第四章 第14讲 无机非金属材料 化学与可持续发展（配套word）-2023新教材新高考化学【导学教程】新编大一轮总复习（人教版）

第14讲　无机非金属材料　化学与可持续发展 课标要求 核心素养 1.能列举、描述、辨识碳、硅及其化合物重要的物理和化学性质及实验现象。 2．能根据碳、硅及其化合物的性质分析生产、生活及环境中的某些常见问题，说明妥善保存、合理使用化学品的常见方法。 3．能说明碳、硅及其化合物的应用对社会发展的价值、对环境的影响。 1.宏观辨识与微观探析：通过碳、硅核外电子排布的异同，体会运用原子微观结构解释化学现象、揭示现象的本质和规律的思维方法。 2．科学态度与社会责任：通过学习碳、硅元素单质及其化合物之间相互转化的现象和本质解决实际问题。 [对应学生用书P92] 考点一　硅及无机非金属材料 1．硅及其化合物 硅元素在自然界中主要以二氧化硅和硅酸盐等化合态的形式存在于地壳中。 (1)单质硅 ①晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体，其结构类似于金刚石，熔沸点很高、硬度大，导电能力介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。 ②高纯硅的制备 (2)SiO2的性质 ①晶体类型：共价晶体。 ②酸性氧化物：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。 ③高温下，Na2CO3与SiO2反应制玻璃的化学方程式为：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑、CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。 ④与氢氟酸反应的化学方程式为：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。 2．无机非金属材料 (1)传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。 材料 水泥 玻璃 陶瓷 生产原料 石灰石、黏土 纯碱、石灰石、石英 黏土 主要设备 水泥回转窑 玻璃窑 陶瓷窑 (2)新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。 (3)碳纳米材料 碳纳米材料在能源、信息、医药等领域有广阔的前景。 ►题组一　硅　无机非金属材料的性质及应用 1．(2022·宜昌模拟)下列关于硅的说法不正确的是(　　) A．硅是非金属元素，它的单质是灰黑色有金属光泽的固体 B．硅的导电性能介于金属和绝缘体之间，是良好的半导体材料 C．用二氧化硅制取单质硅的反应中硅元素被氧化 D．加热到一定温度时，硅能与氢气、氧气等非金属单质发生反应 解析　用二氧化硅制取单质硅的反应中硅元素被还原。 答案　C 2．(2021·康定教学质量检测)“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”是赞誉越窑秘色青瓷的诗句，描绘我国古代精美的青瓷工艺品。玻璃、水泥和陶瓷均为硅酸盐制品，下列有关说法中正确的是(　　) A．玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品 B．制水泥的原料为纯碱、石灰石和石英 C．硅酸盐制品的性质稳定、熔点较高 D．沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐 解析　陶瓷是人类最早使用的硅酸盐制品，A项错误；纯碱、石灰石和石英是制玻璃的原料，而制水泥的原料是黏土和石灰石，B项错误；硅酸盐制品性质稳定、熔点高，C项正确；沙子的主要成分是SiO2，黏土的主要成分是硅酸盐，D项错误。 答案　C ►题组二　硅及其化合物的转化 3．下列转化不能一步完成的是(　　) A．FeCl3→Fe(OH)3　　　 B．SiO2→H2SiO3 C．Na2CO3→Na2SiO3 D．H2SiO3→SiO2 解析　SiO2不溶于水也不能与水反应，故SiO2→H2SiO3不能一步完成。 答案　B 4．(2022·福州模拟)X是一种新型无机非金属材料，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击性好的优点。有关生产过程如图： 为了确定C的组成，某同学进行了以下的探究过程。已知F、G都是难溶于水和稀硝酸的白色沉淀，I可用于制造光导纤维。 按要求回答下列问题： (1)C的化学式为________；X的化学式为________。 (2)写出下列方程式。 反应①的化学方程式：________________________________________________________________________； 反应⑦的离子方程式：________________________________________________________________________。 解析　本题可从I入手推断，I可用于制造光导纤维，故其为二氧化硅，F为硅酸，H为硅酸钠。E为HCl，C为氯化硅，X为Si3N4。反应①为Si与Cl2反应生成SiCl4，反应⑦为硅酸钠与过量的二氧化碳反应生成硅酸和碳酸氢钠。 答案　(1)SiCl4　Si3N4 (2)Si＋2Cl2SiCl4 SiO＋2H2O＋2CO2===H2SiO3↓＋2HCO [归纳拓展] 碳、硅及其化合物的转化 考点二　化学品的合理使用 1．合理使用化肥 (1)综合考虑因素：土壤酸碱性、作物营养状况、化肥本身性质。 (2)过量施肥危害：造成水体富营养化，产生水华等污