+ 2NO + HO ? H 232 (d)亞硝酸鹽通常是無色或淡黃色,不易熱分解。 +- - (e)HNO在酸性中,為強氧化劑,NO+ 2H+ e? NO + HO 222 -(f)HNO在鹼性中,則可當還原劑,本身氧化成NO。 23(3)用途,NaNO用於臘肉及燻肉的防腐劑,可保持鮮豔顏色,因會轉化為致2 癌的亞硝胺,已禁止使用。 4.硝酸(HNO) 3 (1)製備 (a)實驗室,智利硝石NaNO與濃 HSO反應。 ,24 NaNOSO + H? NaHSO+ HNO 32443(b)工業法,奧士華法( Ostwald process),由NH氣與氧氣經催化劑氧化3 製得。 78 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 O 4NH+ 5O ? 4NO + 6H 23 2 2NO + O? 2NO 22 3NOO ? 2HNO+ H+ NO(回收) 223 (2)性質 (a)HNO無色,有激性氣味的發煙液體。 3 (b)濃HNO在陽光照射時可分解出NO紅棕色,故久置的硝酸常呈褐色。 32 4HNOO ? 4NO+ O+ 2H 3222 (c)HNO為強氧劑,氧化力隨溫度、濃度、還原劑而異。 3 (d)金屬除了Au、Pt之外,其餘幾乎都能溶蝕於HNO中。 3 5.硝酸的反應 (1)硝酸和金屬的反應,還原劑愈強或硝酸濃度愈低,硝酸中的氮會被還原成 NO,濃硝酸與還原電位高於氫的金屬反應,一般會產生NO。 2 2+- 3Cu + 8HNO(稀) ? 3 Cu+ 6NO+ 2NO + 4HO 332 2+- Cu + 4 HNO (濃) ?Cu+ 2 NO+ 2NOO + 2 H 3322 +(2)強力還原劑鋅與稀硝酸反應,會生產生銨離子(NH) 4 2+-+ 4Zn + 10HNO (稀) ? 4Zn+ 9 NO+ NH+ 3HO 3342(3)王水(由1體積硝酸3體積鹽酸所組成) ,可溶蝕Au、Pt, +--- Au + 4H+ 4Cl+ NO ? AuCl+ NO + 2HO 342 79 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 (4)硝酸和非金屬反應 + 2HO C + 4HNO ? CO+ 4NO 2232 S + 6HNOSOO H+ 6NO+2H ? 32422 二、磷及其化合物 1.磷(P) (1)磷的同素異構體,白磷(P)、紅磷(P的聚合物)。 44 (2)製造,將磷礦、焦煤、二氧化矽混合在高溫爐中(1200?),可得到磷。 Ca(PO)+ 6SiO+ 10C? 6CaSiO+ 10CO + P 342234 P P P P 2.白磷(黃磷) (1)結構,P為正四面體。磷原子在 4 正四面體的四個頂角。 (2)蠟狀、低熔點,具有毒性。 (3)化性強,在空氣中會自燃生成 PO,故存放水中。 410 (4)空氣不足的潮濕條件下,白磷會緩慢氧化而發出磷光。 (5)與鹵素起激烈反應形成 PX或 PX 35 3.紅磷 80 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 (1)將白磷加熱至250?或光線照射,即可轉變成紅磷。 (2)紅磷在空氣較穩定,400?才會燃燒,毒性低。 (3)白磷可溶於苯與醚,紅磷則否,因為紅磷為P的聚合物 4 4.磷氧化數為-3價的化合物 (1)磷化合物具多樣性,P原子序15,屬於?A族,具有3d空軌域,可形成 3spd混成軌域,故化合物比氮較為多樣化,。 (2)金屬磷化物,可由白磷可與?A族及?A族金屬反應而得。 P + 12Na ? 4NaP (磷化鈉) 43 P + 6Ca ? 2Cap(磷化鈣) 432 (3)磷化氫(PH) 3 金屬磷化物遇水可起劇烈反應生成磷化氫。 -- 3P+ 3HO ? PH + 3OH 23 (4)白磷可與強鹼溶液共熱放出PH氣體。 3 -- P + 3OH + 3HO ? PH + HPO 42322 (5)PH是為有刺激性氣味、劇毒、無色的氣體,對水的溶解度小於NH,33 +可作為路易士鹼(授予孤對電子)。PH接受一個電子形成PH(鏻離子) 34 +++ PHX PH? PH + HX ? PH+ H 3 443 5.+3與+5氧化態化合物之比較 +3 價 +5 價 81 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 P(過量) + 6X(切鹵化磷)P + 10X ? 4PX(五鹵化磷) ? 4PX 42 342 5 33 PX:sp混孫,孶一對lp,角錐形。PX:dsp 混孫,雙切角錐 35 與水作用生孫亞磷酸: 與水作用生孫磷酸 PXO ? HPO PX O ? HPO+ 3H+ 3HX+ 4H+ 鹵化物 3 233 5 234 5HX 空氣不足刈:P? PO 空氣充足:P? + 3O+ 5O 4 246(s)4 2 PO 410(s) 33 PO:sp混孫,角錐形 PO:P是sp混孫,四面體 46410氧化物 POO ? 4 HPO POO ? 4 HPO + 6H+ 6H46 233410 234 3HPO,四面體結構,切仌酸 HPO,P為sp混孫,四面體,二仌酸 3433 6.磷的含氧酸 磷疛含氧酸 次磷酸 亞磷酸 磷酸 HPO HPO HPO 323334磷疛氧化數 +1 +3 +5 333鍵結 sp sp sp 含質子 一元酸 二元酸 三元酸 酸性 2 1 3 NaHPO(酸孤鹽) NaH PO(酸孤鹽) 2PO(札鹽) NaH鈉鹽 23242 NaHPO(札鹽) Na HPO(酸孤鹽) NaPO(札鹽) 232434 焝 還原刂 1 2 82 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 氧化磷及磷的含氧酸分子結構 7.磷酸的縮合反應 (1)焦磷酸(HPO) ,加熱磷酸至250?,二個HPO脫去1分子水,得焦磷42724 酸(HPO)。 427 2HPOPO(焦磷酸) + HO ? H 344272 (2)三聚磷酸(HPO) ,三個磷酸失去二分子水得三聚磷酸。 5310 3HPOPO (焦磷酸) + 2HO ?H 3453102 (3)偏磷酸(HPO),將磷酸加熱至320?以上,得偏磷酸。 n3 nHPO)(焦磷酸) + nHO ? (HPO 343n2 83 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 隨堂練習 1. 填寫下列「磷的化學」之相關問題。 (1)磷的原子量為30.97原子序為 __________。 (2)磷原子的電子組態為__________。 (3)常見的磷有白磷和紅 磷,二者的關係稱為__________。 (4)白磷的分子式為__________。 (5)白磷 在空氣中會自燃產生__________,再溶於水即得__________。 2. 實驗室欲製備下列物質時,可用A,H哪些藥品,請寫代號。 (A)NaNO (B)NaCl (C)Zn (D)ClO (E)NHCl (F)Ca(OH) (G)HO 224222 (H)HSO 24(aq) (1)實驗室製備NH,可使用__________(2)實驗室製備H,可使用3(g)2(g) __________ (3)實驗室製備N,可使用__________(4)製備亞氯酸,可使用__________ 2(g) (5)實驗室製備鹽酸,可使用__________ (,,內湖高中月考) 3. 寫出奧士華法從氨製造硝酸的化學反應式。 84 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 4. 奧士華法製硝酸,若氨可以完全氧化成硝酸,則理論上欲製備硝酸3莫耳, 需氧若干莫耳, 5. 完成並平衡下列反應式, (1)銅與濃硝酸反應生成二氧化氮。 (2)金與王水反 應。 (3)將磷酸鈣、焦碳、矽砂置於電爐中共熱製磷。 單元練習 A.基本題 一、單選題 1. 有一蠟狀低熔點的白色物質,化性極活潑,在空氣中會自燃,通常儲存在水 中。下列何者最可能為此一物質, (A)鈉 (B)鉀 (C)硼 (D)白磷。 85 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 2. 下列哪個氧化物吸水性最強,可當作乾燥劑, (A)SiO (B)PO (C)AlO 241023 (D)MgO。 3. 實驗室中各種化學藥品的儲存,下列何者較妥當, (A)濃硝酸裝於無色的玻 璃瓶內 (B)氫氟酸裝於陶瓷容器內 (C)白磷裝於裝滿石油的玻璃瓶 (D)氫氧 化鈉固體裝於密封塑膠瓶內。 (,,內湖高中月考) 4. 空氣中含有氮氣、氧氣及水蒸氣,今欲得到純氮氣,選出最適當的操作組合, 甲、通過濃HSO,乙、通過加熱之CuO銅絲,丙、通過濃HCl,丁、通過24 加熱之銅絲 (A)甲,乙 (B)丙,丁 (C)甲,丁 (D)丙,乙。 (,,師大附中月考) 5. 實驗室中用亞硝酸鈉和氯化銨在試管中加熱可製備某氣體。下列各圖所示的 裝置 中, 何者最適合用來製備收集此氣體, (,,師大附中月考) 二、多重選擇題 1. 下列有關硝酸之敘述,何者正確, (A)為強酸,且為強氧化劑 (B)稀硝酸與 Zn反應可生成H (C)濃硝酸與Cu反應可生成NO (D)稀硝酸與Cu反應可22 生成NO (E)濃硝酸可侵蝕鐵皮。 86 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 2. 下列有關亞磷酸的敘述,何者錯誤, (A)此酸為三質子酸 (B)此酸為一種還還 原劑 (C)P的氧化數為，1 (D)此酸與磷酸及次磷酸的強度均很接近 (E)就酸 強度而言,比碳酸強。 B、進階題 一、單選題 1. 磷酸、亞磷酸、次磷酸、磷酸酐、次磷酸酐、三聚磷酸、焦磷酸、偏磷酸中, 氧化數為，5的個數有幾個, (A)3 (B)4 (C)5 (D)6個。 (,,師大附中月考) ,,2. 磷的自身氧化還原反應,P，OH，HO,PH，HPO,則1莫耳P完423224 11全反應,可得PH若干莫耳, (A) (B) (C)1 (D)2。 323 3. 有關磷酸(HPO)的敘述,下列哪一項錯誤, (A)磷酸為單質子酸 (B)分子內34 3P的鍵結軌域為sp (C)將PO溶於水可製得磷酸 (D)磷的氧化數為，5。 410 4. 下列硝酸分子中的氮,可被還原成最低氧化數的是, (A)銅，稀硝酸 (B)銅， 濃硝酸 (C)硫，濃硝酸 (D)鋅，稀硝酸。 (,,師大附中月考) 二、多重選擇題 87 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 1. 有濃鹽酸、濃硝酸、濃硫酸三種未標示之溶液,則對其判斷,下列何者正確, (A)稀釋後,加入Ba(NO)產生沉澱者為硫酸 (B)放入銅片,產生紅棕色氣32(aq) 體者為鹽酸 (C)放入銅片,不生氣體者為鹽酸 (D)稀釋後,放入鐵片皆可產 生氫氣 (E)放入蔗糖變黑色者為硫酸。 ,，,2. 氧化磷(V)溶於水,其水溶液含有哪些離子, (A)HPO (B)H (C)HPO 2224 2,3,(D)HPO (E)PO。 34 參考答案 基本題 D B D C D ACD AC 進階題 C C A D ADE BCE 陸、碳及其化合物 一、金剛石與石墨 1.金剛石 (1)人造金剛石,1955年,科學家成功地在1200?及50000大氣壓下將石 墨轉變成金剛石。 3(2)結構,三度空間立體網狀固體,每個碳原子以sp混成軌域與另外四個 碳原子形成共價鍵。 88 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 (3)性質,無色透明固體,不導電,具熔點高硬度。 (4)用途,折射率高,常用做高貴飾物。工業上主要用途做為切割、研磨材 料。 2.石墨 2(1)結構,二度空間網狀固體,每個碳原子以sp混成軌域與另外三個碳原 子鍵結形成平面結構,面與面間僅靠微弱的引力來結合。 (2)性質用途,灰黑色具金屬光澤的片狀晶體,是電和熱的良導體,可作電 極,耐高溫且具軟滑性,可作潤滑劑,和黏土混合可做鉛筆心,做成碳纖 維,質輕強韌,可用為運動器材。 3.芙-60 (1)碳的同素異構體,除金剛石、石墨外,尚有芙-60及無定形碳。 (2)芙-60 (a)1985年,史梅利等三人,利用雷射在高溫高壓下,激發石墨而發2. 現C-60的穩定分子,其分子構造類似 足球形狀,稱為巴克球或富勒烯。 (b)C-60由60個碳原子組成,共有2個五 邊形,20個六邊形。 (c)金剛石和石墨為網狀物質,而C為 60 分子物質,可溶於非極性溶劑。 89 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 4.無定形碳, (1)焦碳,煤乾餾後得焦碳,可作燃料及冶金的還原劑。 (2)活性炭,將木炭粉碎後,再隔絕空氣加熱形成,活性炭具有很大的表面 積,及很強的吸附力。 二、碳的化合物,CO及CO 2 1.一氧化碳 (1)來源,主要來自石油及煤碳的不完全燃燒,另樹葉在秋天凋零時,葉綠 素也會分解產生大量一氧化碳。 (2)性質,無色、無臭、有劇毒。 2.二氧化碳 (1)製法 (a)實驗室,CaCO + 2HCl ? CaCl + CO + HO 3222 (b)工業法,,強熱石灰石,CaCO CaO + CO ? 32 (c)性質,不可燃、不助燃、比空氣重。常溫下為無色無臭氣體,固態二 氧化碳稱乾冰,於-78?昇華為氣體。溶於水可形成碳酸。 (2)檢驗,CO通入澄清石灰水,會產生白色碳酸鈣沉澱。 2 CO + Ca(OH) ? CaCO + HO 2(g)2(aq)3(s)2(l) 90 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 三、碳化合物,氰化氫、氫化鈣、碳化矽 1.氰化氫 (HCN) 氰化氫為氣體,溶於水形成氫氰酸,為一種弱酸,但毒性強。 2.氫化鈣 (CaC),俗稱電石 2 (1)製備,石灰和焦碳在高溫下加熱製得。 CaO + 3C ? CaC + CO 2 (2)用途,與水反應產生乙炔。 CaC + 2HO ? Ca(OH) + CH 22222 3.碳化矽 (SiC),俗稱金剛砂。 (1)製備,焦碳與矽石在電爐中加熱製得。 SiO + 3C ? SiC + 2CO 2 (2)性質,硬度僅次於鑽石,可代替鑽石做切割、研磨工具。 隨堂練習 1. C為何種混成軌域,共含有__________五個角環、__________個六角環。 60 91 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 2. 某生進行碳酸鈣加熱分解成氧化鈣和二氧化碳的實驗,稱得坩堝和碳酸鈣共 重78克,坩堝和氧化鈣共重56克,由於沒有先稱出坩堝重,根據上列數據 請你求 (1)生成的二氧化碳重若干克, (2)原坩堝重幾克,,原子量,O, 16,C,12,Ca,40, 單元練習 A.基本題 一、單選題 1. 有關碳的下列敘述,何者不正確, (A)碳在週期表上的位置是第IVA族,第 二週期 (B)碳和矽是同族元素 (C)碳原子易在最外殼層獲得4個電子變成四 價陰離子 (D)碳原子在原子核內有6個質子。 2. 碳在地球表面的循環與生態平衡關係密切,相關的重要含碳物質如有機質、 2,碳酸鹽(CO)、一氧化碳、二氧化碳、天然氣,主要含甲烷,、石油,主要3 含碳氫化合物,、石墨、煤等,下列有關碳之氧化還原性質的敘述,何者正確, (A)石墨主要由甲烷還原而成 (B)二氧化碳在水中氧化就形成碳酸鹽 (C)二氧 化碳中的碳具有碳的最高氧化態 (D)植物行光合作用是將二氧化碳還原成碳 及氧。 92 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 3. 下列何反應不產生CO, (A)熾熱煤焦通過水蒸氣 (B)甲酸與濃硫酸共熱 (C) 灰石高溫加熱 (D)秋天樹葉凋零,葉綠素分解。 二、多重選擇題 1. 實驗室常用來檢驗CO生成之試劑為 (A) (B)潮溼的藍色石蕊試紙 (C)2 碘化鉀,澱粉試紙 (D)Ca(OH) (E)HSO。 2(aq)24(aq) 2. 下列有關二氧化碳性質的敘述何項正確, (A)一般收集CO時,用向上排空2 氣法,若欲製得較純的CO時,可用排水集氣法收集 (B)二氧化碳會與高溫2 的鎂或鋁作用並放出碳 (C)二氧化碳不自燃也不助燃 (D)CO有昇華的現2(s) 象 (E)大氣中的二氧化碳會吸收紅外輻射光而會形成“溫室效應”。 B、進階題 一、單選題 1. 將5.0克之碳酸鈣與碳酸鎂之混合物加熱使其完全變成金屬氧化物時,重為 2.7克,則原試樣中所含碳酸鈣之重量百分率為,原子量,Ca,40,Mg,24, (A)76% (B)64% (C)36% (D)24%。 2. 有關氣體之檢驗,下列何項不對, (A)實驗室常用大理石和鹽酸作用製造二 93 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 氧化碳,且欲得純的二氧化碳,可用排水集氣法收集 (B)檢驗氧氣,可用火 柴吹熄的餘燼插入,有復燃的現象 (C)檢驗臭氧,可用溼潤的KI,澱粉試紙 與其接觸呈藍色 (D)通二氧化碳於石灰水中,生成白色沉澱,且通入CO愈2 多,沉澱愈多。 3. 有關溫室效應,下列哪一項敘述是引起地球表面溫度逐漸升高的主要理由, (A)大氣中的二氧化碳大量吸收陽光中能量較大的紫外線 (B)大氣中的二氧化 碳大量吸收紅外線,減少地球表面的熱能而散逸至太空中 (C)陽光中的紫外 線破壞大氣中的臭氧層 (D)因臭氧層的破洞,陽光中的紫外線能直接照射在 地球表面。 24. 下列各化合物中,C與O鍵長,何者最短 (A)CHOH (B)CO (C)CO (D)CO323 ,。 二、多重選擇題 1. 下列何項反應可產生CO, (A)強熱CaCO (B)大理石，鹽酸 (C)光合作用 23 (D)加熱Mg(HCO) (E)葡萄糖發酵製備酒精。 32 2. 下列敘述何者符合一氧化碳的性質, (A)水煤氣的成分氣體之一,且具有還 原性 (B)為綠色植物進行光合作用所必需的氣體 (C)大自然最主要的來源為 94 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 石油或煤燃燒不完全所排放出來 (D)僅占空氣中約1%的含量,且不具反應性 的氣體 (E)無色氣體,毒性強,少量存在於空氣中,也可能致命。 (,,師大附中月考) 3. 有關於硫、磷、碳的同素異形體之敘述,下列何者錯誤, (A)最安定的磷為 (B)最安定的硫為斜方硫 (C)毒性,白磷,紅磷 (E)C為目前發現最對白磷60 稱之球形分子 (E)石墨為三度空間之網狀固體。 (,,師大附中月考) 參考答案 95 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 基本題 C C C BD ABCDE 進階題 A D B B ABDE AE AE 柒、矽及其化合物 一、元素矽 1.矽的製造,矽以二氧化矽或矽酸鹽等化合物形式存在自然界中。 (1)實驗室,以活性金屬還原白砂(主要成分SiO)。 2 3SiOO+ 4Al ? 3Si + 2Al 223 (2)工業上,石墨和砂混合在電爐中反應。 SiO + C ? Si + 2CO 2 2.矽的性質 (1)室溫下,Si安定,只與氟發生激烈反應生成SiF。 4 Si + 2F ? SiF 24 (2)高溫下,Si 較活潑,可與鹵素或氧反應。 Si + 2Cl ? SiCl 24 3.矽的用途,高純度的Si在半導體上需求很大,為電子組件。 (1)P-型半導體,在Si中加入少量電子對受體。如 B、Al。 (2)N-型半導體,在Si中加入少量電子對予體,如 P、As。 96 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 二、矽酸鹽類 4-1.正矽酸鹽 (含SiO離子) 4 (1)大都數矽化合物都是以矽酸鹽形式存在於礦物中。 4-(2)含SiO離子的矽酸鹽稱為正矽酸鹽,如橄欖石[ (Fe,Mg)SiO ] 。 424 34-(3)SiO 離子中,Si是以SP混成軌域占正四面體中心,而氧原子占正四4 面體的四個角。 6-2.焦矽酸鹽 (含SiO離子) 27 4-兩個SiO共用1個氧原子所組成,如矽酸鈧礦( ScSiO) 4227 6-3.環狀矽酸鹽 (含SiO) 39 4-4-由3個SiO以每個SiO之兩個氧原子共用組成,如藍錐礦(BaTiSiO) 4439 12- 4.六環矽酸鹽 ( 含SiO) 618 4-4-由六個SiO以每個SiO之2個氧原子共用而組成,如緣柱石44 ( BeAlSiO) 32618 5.矽酸鹽中的金屬離子,礦物中很少僅含單一的金屬離子,離子半徑相近的金 ++2+屬離子可以互相取代晶格的位置,常見的矽酸鹽陽離子有,K、Na、Ca、 2+3+3+4+Mg、Al、Fe、Ti等。 三、二氧化矽及鋁矽酸鹽 1.二氧化矽性質 (1)二氧化矽硬度大、熔點高。 (2)SO為一種極弱的酸性氧化物,可緩慢的溶解在強鹼中。 2 xSiO+ 2NaOH ? NaO?xSiO+ HO 2222 (3)氫氟酸可與二氧化矽反應生成四氟化矽。 97 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 SiO + 4HF ? SiF + 2HO 242 (4)高溫熔化二氧化矽,再急速冷卻,會變為石英玻璃。 2.二氧化矽用途 (1)石英玻璃的熱膨脹係數小,可作為耐熱玻璃。 (2)高純度石英玻璃可拉長成纖維狀,稱為光纖維,廣用為光通信及醫院檢 查胃的內視鏡。 3.鋁矽酸鹽 4-黏土、沸石等,以SiO為基幹,但有一些Si原子的位置被鋁取代的鋁矽4 3+4+酸鹽,因Al比Si少一正電荷,所以鋁矽酸鹽往往含有鹼金屬離子以維持電中性,也因此黏土和沸石具有離子交換性,可軟化硬水。 四、偏矽酸鈉及水玻璃 1.偏矽酸鈉的製造 混合SiO及NaCO強熱使熔化製得。 223 SiO + NaCO ? NaSiO +CO 2(s)23(s)23(s)2(g) 2.水玻璃的製造 將偏矽酸鈉加水加熱,變成黏性很大的液體,稱為水玻璃。 3.水玻璃的性質及用途 (1)水玻璃溶於水成強鹼性。 (2)可做為肥皂的填充劑、玻璃的黏著劑及防火劑。 (3)水玻璃加酸時,可得半透明膠凍狀的矽酸(HSiO) 。 23 98 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 NaSiO + 2HCl ? HSiO + 2NaCl 23(l)(aq)23(l)(aq) (4)將矽酸乾燥脫水成粒狀固體稱為矽膠(silica gel) ,吸溼性強,可做乾燥劑。 五、玻璃 1.製備, 玻璃為NaSiO與CaSiO的混合物,可將矽砂、灰石、碳酸鈉在高溫熔233 化,冷卻後即可得。 NaCOSiO + SiO? Na+ CO 232232 CaCO+ SiO? CaSiO+ CO 3232 2.添加不同的物質可使玻璃具有特性, (1)水晶玻璃加入氧化鉛。 +(2)玻璃如添加 K可提高熔點。 (3)添加SnO,成為不透明玻璃。 2 (4)添加CrO,可使玻璃呈綠色。 23 (5)添加硼砂(NaBO?10HO)所得硼玻璃,膨脹係數很小,不致因溫度的急2472 劇變化而破裂,適用於實驗上玻璃儀器的應用。 六、陶瓷與水泥 1.陶瓷的製備 99 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 黏土( 大都為高嶺土AlSiO(OH))經成型、乾燥後,再以高溫處理即成 2254 陶瓷。 2.陶瓷的特性 (1)陶瓷中常含有晶狀及玻璃狀的混合物體。 (2)磚也屬於陶瓷,只是原料中黏土中含有較多量的鐵分。 3.水泥的製備 將黏土與石灰石混合物在1400~1600?高溫窰中加熱即得,主要成分為鋁 矽酸鹽。 4.水泥的特性 水泥與水混合後,可隨意塑形,經過相當時間後就會硬化,硬化過程屬於放 熱的化學反應,硬化物為鋁矽酸鈣。 隨堂練習 1. 試比較CO與SiO的差異。 22 2. 有一岩石試料重2.0克,經由過氫氟酸反應並加熱後,重量減為1.3克,則試 料中二氧化矽的含量為若干%。 100 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 A.基本題 一、單選題 1. 有關下列各物質及性質的敘述,何者錯誤, (A)矽膠,可作為玻璃的黏著劑 (B)光纖維,廣用於通信或檢查胃的內視鏡 (C)碳化矽,可切割玻璃、磨研物 料 (D)碳纖維,可做釣魚桿、運動器材的材料。 (,,內湖高中月考) 2. P,型半導體是在高純度矽晶體中,加入少量的下列何種元素, (A)砷 (B)硫 (C)硼 (D)碳。 (,,師大附中月考) 3. 矽石,二氧化矽,可溶於下列何種試劑, (A)濃硫酸 (B)濃硝酸 (C)濃氫氧化 鈉溶液 (D)濃氨水。 4. 玻璃容器不適合盛裝何種濃溶液, (A)HF (B)HCl (C)HNO (D)HSO。 324 5. 下列何者並非鋁矽酸鹽化合物, (A)磚 (B)水泥 (C)沸石 (D)玻璃。 二、多重選擇題 1. 下列敘述何者正確, (A)玻璃的主要成分為CaSiO (B)水玻璃的主要成分為3 NaSiO (C)高純度的石英玻璃可拉長成為通信用的光纖維 (D)將矽酸乾燥脫23 水成為粒狀固體稱為矽膠,是常用的乾燥劑 (E)水玻璃廣泛用於黏著劑、防 101 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 水及防火劑。 2. 下列何者立體結構相似, (A)石英 (B)石灰 (C)石墨 (D)石棉 (E)雲母。 4,2,3. 下列矽酸鹽的陰離子基團,何者正確, (A)橄欖石SiO (B)輝石SiO (C)43 6,2,4,石棉SiO (D)滑石SiO (E)石英SiO。 411254 4. 下列網狀結構中,含有離子鍵者為何, (A)石棉 (B)石英 (C)雲母 (D)輝石 (E)沸石。 B、進階題 一、單選題 1. 一岩石重5.0克,經與過量氫氟酸反應並加熱乾燥,發現重量減輕為3.5克, 請問岩石中SiO的含量若干, (A)70% (B)65% (C)35% (D)30%。 2 (,,師大附中月考) 232. 一度空間矽酸鹽的石綿,其Si原子的鍵結軌域為何, (A)sp (B)sp (C)sp 3(D)spd。 3. 下列哪一項為保存該物質的適當方法, (A)用玻璃瓶保存KOH溶液 (B)用玻 璃瓶保存HF溶液 (C)用玻璃瓶保存HSO溶液 (D)用銅製容器保存AgNO243 溶液。 4. 下列物質的化學式何者錯誤, (A)水玻璃,NaO,xSiO (B)海波,NaSO,22223 5HO (C)矽酸,HSiO (D)小蘇打,NaCO。 22323 102 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 5. 矽(Si)、鋁(A1)、硼(B)是在製造矽積體元件中常用到的元素,鋁是做為金屬導 線,滲有硼的矽Si(B),則是做為基材,試問下列材料中導電度大小由高而低 的順序,何者正確, (A)A1,Si,Si (B)A1,Si,B,,Si (C)Si,B,,A1 ,Si (D)Si,B,,Si,A1。 二、多重選擇題 1. 常溫下,下列哪些反應無氣體生成, (A)二氧化矽於氫氧酸中 (B)銅於稀硫酸 中 (C)雙氧水滴入KMnO溶液中 (D)銅於濃硫酸中 (E)金於濃硝酸中。 4 2. 有關矽及矽酸鹽的敘述,下列何者正確, (A)在自然界大多以元素態存在, 3熔點為第三列元素中最高者 (B)矽類似金剛石的結構,以sp鍵結,鍵角120? (C)若於矽中加入少量電子對受體,如硼,則成n,型半導體 (D)所有的矽酸 4,鹽皆以SiO為基本單位組成 (E)輝石為一種一度空間單長鏈的矽酸鹽,其4 2n,矽酸根的化學式為(SiO)。 3n 3. 有關金剛石與石墨的敘述,選出正確者, (A)金剛石為電的絕緣體,石墨為 3電的良導體 (B)兩者碳原子皆為sp鍵結 (C)碳與碳間鍵能,石墨,金剛石 (D)碳與碳間鍵長,金剛石,石墨 (E)金剛石沒有π鍵,石墨沒有σ鍵。 103 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 104 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 參考答案 基本題 A C C A D ABCDE CE ABCD ACDE 進階題 D C C D B BE DE ACD 105 高二化, 第九章非金屬仌素及其化合物 106