必过12 无机非金属材料-2021-2022学年高中化学学业水平考试知识必过（新教材人教版必修1+必修2）

必过12 无机非金属材料 知识点一　传统无机非金属材料——硅酸盐产品 1．硅酸盐的结构 在硅酸盐中，Si和O构成了___________，每个Si结合_____个O，_____在中心，_____在四面体的4个顶角。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高、____溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点。 2．无机非金属材料根据组成、性能和应用的不同可分为______________非金属材料和________非金属材料两种，其中传统无机非金属材料多为硅酸盐材料，通常包括________、________和________三种。 陶瓷 玻璃 水泥 原料 ________ ________________________ ______________及其他辅料 设备 陶瓷窑 玻璃窑 水泥回转窑 成分 普通玻璃： ________________________ 性能 ______________________________________________________________________ 应用 生产建筑材料、绝缘材料、日用器皿和卫生洁具等 生产建筑材料、光学仪器、和各种器皿，制造玻璃纤维、用于高强度复合材料等 大量用于建筑和水利工程 【易错警示】传统无机非金属材料都是以含硅物质为原料，经过高温发生复杂的物理、化学变化制成，产品都为硅酸盐。 知识点二　新型无机非金属材料 1．硅的存在及高纯硅的制备 (1)存在：硅是一种亲氧元素，在被氧气气氛包围的地球上，主要以________和________ (如水晶、玛瑙)等形式存在，________游离态的单质硅，单质硅可以通过人工方法制得。 (2)高纯硅的制备 (1)制取粗硅：________________。 (2)粗硅提纯：①________________________；②________________________。 2．几种新型无机非金属材料 (1)硅和二氧化硅 ①高纯硅半导体制造芯片和硅太阳能电池。 ②二氧化硅通信容量大、抗干扰性好、通信效率高光导纤维 (2)新型陶瓷 新型材料 成分 性能 主要应用金刚砂 碳化硅 (SiC) 硬度大、耐高温、抗氧化 磨料、耐高温结构材料、耐高温半导体材料 高温结 构陶瓷 碳化硅、氮化硅、金属氧化物 耐高温、抗氧化、耐腐蚀 用于火箭发动机、汽车发动机和高温电极材料等 压电陶瓷 钛酸盐、锆酸盐等 能实现机械能和电能的相互转化 用于滤波器、扬声器、超声波探伤器和点火器等 透明陶瓷 氧化铝、氧化钇等透明陶瓷；氮化铝、氟化钙等非氧化物透明陶瓷 具有优异的光学性能、耐高温、绝缘性好 用于高压钠灯、激光器、高温探测窗等 超导陶瓷 临界温度下具有超导性 用于电力、交通、医疗领域等 (3)碳纳米材料 新型材料 结构特点 主要性能 主要应用 富勒烯 碳原子构成的一系列笼形分子 工业材料，应用于电化学，催化剂，化妆品，抗癌药物等 碳纳 米管 石墨片层卷成的直径纳米级的管状物 比表面积大，具有高的强度和优良的电学性质 生产复合材料、电池和传感器等 石墨烯 一个碳原子直径厚度的单层石墨 电阻率低、热导率高、具有很高的强度 应用于光电器件、超级电容器、电池和复合材料等方面 3．传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的区别 类别 传统无机非金属材料 新型无机非金属材料 主要成分 硅酸盐 不一定是硅酸盐 主要特性 抗腐蚀、耐高温、质脆、经不起热冲击 大都强度高、硬度大，耐高温，另外还具有一定的电学特性、光学特性和生物功能等 一、选择题 1．(2022·湖北省部分示范高中高一期中考试)下列物品或设备主要成分中含有单质硅的是( ) A．光导纤维 B．水晶项链 C．门窗玻璃 D．太阳能电池 2．(2022·河北省邢台市南和区第一中学高一质检)下列含硅制品中，主要成分为硅单质的是( ) A．水晶镜片 B．玛瑙手镯 C．陶瓷餐具 D．计算机芯片 3．(2022·广东省高三模拟)我国在科技上不断取得重大成果。下列各项中使用的材料不属于无机非金属材料的是( ) 应用于5G手机中的石墨烯导热膜 用于吊装港珠澳大桥的超高分子量聚乙烯纤维吊绳 “嫦娥五号”探测器使用的砷化镓太阳能电池板 “神舟十三号”载人飞船使用的石英挠性加速度计 A B C D 4．(2022·广东省广州市第一中学高一期中)下列说法中错误的是( ) A．陶瓷、玻璃、水泥、水晶饰品等，都是硅酸盐产品 B．光导纤维被称为信息高速公路的骨架，其主要成分是二氧化硅 C．水玻璃可以作为粘合剂、木材防火剂