第5章 第3节 无机非金属材料-【题型分类归纳】2022-2023学年高一化学同步讲与练（人教版2019必修第二册）

第5章 第3节 无机非金属材料 知识梳理 一、传统无机非金属材料——硅酸盐材料 1.硅酸盐及其结构 (1)硅酸盐的概念：硅酸盐是由 、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， 和 构成了硅氧四面体，其结构如图所示。每个Si结合4个 ，Si在中心，O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O相互连接，每个O为两个四面体所共有，与2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 、 、难溶于水、化学性质 、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 黏土 纯碱(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)、石英砂(SiO2) 主要原料： 、黏土 辅助原料：适量的石膏 设备 — 玻璃窑 水泥回转窑 主要 成分 成分复杂 硅酸钠(Na2SiO3)、硅酸钙(CaSiO3)、二氧化硅(SiO2) 硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)、铝酸三钙(3CaO·Al2O3) 特点 、 、耐 、绝缘 玻璃是 ，称为玻璃态物质，无固定 ，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 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.硅酸盐的丰富性和多样性 由于铝与硅在元素周期表中位置相邻、粒子大小 ， 价的铝常或多或少地置换硅酸盐中 价的硅而形成 。为了保持 性，会伴随引入其他正离子，从而大大增加了硅酸盐品种的多样性和结构的复杂性，同时也为应用硅酸盐材料提供了更广阔的选择。硅酸盐岩石长期在水和大气中二氧化碳的侵蚀下，风化为 ，并且形成土壤胶体。土壤胶体粒子表面积巨大且带 ，能与NH、K＋等数十种生物所需的营养离子相互作用，使土壤具有保肥能力。这是大自然对人类及地球生物的馈赠，我们应该爱护大地母亲。保持土壤的良好结构和化学成分，就是保证农业、牧业和林业持续发展的基础。 二、新型无机非金属材料 1.硅和二氧化硅 (1)硅的存在与性质 ①硅在自然界主要以 和 的形式存在； ②单质硅是应用最为广泛的 材料； ③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 ①二氧化硅 、熔点 ，不溶于水； ②酸性氧化物：SiO2＋2NaOH=== ； ③具有氧化性：SiO2＋2C ； ④特性：SiO2＋4HF=== 。 2.新型陶瓷 (1)新型陶瓷与传统陶瓷相比，在成分上有很大的变化，在光学、热学、电学、磁学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) (3)高温结构陶瓷——碳化硅(SiC) 碳化硅俗称 ，它是由碳原子和硅原子通过共价键连接而形成，与金刚石的结构类似，具有硬度大和优异的高温 性能。 3.碳纳米材料 (1)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C60。 (2)碳纳米管是由石墨片层卷成的管状物，具有 尺度的直径。比表面积大，具有高强度和优良的电学性能。 (3)石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，其独特的结构使其电阻率 、热导率 ，具有很高的强度。 典例分析 题型一：硅的性质 【典例1】下列说法正确的是（ ） A．二氧化硅是制造芯片和太阳能的基本原料 B．干燥的氯气可以使有色布条褪色 C．常温下，可用铁、铝容器盛装冷的浓硫酸、浓硝酸 D．浓硫酸稀释时，将水慢慢倒入浓硫酸中，并不断搅拌。 【变式练】 1．下列说法正确的是（ ） A．“84”消毒液和“洁厕灵”混合使用，其杀菌效果和去除厕所污渍的效果都将加强 B．“玉兔号”月球车太阳能电池帆板的材料是硅 C．SO2能使沾有KMnO4溶液的滤纸褪色，证明了SO2具有漂白性 D．实验室用稀硝酸清洗附着在试管内壁的银，说明稀硝酸具有强还原性 2．下列有关化学用语表示正确的是（ ） A．P的原子结构示意图： B．过氧化钠()中氧元素的化合价：-1 C．常用的半导体材料是 D