5.3 无机非金属材料 衔接学案【新教材】2020-2021学年人教版（2019）高一化学必修二（教师版+学生版）

第3节 无机非金属材料 【知识点1】硅酸盐材料 【资料卡片P19】硅酸盐的结构 在硅酸盐中， Si和O构成了硅氧四面体，其结构如图5-18 所示。每个Si结合 个O，Si在中心， O在四面体的四个顶 角。许多这样的四面体还可通过顶角的O相互连接。每个O 为两个四面体所共有，与 个Si相结合。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 ，难溶 于 、化学性质稳定、耐腐蚀等特点。 图5-18 [SiO4] 1、陶瓷 陶瓷是以黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐)为主要原料，经高温烧结而成的。 2、玻璃 普通玻璃的主要成分为Na2SiO3、CaSiO 3和、SiO2，它是以 、 和 (主要成分为SiO2)为原料，经混合、粉碎，在玻璃窑中熔融，发生复杂的物理和化学变化而制得。试写出相应的化学方程式： ① ； ② 。 3、水泥 普通硅酸盐水泥的生产以黏土和石灰石为主要原料，再加入少量 (用于调节水泥的硬化化速度)。 【知识点2】新型无机非金属材料 1、硅和二氧化硅 【资料卡片】高纯硅的制备 工业制备高纯硅的原理示意图如下，请依图写出相应的化学方程式： (1) ，氧化剂是 ，还原剂是 。 (2) ，氧化剂是 ，还原剂是 。 (3) ，氧化剂是 ，还原剂是 。 利用高纯硅的 性能可以制成 和 电池。二氧化硅可用来生产 。 二氧化硅(SiO2)为立体网状结构晶体，表现在物理性质上为它的熔点 、硬度 、不 溶于 。表现在化学性质上为化学性质很不活泼。 ⑴与酸(只与氢氟酸)反应： 【思考】①可用 刻蚀玻璃。如在玻璃容器上刻刻度线。 ②盛装氢氟酸的试剂瓶不可用 瓶。 ⑵与碱性氧化物反应: SiO2是一种 氧化物，能与碱性氧化物反应生成相应的盐。 与氧化钙反应： ⑶与强碱反应(如氢氧化钠)： 盛装NaOH溶液的试剂瓶用 塞而不用 塞。 (4)与碳酸盐反应: ①高温下与Na2CO3反应: ②高温下与CaCO3反应: 这是工业上制玻璃的的两个重要反应. 2、新型陶瓷 新型陶瓷在光学、热学、电学、磁学等方面有很多新的特性和功能。例如，碳化硅(俗称 )，具有类似金刚石的结构，硬度很大，使用温度可能达到16000C。 3、碳纳米材料 碳纳米材料主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等。 富勒烯(代表物：C60)是由碳原子构成的一系列笼形分子的总称。 碳纳米管可以看成是由石墨片层卷成的管状物，具有纳米尺度的的直径。其比表面积大，有相当高的强度和优良的电学性能。 石墨烯是只有一个碳原子厚度的单层石墨，其电阻率低、热导率高，具有很高的强度。 【过关练习】 1、下列不属于传统硅酸盐产品的是( ) A．玻璃 B．水泥 C．光导纤维 D．陶瓷 2、下列物质中，不能与NaOH溶液反应的是( ) A．碳酸氢钠 B．硅酸钠 C．氧化铝 D．氢氧化铝 3、向下列溶液中滴加稀硫酸，生成白色沉淀，继续滴加硫酸沉淀又溶解的是( ) A.Na2SiO3 B.BaCl2 C.FeCl3 D. NaAlO2 4、用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占有重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用。例如： ⑴计算机芯片的主要成分是 ； ⑵光导纤维的主要成分是 ： ⑶目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是 ； 5、能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是 ( ) A．CO2溶于水形成碳酸，SiO2