文档内容
2 0 2 5 年 上 教 师 资 格 · 化 学 学 科 笔 试
主讲老师 岳筱涵
粉笔教师教育 粉笔教师铁、铜及其化合物P55
4.金属活动性顺序及其应用
金属活动性顺序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au
原子失电子能力 由易到难，还原性由强到弱
阳离子得电子能力 由难到易，氧化性由弱到强
常温下在干燥
常温下 常温下能被氧化 加热时
和O 反应 空气中不易被 — 不能被氧化
2
易被氧化 （生成氧化膜） 能被氧化
氧化
常温下 加热或与H O(g)反应
2
和H O反应 — 不能置换水中的氢
2
置换出氢 置换出氢P55
金属活动性顺序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au
不能置换稀酸中的氢
剧烈反应， 能置换出酸中的氢，常温下
和酸反应 置换出酸中 Fe、Al在冷的浓HNO 、浓 —
3 与强氧化性 只与王水
的氢 H SO 中会钝化
2 4 酸反应 反应
和碱反应 仅Al、Zn能跟强碱溶液反应生成H
2
和盐反应 先与水反应 排在前边的金属从盐溶液中置换出后边的金属
碱的热分解 受热不分解 受热分解 — 微热分解
电解法（K~Al），热还原法（Zn~Cu），
冶炼方法
加热分解法（Hg~Ag），物理方法（Pt~Au）碳、硅及其化合物P56
一、碳、硅的结构、物理性质与用途
碳 硅
金刚石、石墨、C 等（同素异形体，与
60
单质 晶体硅和无定形硅
O 反应的最终产物为CO ）
2 2
自然界中存
既有游离态，又有化合态 仅有化合态
在形式
金刚石：空间网状结构 晶体硅：
结构
石墨：层状结构 与金刚石类似的空间网状结构
金刚石熔点高、硬度大 晶体硅为灰黑色固体，
物理性质
石墨熔点高、质软、有滑腻感 有金属光泽、硬度大、熔点高
金刚石用于制作切割刀具、制饰品 晶体硅用于制作半导体材料、硅芯片和硅
用途
石墨用作电极、制铅笔芯 太阳能电池P57
二、CO 和SiO 的比较
2 2
二氧化碳 二氧化硅
类 别 均为酸性氧化物
结构特点 由二氧化碳分子构成 由O与Si原子构成的空间立体网状结构
物理性质 熔点和沸点低，可溶于水 常温下为坚硬难熔的固体，不溶于水
与碱（如NaOH） CO ＋2NaOH=Na CO ＋H O
2 2 3 2
SiO ＋2NaOH=Na SiO ＋H O
化 2 2 3 2
反应 （或CO ＋NaOH=NaHCO ）
2 3
学
与水反应 CO ＋H O H CO —
2 2 2 3
性
与CaO反应 — CaO＋SiO CaSiO
质 2 3
与HF反应 — 4HF＋SiO =SiF ↑＋2H O
2 4 2
用 途 制饮料、制碳酸盐 制光导纤维、光学仪器、电子部件、石英钟
存 在 空气中 岩石、砂石、水晶、硅藻土、玛瑙中P57
三、碳、硅元素单质及其化合物的特性
1.一般情况，非金属元素单质熔、沸点低，硬度小，但硅和金刚
石熔、沸点高，硬度大，其中金刚石为天然存在的硬度最大的物质。
2.一般情况，非金属元素单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为
电的良导体。
3.一般情况，氧化还原反应遵循“剂强物弱”的原则，而碳却能还
原出比它更强的还原剂：
SiO ＋2C Si＋2CO↑，FeO＋ C Fe＋CO↑。
2P57
4.非金属单质一般不能生成H ，但C、Si均可：
2
C＋H O(g) CO＋H （水蒸气通过灼热的碳层，生成水煤气
2 2
的反应）；
Si＋2NaOH＋H O Na SiO ＋2H ↑ 。
2 2 3 2
5.一般情况，较活泼金属＋酸 = 盐＋氢气，然而Si是非金属，却
能与氢氟酸发生反应：
Si＋4HF SiF ↑＋2H ↑。
4 2
但生成的SiF 不属于盐。
4P57
6.一般情况，酸性氧化物＋碱 = 盐＋水，SiO 是酸性氧化物，却
2
能与氢氟酸反应：
SiO ＋4HF SiF ↑＋2H O
2 4 2
7.无机酸一般能溶于水，而H SiO 却难溶于水。
2 3
8.H CO 的酸性强于H SiO 且生成的硅酸为沉淀，
2 3 2 3
所以有 Na SiO ＋CO ＋H O H SiO ↓＋Na CO ，
2 3 2 2 2 3 2 3
但反应Na CO ＋SiO Na SiO ＋CO ↑ 也能发生 。
2 3 2 2 3 2P58
9. 制粗硅：SiO +2C Si+2CO↑。
2
粗硅提纯：Si(粗)+2Cl SiCl ，SiCl +2H Si(纯)+4HCl。
2 4 4 2
C Cl H
工业制取纯硅的工艺流程为 SiO 粗硅 2 SiCl 2 纯硅，
2 4
用焦炭还原SiO ，产物是 CO 而不是 CO 。
2 2P58
四、实验：硅酸的制备
硅酸是一种很弱的酸（酸性比碳酸还弱），溶解度很小。由于 SiO
2
不溶于水，所以硅酸是通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得的。所生成
的 H SiO 逐渐聚合而形成胶体溶液——硅酸溶胶，硅酸浓度较大时，则
2 3
形成软而透明的、胶冻状的硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水后就形成硅
酸干胶，称为“硅胶”。硅胶多孔，吸附水分能力强，常用作实验室和袋装
食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体。P58
（一）实验步骤
在试管中加入3~5mLNa SiO 溶液（饱和Na SiO 溶液按1:2或1:3的体
2 3 2 3
积比用水稀释），滴入1~2滴酚酞溶液，再用胶头滴管逐滴加入稀盐酸，边
加边振荡，至溶液红色变浅并接近消失时停止。静置，仔细观察变化过程
及现象。
（二）实验现象
滴入酚酞溶液变红色（SiO 2－水解使溶液显碱性，从而使酚酞溶液呈
3
红色），加入稀盐酸后，有透明的硅酸凝胶形成。
Na SiO ＋2HCl H SiO （胶体）＋2NaCl
2 3 2 3P58
五、硅酸盐
硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称。
硅酸盐在自然界中分布极广，是一大类结构复杂的固态物质，大
多数不溶于水，化学性质稳定。P59
（一）最简单的硅酸盐——硅酸钠（Na SiO ）
2 3
最简单的硅酸盐是Na SiO ，是白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液
2 3
俗称水玻璃或泡花碱，有黏性，溶液显碱性，硅酸钠长期暴露在空气中会变
质，因此要密封保存且盛放硅酸钠的试剂瓶不能用玻璃塞。
1.能与酸性比硅酸强的酸反应
与盐酸反应：Na SiO ＋2HCl 2NaCl＋H SiO ↓
2 3 2 3
与CO 水溶液反应：Na SiO ＋CO ＋H O H SiO ↓＋Na CO
2 2 3 2 2 2 3 2 3
2.用途：制作黏合剂(矿物胶)、耐火阻燃材料。P59
（二）硅酸盐表示方法
硅酸盐种类繁多，结构复杂，组成各异，通常用二氧化硅和金属氧
化物的组合形式表示其组成。
如硅酸钠(Na SiO )：Na O·SiO 。
2 3 2 2
复杂硅酸盐改写成氧化物的规则：
1.格式：金属氧化物•二氧化硅•水
2.顺序：金属氧化物按金属活动性顺序（或低价在前，高价在后，
若价态相同按活动性顺序）
如钾长石(KAlSi O )：K O·Al O ·6SiO ；
3 8 2 2 3 2
钾云母(KH Al Si O )：K O·3Al O ·6SiO ·2H O。
2 3 3 12 2 2 3 2 2P59
（三）硅酸盐工业
以含硅物质为原料经加热而制成硅酸盐产品的工业，叫作硅酸盐
工业。如制造水泥、玻璃、陶瓷等的工业都属于硅酸盐工业。陶瓷是
人类最早使用的硅酸盐材料。P59
水泥 玻璃 陶瓷
黏土、石灰石、石膏（辅助材 黏土（主要成分：
生产原料 纯碱、石灰石、石英砂（过量）
料，用于调节水泥的水硬性） Al O ·2SiO ·2H O）
2 3 2 2
生产设备 水泥回转窑 玻璃熔炉 陶瓷窑
高温下发生复杂的 Na CO ＋SiO Na SiO ＋CO ↑ 高温下发生复杂的
2 3 2 2 3 2
生产原理
物理、化学变化 CaCO ＋SiO CaSiO ＋CO ↑ 物理、化学变化
3 2 3 2
混合→成型→干燥→
原料→研磨、混合→回转窑中 原料→玻璃熔炉→熔融物→冷却→
生产过程 （烧制前在坯体上涂彩
煅烧→加入石膏，研细→水泥 玻璃
釉）烧结→冷却→成品P60
水泥 玻璃 陶瓷
硅酸三钙(3CaO·SiO )、
2
主要成分 硅酸二钙(2CaO·SiO )、 Na SiO 、CaSiO 、SiO 成分复杂
2 2 3 3 2
铝酸三钙(3CaO·Al O )
2 3
具有水硬性，跟水掺和搅拌并 无固定熔点，在一定温度范围 具有抗氧化性，耐高温，
重要性质
静置后，很容易凝固变硬 内逐渐熔化（玻璃态物质） 绝缘，耐酸碱腐蚀
有色玻璃(加入Co O 后玻璃呈
2 3
蓝色，加入Cu O后玻璃呈红
2
矿渣硅酸盐水泥、 色，普通玻璃呈淡绿色是因为
种类 土器、陶器、炻器、瓷器
复合硅酸盐水泥等 原料中混有Fe2＋ )、石英玻璃、
光学玻璃（加入PbO）、钢化
玻璃（工艺处理）、玻璃纤维P60
（四）新型无机非金属材料
传统的无机非金属材料（硅酸盐材料） 新型无机非金属材料
高温结构陶瓷、生物陶瓷、
种类 普通水泥、普通玻璃、黏土质陶瓷等
压电陶瓷、光导纤维等
①能承受高温，强度大；
①耐腐蚀、耐高温； ②具有电学特性；
特性
②质脆、经不起热冲击 ③具有光学特性；
④具有生物功能P61
【粉笔提示】
CO 2－、HCO －的检验
3 3
离子 CO 2－ HCO －
3 3
原理 CO 2－+Ca2+=CaCO ↓ HCO －+H+=CO ↑+H O
3 3 3 2 2
向待检验溶液中滴加一定量含Ca2+或 向待检验溶液中滴加一定量含Ca2+
Ba2+的可溶性盐溶液，有白色沉淀生 或Ba2+的可溶性盐溶液，无明显现
方法 成，再加入适量的酸，白色沉淀溶 象（排除CO 2-、SO 2-），再加入足
3 4
解（排除SO 2-干扰）且生成无色无 量的酸，若溶液中有无色无味的气
4
味的气体，则待检溶液中有CO 2－ 体生成，则待检溶液中有HCO －
3 3P61
1. 不能用 Ca(OH) 溶液和 Ba(OH) 溶液检验 CO 2−和 HCO −，原因
2 2 3 3
是 OH– 能将 HCO −转化为 CO 2−。
3 3
2. 加酸后可根据气体是否有气味排除 SO 2−、HSO −的干扰。
3 3
3. 不能用加酸看是否有无色气体产生的方法检验 CO 2−和 HCO −，
3 3
因为 CO 2−与 HCO −两种离子都有该现象发生。
3 3P61
六、碳、硅及其化合物之间的转化关系P61
化学与社会生活密切相关，下列说法正确的是（ ）。
A. 菜籽油都是利用萃取方法制取的
B. 造纸的主要原料是纤维素和低聚糖
C. 高纯度晶体硅被广泛用于制作光导纤维
D. 煤经过气化和液化等处理可转变为清洁能源氯、溴、碘及其化合物P62
一、氯气的性质和用途
（一）物理性质
通常氯气为黄绿色、有强烈刺激性气味、密度比空气大的有毒气
体，易液化。25 ℃时，1体积水约溶解2体积氯气，其水溶液俗称氯水，
为淡黄绿色。P62
（二）化学性质
氯原子的结构：
氯气是一种活泼的非金属单质，化学性质很活泼，是强氧化剂。1.与金属反应（与变价金属反应，将金属氧化至高价态）
P62
2Na＋Cl 2NaCl（白烟）
2
2Fe＋3Cl 2FeCl （棕褐色烟）
2 3
Cu＋Cl CuCl （棕黄色烟）
2 2
注意：常温下干燥的氯气或液氯不能与铁发生反应，所以工业上
常把干燥的液氯储存在钢瓶中。2.与非金属反应
P63
H ＋Cl 2HCl（苍白色火焰、白雾）
2 2
2P＋3Cl 2PCl （Cl 不足）（白雾）
2 3 2
2P＋5Cl 2PCl （Cl 充足）（白烟）
2 5 2
3.与水反应
Cl ＋H O HCl＋HClO（强氧化性）
2 2
2HClO 2HCl＋O ↑（HClO不稳定，见光易分解）
2【粉笔提示】 P63
1.氯水的成分
新制氯水中，所含的分子有：Cl 、H O、HClO；
2 2
离子有：H+、Cl－、ClO－、OH－（少量）。
2.新制氯水与久置氯水的比较
新制氯水 久置氯水
成分 Cl 、H O、HClO、HCl H O、HCl
2 2 2
颜色 淡黄绿色 无色
性质 酸性、漂白性 酸性（比新制氯水强）、无漂白作用
原因 Cl +H O HCl+HClO，2HClO 2HCl+O ↑
2 2 23.氯水的性质
P63
成分 表现的性质 反应实例
①Cl +2KI = 2KCl+I
2 2
①强氧化性
Cl Cl +H SO +H O = H SO +2HCl
2 2 2 3 2 2 4
②加成反应
②Cl +CH =CH → ClH C-CH Cl
2 2 2 2 2
H+ 强酸性 2H++CaCO =Ca2++CO ↑+H O
3 2 2
滴入紫色石蕊试液
①弱酸性 ①HClO+OH－=ClO－+H O
2 先变红，后褪色
HClO
②强氧化性 ②漂白、杀菌、消毒
Cl－ 沉淀反应 Cl－+Ag+=AgCl↓P64
4.影响Cl + H O H+ + Cl- + HClO 平衡移动的外界因素
2 2
向氯水中
浓度变化 平衡移动的方向 应用
加入的物质
①用饱和食盐水除Cl 中的HCl；
2
可溶性氯化物 c(Cl－)增大 左移
②用排饱和食盐水法收集Cl
2
c(H+)和c(Cl－)增
盐酸 左移 次氯酸与浓盐酸反应粗制Cl
2
大
NaOH c(H+)减小 右移 用NaOH溶液吸收多余的Cl
2
光照 c(HClO)减小 右移 氯水应避光保存或现用现配4.与碱反应
P64
Cl ＋2NaOH NaCl＋NaClO＋H O
2 2
2Cl ＋2Ca(OH) CaCl ＋Ca(ClO) ＋2H O
2 2 2 2 2
补充：实质是氯气先与水反应生成酸，酸再与碱反应
①Cl +H O HCl+HClO
2 2
②HCl+NaOH NaCl+H O
2
③HClO+NaOH NaClO+H O
2
漂白粉发挥作用或失效的原理为：
CO ＋Ca(ClO) ＋H O CaCO ＋2HClO
2 2 2 35.与还原性物质反应
P64
Cl ＋SO ＋2H O H SO ＋2HCl
2 2 2 2 4
2KI＋Cl 2KCl＋I
2 2
2FeCl ＋Cl 2FeCl
2 2 3
6.与有机物反应
CH ＋Cl CH Cl＋HCl
4 2 3（三）氯离子的检验 P64
在用AgNO 溶液检验Cl－时，一般先在被检测的溶液中滴入少量
3
稀硝酸使其酸化，以排除干扰离子。
（四）氯气的用途
制漂粉精，消毒，制盐酸、农药、氯仿等。P68
1. 已知甲、乙、丙、丁、戊均为中学化学常见物质，其中甲为非金属
单质，常温下为黄绿色气体，乙为金属单质，丙为含甲元素的酸，它们在
一定条件下能发生如下转化：
下列说法正确的是（ ）。
A. 甲是常用的还原剂 B. 丙是常用的氧化剂
C. 丁比戊中所含元素种类多 D. 乙与丁反应可得到戊粉笔教师教育 粉笔教师
