第03讲 无机非金属材料（原卷版）.docx

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1、硅酸盐及其结构硅酸盐的结构硅酸盐的特性常见的硅酸盐材料陶连普通玻璃普通水泥硅的存在与性质 二氧化硅的性质硅和二氧化硅第03讲无机非金属材料目录新知导航：熟悉课程内容、掌握知识脉络基础知识：知识点全面梳理，掌握必备 重点记忆：关键点快速记忆，提升能力Q 小试牛刀：考点剖析+过关检测，合理应用氨与酸反应 新型陶瓷(氨的还原性 氨与水的反应富勒烯碳纳米材料，碳纳米管石墨烯0课时1无机非金属材料一、传统无机非金属材料一一硅酸盐材料L硅酸盐及其结构(1)硅酸盐的概念硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。它们种类繁多、组成各异、结构复杂，在自然界中广泛存 在。(2)硅酸盐的结构在硅酸盐中，Si和O构成

2、了硅氧四面体，其结构如图所示。每个Si结合一个O, Si在中心，在四面 体的4个顶角；许多这样的四面体还可以通过顶角的相互连接，每个为两个四面体所共有，与一个 Si相结合。(3)硅酸盐的特性硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度、熔点、溶于水、化学性质稳定、 耐腐蚀等特点。2 .常见的硅酸盐材料陶瓷普通玻璃普通水泥原料纯碱、石英砂主要原料：辅助原料：适量的石膏设备主要成分成分复杂硅酸钠(Na2Si3)硅酸钙(CaSiO3) 二氧化硅(SiO2)硅酸三钙(3CaO)i02)、硅 酸二钙(2CaO502)、铝酸 三钙(3CaOAI2O3)特点抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘玻璃是非晶

3、体，称为玻璃态物 质，无固定熔点，在某一温度 范围内软化可加工成制品具有水硬性，与水掺和搅 拌并静置后，很容易凝固 变硬用途建筑材料、绝缘材料、 日用器皿、卫生洁具建筑材料、光学仪器、各种器皿、制造玻璃纤维大量用于建筑和水利工程3.硅酸钠(俗名泡花碱)(1)硅酸钠易溶于水，其水溶液俗称，具有黏结力强、耐等特性，常用作黏合剂和防火剂。(2)硅酸钠溶液与盐酸反应生成硅酸(H2SiO3)沉淀，其离子方程式是SioM+ 2H+=H2Si3人(3)少量的二氧化碳通入硅酸钠溶液中，反应的离子方程式是SiOM+ C2+H2=H2Si31 + CM0 二、新型无机非金属材料L硅和二氧化硅(1)硅的存在与性质硅

4、在自然界主要以 和 的形式存在；单质硅是应用最为广泛的半导体材料；高温下，硅能与氧气反应生成，与氯气反应生成 。(2)二氧化硅的性质二氧化硅硬度大、熔点高，不溶于水；酸性氧化物：SiO2+2NaOH=；具有氧化性：SiO2+2C-=；特性：SiO2+4HF=02 .新型陶瓷(1)新型陶瓷与传统陶瓷相比，在上有很大的变化，在 等方面具有很多新的特性和功能。(2)常见新型陶瓷及其用途(连线)A.高温结构陶瓷B.压电陶瓷、 C.透明陶瓷/ D.超导陶瓷/O用于高压钠灯、激光器、高温探测窗 .主要用于电力、交通、医疗等领域 用于滤声器、扬声器、超声波探伤器 ,用于火箭、汽车发动机和耐高温材料(3)高温

5、结构陶瓷碳化硅(SiC)碳化硅俗称，它是由碳原子和硅原子通过连接而形成，与的结构类似，具有硬度大和优异 的 能。3 .碳纳米材料(I)富勒烯是由构成的一系列笼形分子的总称，如C50、C60、C70 C120等，其代表物是O(2)碳纳米管是由一卷成的管状物，具有一尺度的直径。比表面积大，具有高强度和优良的电学性能。(3)石墨烯是只有一个直径厚度的单层石墨，其独特的结构使其电阻率低、热导率高，具有很高的强 度。一、工业制备高纯硅的原理I 1 800-2000 一口I 300 1 100 一十|I 石英砂 I - s -rhl(1)工业制备高纯硅反应的化学方程式：Occ I C- 1 8002000

6、 l.SIO2+2=S+2CO ；Q oSi+3HCl=SiHCl3+H2 ；1 IQQ oQ SiHCl3+H2=Si+3HCL(2)上述反应共同的反应类型是氧化还原反应(或置换反应)，反应中焦炭的作用是还原剂，反应中氢 气的作用是还原剂。A考点剖析考点一：传统无机非金属材料1. （2023上.辽宁高一统考）下列属于传统无机非金属材料的是A.单晶硅B.石墨烯C.普通玻璃D.二氧化硅考点二：新型无机非金属材料2. （2023下.河南开封.高一校联考期末）新型材料广泛用于我国载人航天器，下列不属于新型无机非金属 材料的是A.氧化铝陶瓷B.高纯单晶硅C.石墨烯D.玻璃考点三：硅的性质极其用途3.

7、（2023上辽宁葫芦岛高一联考）最近，华为Mate60Pro上市，其搭载的新型麒麟9000s芯片，突破了美 国的芯片封锁，实现了智能手机5G芯片国产化。下列有关说法正确的是A.硅是芯片的主要成分之一，晶体硅是一种性能优良的半导体材料，它属于非电解质B.晶体硅和无定形硅是硅元素的同素异形体，二者化学性质完全不同C.光刻胶是制造芯片的关键材料，金属氧化物纳米颗粒光刻胶由金属氧化物纳米簇和溶剂等组成，是一种 胶体r温D.工业粗硅的冶炼方法为SiO2+2CSi+2COT，在该反应中SiO2作还原剂考点四：二氧化硅的性质极其用途4. （2023下.四川南充.高一校考期中）二氧化硅（Sio2）又称硅石，是

8、制备硅及其化合物的重要原料。下列说 法正确的是A.同二氧化碳一样，二氧化硅分子是由一个硅原子和两个氧原子构成的B. SiO2既能与HF反应，又能与NaoH反应，属于两性氧化物高温C.制备粗硅的化学方程式为SiO2+2CSi+2Cc）T高温D.因为CaCO3 + SiO2CaSiO3+CO2T,所以硅酸的酸性比碳酸强A过关检测1. （2023下河南平顶山高一统考期末）下列物品的主要成分为硅酸盐的是物品选项 A.电脑B.水缸C.电动车D.红灯笼2. （2023下.湖南张家界.高一张家界市民族中学校考）下列不是传统的无机非金属材料的是A.玻璃B.水泥C.碳纳米管D.陶瓷3. （2023上江苏盐城高一

9、统考期中）已知SiO2+2NaOH = Na2SiO3+H2O, Si。?属于A.酸B.酸性氧化物C.碱D.盐4. （2023下.湖北武汉.高一湖北省武昌实验中学校考）下列说法正确的是A.高纯硅可用于制作光感电池B.二氧化硅导电能力强，可用于制造光导纤维C.盛装Na2SiO3溶液的试剂瓶可以使用玻璃塞D.利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品运用了 Si。?是两性氧化物的化学原理5. （2023下.广东东莞高一校考期中）材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列有关物质的说法正确的 是A.太阳能电池板广泛应用在航天器上，其材料是晶体硅B.石英玻璃、碳化硅陶瓷、水泥、石墨烯都是硅酸盐材料C.半导体行业中有一

10、句话：“从沙滩到用户”，计算机芯片的材料是二氧化硅D.中国航天飞船外壳用到的是特种镁合金，属于新型无机非金属材料6. （2023下.重庆江津.高一校考期中）下列物质中对应的用途不正确的是A.单质硅半导体材料B.二氧化硅-光导纤维C.硅酸钠-光电池原料D.硅酸凝胶-作干燥剂7. （2023下.四川自贡.高一统考期末）近年来，我国在航天、通信、环保等领域取得了举世瞩目的成就，科 学技术的进步离不开化学。下列说法正确的是A.航天飞船使用的高温结构陶瓷，属于硅酸盐材料B.太阳能电池的材料是二氧化硅C.碳纳米管属于新型无机非金属材料D.用于通信的光导纤维，是用高纯硅制造的8. （2023下.山东临沂.高

11、一统考期末）能正确表示下列反应的离子方程式为A.氯化铜溶液中通入硫化氢：Cu2+S2- =CuSB.硅酸钠溶液中通入二氧化碳：SiO- +CO2 +H2O=HSiO; +HCO；C.过量二氧化碳通入饱和碳酸钠溶液中：2Na+COf-+CO2+H2O=2NaHCO3D.碳酸氢镂溶液中加入过量的氢氧化钠溶液：HCO-+OH-=COf-+H2O9. （2023下河北邯郸高一校考）下列有关硅及其化合物的说法中正确的是A.硅酸钠属于盐，不属于碱，所以硅酸钠可以保存在磨口玻璃塞试剂瓶中,高温B.反应 Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3 J ,反应NazCCh+SiC

12、h= Na2SiO3+CO2T,两反应是相互矛盾的，不可能都发生18002000C.粗硅制备单晶硅涉及反应之一：SiO2+CSi+CO2 D.虽然Si。?能与HF、NaoH反应，但Si。?不是两性氧化物10. （2022下.山西朔州.高一校考）下列叙述正确的是A. CO2和SiCh都是酸性氧化物，所以两者物理性质相似高温人B.依据CaCo3+SiO2.CaSiO3+CO27,推测硅酸的酸性比碳酸强C. CO2和SiO2都能与碳反应，且都作氧化剂D. SiCh既能和NaoH反应，又能和HF反应，所以二氧化硅属于两性氧化物11. （2023上黑龙江哈尔滨高一校考）工业上以石英砂（SiO2）为原料制

13、取单质硅，其工艺流程图如下：流程一：5迨2空（粗）5汨0311号（纯）流程二：石英砂M瓯r匣匮回Mg 20 1已知SiH4中H为-1价。下列有关反应分类说法不正确的是A.均属于氧化还原反应B.只有属于置换反应C.既属于氧化还原反应又属于分解反应 D.中的两个化学反应均属于复分解反应12. （2023下江苏无锡高一校考期中）下列关于硅及其化合物的说法中，不正确的是A.自然界中的硅元素全部是以化合态形式存在温B.据SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2T的反应，可推知硅酸酸性比碳酸酸性强C.不能用二氧化硅跟水直接反应制取硅酸D. Na2SiO3可用作黏合剂、木材防火剂的原料，实验室保存Na2Si

14、O3溶液应用橡胶塞13. （2023上.江西南昌.高一统考）碳酸钙和二氧化硅常用作日常生活中牙膏的摩擦剂，下列说法正确的是A.常温下，碳酸钙易溶于水B.二氧化硅（Sio2）中硅原子与氧原子的个数比为7： 8C.工业上常采用燃烧碳酸钙的方法来制备CO?D.由反应Sio2+2NaOH=Na2SiO3+H2O可知，SiO2为碱性氧化物14. （2023下.重庆江津.高一校联考期末）下列有关硅及其化合物的说法中不正确的是A.在粗硅的提取中发生反应：2C+SiO22CO+Si,硅元素被还原B. Si和SiO2均能与NaOH溶液反应生成硅酸钠C.用SiO2制取硅酸，应先使二氧化硅与氢氧化钠溶液反应，然后再通入CCh高温D.由Na2CO3+SiO2CO2T+Na2SiO3可知硅酸的酸性强于碳酸 15.（2023下湖北武汉高一校联考期末）高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域,用SiHCl3（SiHCl3能与水强烈反应）与过量H?在100000C温度下反应制备高纯硅的装置如图（热源及夹持装置略去）。下列相关说法错误的是尾气处理部分略去A.装置B中的试剂作用是干燥H?B.装置D可使用石英玻璃管C.装置D中发生反应的H?可用焦炭代替D.装置C中的